DE112011105591T5

DE112011105591T5 - Kraftstoffpumpe und Kraftstofffördersystem für Maschine mit interner Verbrennung

Info

Publication number: DE112011105591T5
Application number: DE112011105591.9T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Asayama; Takashi Usui; Tomoyuki Maeda
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2014-07-03
Anticipated expiration: 2031-09-07
Also published as: CN103097715B; US20130098338A1; DE112011105591B4; JP5288058B1; US9188096B2; CN103097715A; JPWO2013035132A1; WO2013035132A1

Abstract

Eine Kraftstoffpumpe, die das Einsaugen von Kraftstoffblasen in eine Kraftstoffdruckkammer unterdrücken kann und eine stabile Kraftstoffdruckeigenschaft erzielen kann. Die Kraftstoffpumpe weist einen Pumpenkörper auf, der mit einem Saugdurchlass und einer Pumpenoperationskammer gebildet ist, und einen Druckpumpenmechanismus, um Kraftstoff unter Druck zu setzen und abzugeben. Der Pumpenkörper weist einen unteren Seitenwandabschnitt und einen oberen Seitenwandabschnitt jeweils an den in der Senkrechten oberen und unteren Seiten des Innenwandabschnitts auf, die eine Saugbohrungskammer bilden, die teilweise den Saugdurchlass bildet. Der Druckpumpenmechanismus weist ein Ventilrückhalteteil auf, das einen Einfügeabschnitt aufweist, der in die Saugbohrungskammer eingefügt ist. Der Einfügeabschnitt weist innere Saugeinlässe auf, durch die der Kraftstoff von der Saugbohrungskammer in die Pumpenoperationskammer eingesaugt wird, wobei die inneren Saugeinlässe in dem Gebiet Z1 mittlerer Höhe in der Saugbohrungskammer positioniert sind.

Description

{Technisches Gebiet}
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffpumpe und ein Kraftstofffördersystem einer Maschine mit interner Verbrennung und noch genauer auf eine Kraftstoffpumpe, die dazu geeignet ist, Kraftstoff für eine Maschine mit interner Verbrennung auf einen hohen Druck vorzuspannen, bei dem Kraftstoff in einen Zylinder eingespritzt werden kann, und auf ein Kraftstofffördersystem einer Maschine mit interner Verbrennung, das mit der Kraftstoffpumpe versehen ist.
{Stand der Technik}
In den letzten Jahren wurden zwei Arten von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen vorgeschlagen, von denen eine dazu angepasst ist, Kraftstoff direkt in einen Zylinder einzuspritzen, und die andere dazu konzipiert ist, die Verfahren des direkten Einspritzens des Kraftstoffs in den Zylinder und des Einspritzens des Kraftstoffs in einen Ansauganschluss gemeinsam zu nutzen.
Unter dem Gesichtspunkt, dass es notwendig ist, den Kraftstoff auf den hohen Druck vorzuspannen und den Kraftstoff einem Kraftstoffeinspritzventil (einem Injektor) zuzuführen, der zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder verwendet wird, wurde bisher ein Kraftstofffördersystem verwendet, das den Kraftstoff mit dem hohen Druck zuführt, der erzeugt wird, indem der Kraftstoff weiter unter Zuhilfenahme einer Kraftstoffpumpe unter Druck gesetzt wird, die verwendet wird, um den von einer Förderpumpe zugeführten Kraftstoff unter Druck zu setzen.
Als die Kraftstoffpumpe zur Verwendung bei der Zufuhr des Kraftstoffs mit dem hohen Druck und dem Kraftstofffördersystem nach dieser Art wurden bisher verschiedene Arten von Kraftstoffpumpen und Kraftstofffördersystemen verwendet, die jeweils einen Pumpenkörper (ein Pumpengehäuse), einen Druckkolben, der an dem Pumpenkörper montiert ist, um mit Bezug auf den Pumpenkörper auf- und abgehen zu können, und einen Pumpenantriebsnocken aufweisen, der von der Drehkraft bzw. dem Drehmoment der Maschine mit interner Verbrennung angetrieben wird, um den Kolben auf- und abgehen zu lassen. Die so aufgebaute Hochdruckkraftstoffpumpe weist eine Kraftstoffunterbringungseinheit mit einem Dämpfer auf und ist dazu fähig, den Kraftstoff durch die Hin- und Herbewegungen des Kolbens intermittierend anzusaugen. Es wurden bis jetzt außerdem verschiedene Arten von Kraftstoffpumpen vorgeschlagen, die jeweils eine Hilfskammer, deren Volumen abhängig von den Hin- und Herbewegungen des Kolbens variabel ist, und eine Kraftstoffansaugkammer aufweisen, die in Verbindung mit der Hilfskammer gehalten wird.
Noch genauer ist beispielsweise eine Vorrichtung bekannt, die einen Pumpenkörper umfasst, der einen oberen Abschnitt aufweist, der mit einem Saugraum gebildet ist, der in einer zylindrischen Form geformt ist. Der Pumpenkörper weist einen unteren Wandabschnitt auf, der eine innere Bodenfläche der Kraftstoffansaugkammer bildet und mit einer Einlassöffnung geformt ist, durch die der Kraftstoff in den Kraftstoffansaugraum eingeführt wird (siehe beispielsweise Patentschrift 1).
Zudem umfasst eine andere bekannte Vorrichtung ein Druckanpassventil, das dazu fähig ist, den Kraftstoffförderdruck von einer Niederdruckpumpe an eine Hochdruckpumpe und den Rückdruck der Hochdruckpumpe anzupassen, und ein Drucksteuerventil, das dazu fähig ist, den Abgabedruck der Hochdruckpumpe auf einen vorab festgelegten Lieferdruck anzupassen. Der festgelegte Entlastungsdruck des Drucksteuerventils wird so festgelegt, dass er einen Wert aufweist, der gleich oder größer als ein Sättigungsdampfdruck ist, der zu der Maximaltemperatur der Maschine mit interner Verbrennung nach dem Anhalten der Maschine mit interner Verbrennung passt (siehe beispielsweise Patentschrift 2).
Zudem wird eine noch andere Vorrichtung vorgeschlagen, um die Kraftstoffeinführeffizienz zu verbessern, und mit einem Saugraum gebildet, der ermöglicht, dass ein quer verlaufender Fluss hin zu einer Saugöffnung auf einer Druckkammerseite durch den durch eine Einlassöffnung eingeführten Kraftstoff und den von einer Hilfskammer eingeführten Kraftstoff gebildet wird, wenn ein Kolben zurückgezogen wird. Die Saugrichtung des Kraftstoffs von der Saugöffnung zur Druckkammerseite wird mit Bezug auf den quer verlaufenden Fluss in einem spitzen Winkel festgelegt (siehe beispielsweise Patentschrift 3).
{Zitierte Druckschriften}
{Patentliteratur}

{PTL1} Patentschrift 1: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr. 2010-190104, JP 2010-190104 A
{PTL2} Patentschrift 2: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr. 1997-303227, JP 1997-303227 A
{PTL3} Patentschrift 3: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr. 2010-190106, JP 2010-190106 A

{Kurze Erläuterung der Erfindung}
{Technische Probleme}
Die herkömmliche Kraftstoffpumpe wie vorstehend erläutert kann jedoch leicht Kraftstoffdampf (der nachstehend auch als Kraftstoffblasen bezeichnet wird) in einem Abschnitt auf der Seite hoher Temperatur entlang der Innenwand erzeugen, welche die Kraftstoffansaugkammer bzw. den Saugraum bildet. Zudem weist die Ansaugkammer ein kleines Volumen und eine niedrige Höhe in ihrer senkrechten Richtung auf, was dazu führt, dass es eine Möglichkeit gibt, dass die Kraftstoffblasen, die in der Nähe des oberen Wandabschnitts entlang der Innenwand des Saugraums gespeichert sind, in die Druckkammer der Hochdruckkraftstoffpumpe gesaugt werden.
Insbesondere wenn die Hochdruckkraftstoffpumpe durch einen Antriebsnocken seitens der Maschine mit interner Verbrennung angetrieben wird, wird die Temperatur des Kraftstoffs an dem inneren unteren Wandabschnitt der Kraftstoffansaugkammer erhöht, um den Sättigungsdampfdruck des Kraftstoffs zu vergrößern, was dazu führt, dass es einfacher wird, dass der Kraftstoff mit hoher Temperatur den Sättigungsdampfdruck erreicht, um zu verdampfen. Der Kraftstoffdampf, der in dem inneren unteren Wandabschnitt der Kraftstoffansaugkammer erzeugt wird und an dem oberen Abschnitt der Kraftstoffansaugkammer gespeichert ist, verursacht eine Möglichkeit, dass der Kraftstoffdampf aus einem Einlassöffnungsabschnitt in der Nähe des oberen Abschnitts der Kraftstoffansaugkammer in die Druckkammer der Hochdruckkraftstoffpumpe eingesaugt wird.
Daher neigt das Kraftstofffördersystem unter Verwendung der herkömmlichen Kraftstoffpumpe als einer Kraftstoffdruckpumpe dazu, Kraftstoffdampf in die Kraftstoffdruckkammer einzusaugen, was zu einer Möglichkeit führt, dass das Fördervermögen bzw. die Fördereigenschaften des unter Druck gesetzten Kraftstoffs schlechter wird bzw. zu werden.
Aus diesem Grund hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine Kraftstoffpumpe zu schaffen, die effektiv verhindern kann, das Kraftstoffblasen in die Kraftstoffdruckkammer gesaugt werden, und eine stabile Kraftstoffdruckeigenschaft erreicht, sowie ein Kraftstofffördersystem einer Maschine mit interner Verbrennung zu schaffen, das die Fördereigenschaft des unter Druck gesetzten Kraftstoffs unter Verwendung der vorstehend erläuterten Kraftstoffpumpe verbessern kann.
{Lösung des Problems}
Zum Lösen der vorstehend erläuterten Probleme umfasst (1) die Kraftstoffpumpe nach der vorliegenden Erfindung einen Pumpenkörper und einen Druckpumpenmechanismus, wobei der Pumpenkörper mit einem Kraftstoffeinführdurchlass gebildet ist, um Kraftstoff von außen einzuführen, und einer Pumpenbetriebskammer, um den Kraftstoff durch den Kraftstoffeinführdurchlass einzuführen, und wobei der Druckpumpenmechanismus einen Eingabeabschnitt aufweist, der Energie von außen aufnimmt und den Kraftstoff abgibt, der in einer Kraftstoffdruckkammer unter Druck gesetzt wird, die in der Pumpenbetriebskammer gebildet ist, wenn die Energie an den Eingabeabschnitt abgegeben wird, wobei der Pumpenkörper eine Kraftstoffspeicherkammer aufweist, die einen Teil des Kraftstoffeinführdurchlasses bildet, einen unteren Seitenwandabschnitt, der an einer in der Senkrechten unteren Seite eines inneren Wandabschnitts positioniert ist, der teilweise die Kraftstoffspeicherkammer bildet, und einen oberen Seitenwandabschnitt, der an einer in der Senkrechten oberen Seite des inneren Wandabschnitts positioniert ist, der teilweise die Kraftstoffspeicherkammer bildet, wobei der Druckpumpenmechanismus einen Einfügeabschnitt aufweist, der in die Kraftstoffspeicherkammer des Pumpenkörpers eingefügt ist, um in der Senkrechten zwischen dem unteren Seitenwandabschnitt und dem oberen Seitenwandabschnitt des Pumpenkörpers positioniert zu sein, wobei der Einfügeabschnitt einen inneren Saugeinlass in dem in der Senkrechten in mittlerer Höhe liegenden Gebiet in der Kraftstoffspeicherkammer aufweist, um den Kraftstoff von der Kraftstoffspeicherkammer in die Pumpenbetriebskammer zu saugen.
Wenn die Kraftstoffblasen aus dem Kraftstoff erzeugt werden, der mit dem unteren Seitenwandabschnitt auf der unteren Seite des Einfügeabschnitts des Druckpumpenmechanismus in der Kraftstoffspeicherkammer gehalten wird, ist es einfach, die Kraftstoffblasen, die durch ihren Auftrieb steigen, auf der oberen Seite des Einfügeabschnitts zu speichern. Das in der Senkrechten in mittlerer Höhe liegende Gebiet des so angeordneten Einfügeabschnitts ermöglicht es den Kraftstoffblasen, durch es hindurchzugehen, es lässt jedoch kaum zu, dass die Kraftstoffblasen dort gespeichert werden, was dazu führt, dass nur wenige Kraftstoffblasen in dem in der Senkrechten in mittlerer Höhe liegenden Gebiet des Einfügeabschnitts gespeichert sind. Der Einfügeabschnitt des Druckpumpenmechanismus ist mit dem inneren Saugeinlass in dem in der Senkrechten in mittlerer Höhe liegenden Gebiet gebildet, um es dem Kraftstoff zu erlauben, in die Pumpenoperationskammer eingesaugt zu werden. Der vorstehend erläuterte Aufbau der Kraftstoffpumpe nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, die Aufstiegswege der Kraftstoffblasen, die an dem unteren Seitenwandabschnitt erzeugt werden und aufsteigen, durch den Einfügeabschnitt in der Kraftstoffspeicherkammer weg von dem inneren Saugeinlass zu richten sowie den inneren Saugeinlass einfach an der Position außerhalb der Aufstiegswege der Kraftstoffblasen anzuordnen. Als ein Ergebnis ermöglicht es der vorstehend erläuterte Aufbau der Kraftstoffpumpe nach der vorliegenden Erfindung, effektiv zu unterdrücken bzw. zu verhindern, dass die Kraftstoffblasen in den inneren Saugeinlass eingesaugt werden.
In der Kraftstoffpumpe nach der vorliegenden Erfindung wie in der vorstehend erläuterten Definition dargelegt nimmt (2) der untere Seitenwandabschnitt bevorzugt Wärme von der Außenseite auf, um in dem Pumpenkörper ein Seitenwandabschnitt mit hoher Temperatur zu werden. In diesem Aufbau werden Kraftstoffblasen einfach aus dem Kraftstoff erzeugt, der mit dem unteren Seitenwandabschnitt in Kontakt gehalten wird. Die Aufstiegswege der Kraftstoffblasen, die an dem unteren Seitenwandabschnitt erzeugt werden und aufsteigen, sind jedoch durch den Einfügeabschnitt in der Kraftstoffspeicherkammer weg von dem inneren Saugeinlass gerichtet, was es ermöglicht, effektiv zu unterdrücken, dass die Kraftstoffblasen in den inneren Saugeinlass eingesaugt werden.
In der Kraftstoffpumpe nach der vorliegenden Erfindung wie in der vorstehend erläuterten Definition dargelegt weist (3) der Pumpenkörper bevorzugt einen Umfangswandabschnitt auf, der den Umfang der Kraftstoffspeicherkammer zwischen dem unteren Seitenwandabschnitt und dem oberen Seitenwandabschnitt umgibt, und der Einfügeabschnitt des Druckpumpenmechanismus ist dazu aufgebaut, den Umfangswandabschnitt zu durchdringen. In diesem Aufbau kann der Aufbau des Pumpenkörpers, der so definiert ist, die Montage des Druckpumpenmechanismus und die Fertigung von Bohrungen des Pumpenkörpers (beispielsweise des inneren Saugeinlasses, der Abgabeöffnung und dergleichen) erleichtern. Darüber hinaus ist es nicht nur möglich, eine Verdickung von unnötigen Elementen und Teilen zu verringern, indem die Fertigung der gebohrten Durchlässe in vielen Richtungen an den wesentlichen Elementen und Teilen des Pumpenkörpers durchgeführt wird, sondern auch eine Saugraumkammer zu bilden, die ein vergleichsweise großes Volumen selbst für die Kraftstoffpumpe mit einer kleinen Größe aufweist.
In der Kraftstoffpumpe nach der vorliegenden Erfindung wie in der vorstehend erläuterten Definition (3) dargelegt ist (4) bevorzugt mindestens entweder der Einfügeabschnitt des Druckpumpenmechanismus oder der Pumpenkörper mit einem Führungsabschnitt versehen, um Blasen, die an dem unteren Seitenwandabschnitt erzeugt werden und aufsteigen, in der Richtung zu führen, die sich von der Richtung unterscheidet, in der sich die Blasen hin zum inneren Saugeinlass bewegen. Der vorstehend erläuterte Aufbau der Kraftstoffpumpe nach der vorliegenden Erfindung kann es dem Führungsabschnitt erlauben, die Kraftstoffblasen, die in der Kraftstoffspeicherkammer erzeugt werden und aufsteigen, aus der Richtung zu führen, in der die Kraftstoffblasen sich hin zum inneren Saugeinlass bewegen, wodurch es möglich wird, effektiv zu unterdrücken, dass die Kraftstoffblasen in die Kraftstoffdruckkammer eingesaugt werden.
In der Kraftstoffpumpe nach der vorliegenden Erfindung wie in der vorstehend erläuterten Definition (4) dargelegt weist der Führungsabschnitt (5) bevorzugt eine Führungsfläche auf, die zumindest den Wandflächenabschnitt schneidet, der in der Nähe des inneren Saugeinlasses in der inneren Umfangswandfläche des Umfangswandabschnitts des Pumpenkörpers positioniert ist. In diesem Aufbau kann der Führungsabschnitt die Kraftstoffblasen, die auf dem unteren Seitenwandabschnitt des Pumpenkörpers erzeugt werden, in der Richtung weg von den inneren Saugeinlässen führen, wobei sowohl die Führungsfläche als auch die innere Umfangswandfläche des Umfangswandabschnitts gemeinsam genutzt werden, was es ermöglicht, den Führungsabschnitt zu vereinfachen.
In der Kraftstoffpumpe nach der vorliegenden Erfindung wie in der vorstehend erläuterten Definition (4) oder (5) dargelegt kann der Führungsabschnitt (6) durch eine Nut oder einen Vorsprung bzw. eine Zacke gebildet werden, die an dem Einfügeabschnitt des Druckpumpenmechanismus vorgesehen sind. In diesem Aufbau können die Kraftstoffblasen, die entlang der Außenumfangsfläche des Einfügeabschnitts des Druckpumpenmechanismus aufsteigen, in der Erstreckungsrichtung der Nut oder des Vorsprungs geführt werden, was es ermöglicht, die Kraftstoffblasen effektiv in der Richtung weg von dem inneren Saugeinlass zu führen.
In der Kraftstoffpumpe nach der vorliegenden Erfindung wie in einer der vorstehend erläuterten Definitionen dargelegt nimmt (7) der Einfügeabschnitt des Druckpumpenmechanismus bevorzugt im Inneren ein Saugventil auf, das geöffnet werden kann, um das Ansaugen des Kraftstoffs in die Kraftstoffdruckkammer zu erlauben, und ist darin mit einem Kraftstoffabgabedurchlass gebildet, um den Kraftstoff aus der Kraftstoffdruckkammer nach außen abzugeben. Die so aufgebaute Kraftstoffpumpe kann drastisch den Herstellungsaufwand für die Bohrungsdurchlässe an dem Pumpenkörper verringern, wodurch es ermöglicht wird, den Herstellvorgang zu erleichtern und eine Verdickung der unnötigen Abschnitte des Pumpenkörpers zu verringern.
In der Kraftstoffpumpe nach der vorliegenden Erfindung wie in einer der vorstehend erläuterten Definitionen (4) bis (6) dargelegt ist (8) der Pumpenkörper bevorzugt an dem Außenwandabschnitt einer Maschine mit interner Verbrennung montiert und der Eingangsabschnitt wird mit Energie von einem Antriebsteil versorgt, das an der Maschine mit interner Verbrennung an dem unteren Seitenwandabschnitt des Pumpenkörpers montiert ist, wobei der Führungsabschnitt bevorzugt ein plattenartiges Teil aufweist, das zwischen dem unterem Seitenwandabschnitt und dem Einfügeabschnitt des Druckpumpenmechanismus angeordnet ist, und die Innenseite der Kraftstoffspeicherkammer ist bevorzugt in ein Blasenunterdrückungsgebiet, in dem der innere Saugeinlass darin angeordnet ist, und ein Blasenunterbringungsgebiet unterteilt, in dem Kraftstoffblasen darin aufgenommen und aufgelöst werden. Die so aufgebaute Kraftstoffpumpe ermöglicht es, die Herstellung des Hauptkörpers des Pumpenkörpers zu erleichtern und eine effektive Führungsfläche mit dem Führungsabschnitt zu bilden, der das plattenartige Teil aufweist, das auf dem Hauptkörper des Pumpenkörpers montiert ist. In diesem Aufbau ist der Kraftstoffblasenunterbringungsabschnitt an einem oder mehreren aus dem Führungsabschnitt, dem Pumpenkörper und dem Einfügeabschnitt des Druckpumpenmechanismus vorgesehen, die Kraftstoffblasen können an einer Position innerhalb des Kraftstoffblasenunterbringungsgebiets des Führungsabschnitts gespeichert werden, die von dem inneren Saugeinlass beabstandet ist.
In der Kraftstoffpumpe nach der vorliegenden Erfindung wie in einer der vorstehend erläuterten Definitionen (3) bis (8) dargelegt weist (9) der Einfügeabschnitt des Druckpumpenmechanismus bevorzugt den inneren Saugeinlass an einer Position außerhalb der Innenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts in der radialen Richtung des Umfangswandabschnitts des Pumpenkörpers auf. In diesem Aufbau ist der innere Saugeinlass beispielsweise horizontal innerhalb der Innenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts des Pumpenkörpers positioniert, und die Kraftstoffblasen werden entlang der Innenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts des Pumpenkörpers geführt, wodurch es ermöglicht wird, die Kraftstoffblasen weg von dem inneren Saugeinlass zu führen. Der innere Saugeinlass ist horizontal außerhalb der Innenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts positioniert, und die Kraftstoffblasen werden durch den Führungsabschnitt weiter zu der zentralen Seite des Umfangswandabschnitts geführt als der innere Saugeinlass, was es ermöglicht, die Kraftstoffblasen von dem inneren Saugeinlass weg zu führen.
Ein Kraftstofffördersystem einer Maschine mit interner Verbrennung nach der vorliegenden Erfindung wird (10) mit der Kraftstoffpumpe nach einer der vorstehend erläuterten Definitionen (1) bis (9) versehen und umfasst eine Förderpumpe, die Kraftstoff, der aus einem Kraftstofftank abgepumpt wird, dem Kraftstoffeinführdurchlass der Kraftstoffpumpe zuführt, und ein Förderrohr, das den von dem Druckpumpenmechanismus unter Druck gesetzten und abgegebenen Kraftstoff speichert und den Kraftstoff einem Kraftstoffeinspritzventil zuführt, wobei die Kraftstoffspeicherkammer des Pumpenkörpers den Kraftstoff von der Förderpumpe darin gespeichert enthält. Das Kraftstofffördersystem, das so aufgebaut ist, kann verlässlich die Verschlechterung der Fördereigenschaft des unter Druck gesetzten Kraftstoffs an die Seite des Förderrohrs verhindern, indem die Kraftstoffpumpe verwendet wird, die effektiv verhindern kann, dass Kraftstoffblasen in die Kraftstoffdruckkammer eingesaugt werden, und kann eine stabile Kraftstoffdruckeigenschaft erzielen.
{Vorteilhafte Effekte der Erfindung}
Nach der vorliegenden Erfindung kann der innere Saugeinlass einfach außerhalb der Aufstiegswege der Kraftstoffblasen in dem in mittlerer Höhe liegenden Gebiet angeordnet werden, in dem nur sehr wenige Kraftstoffblasen verteilt sind. Die vorliegende Erfindung kann daher eine Kraftstoffpumpe schaffen, die effektiv verhindern kann, dass Kraftstoffblasen in die Kraftstoffdruckkammer eingesaugt werden, und die eine stabile Kraftstoffdruckeigenschaft erzielen kann.
Die vorliegende Erfindung kann ein Kraftstofffördersystem einer Maschine mit interner Verbrennung schaffen, das die Fördereigenschaft des unter Druck gesetzten Kraftstoffs unter Verwendung der vorstehend erläuterten Kraftstoffpumpe verbessern kann.
{Kurze Erläuterung der Figuren}
1 ist eine Schnittansicht, die einen schematischen Aufbau einer Kraftstoffpumpe nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine schematische Ansicht eines Aufbaus eines Kraftstofffördersystems einer Maschine mit interner Verbrennung, das mit der Kraftstoffpumpe nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist.
3 ist eine Schnittansicht der Kraftstoffpumpe nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von vorne.
4 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines wesentlichen Abschnitts, der einen Teil eines Druckpumpenmechanismus bildet, der einen Teil der Kraftstoffpumpe nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet.
5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie V-V der 3.
6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI der 3.
7A ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht eines Abschnitts in der Nähe eines Führungsabschnitts in der Kraftstoffpumpe nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7B ist eine Draufsicht auf eine Trennplatte von unten, die einen Teil des Führungsabschnitts in der Kraftstoffpumpe nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet.
8 ist ein Zeitschaubild, das den Betrieb des Kraftstofffördersystems der Maschine mit interner Verbrennung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
9 ist eine Draufsicht einer Trennplatte, die einen Teil eines Führungsabschnitts in einer Kraftstoffpumpe nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet.
10 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Trennplatte, die einen Teil eines Führungsabschnitts in einer Kraftstoffpumpe nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet.
11 ist eine schematische Schnittansicht einer Kraftstoffpumpe von vorne nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
{Beschreibung von Ausführungsformen}
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
1 bis 8 zeigen einen Aufbau einer Kraftstoffpumpe nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ein Kraftstofffördersystem, das mit der Kraftstoffpumpe versehen ist.
Wie in den 2 und 3 gezeigt wird die Kraftstoffpumpe nach der vorliegenden Ausführungsform beispielhaft durch eine Pumpe vom Kolbentyp der Kraftstoffpumpe 10 zur Verwendung zum Erzeugen von Hochdruck dargestellt. Die Kraftstoffpumpe 10 ist in einer Maschine mit interner Verbrennung montiert, beispielsweise in einer Mehrzylinderbenzinmaschine vom V-Typ mit Zweifacheinspritzung (nachstehend einfach als eine Maschine bezeichnet), und wird als ein Teil eines Kraftstofffördersystems 1 vorgesehen.
Das Kraftstofffördersystem 1 weist ein Förderrohr 7 auf, das vorgesehen ist, um Kraftstoff mit hohem Druck an eine Vielzahl von Injektoren (Kraftstoffeinspritzventilen) 6 zu verteilen, die den Kraftstoff in Zylinder einspritzen. Der unter Hochdruck stehende Kraftstoff, der in dem Förderrohr 7 gesammelt und gespeichert wird, ist dazu angepasst bzw. vorgesehen, von der Kraftstoffpumpe 10 zugeführt werden.
Die Kraftstoffpumpe 10 ist über ein Rohr 3 und ein Rückschlagventil 4 mit einer Förderpumpe 5 verbunden, die in einem Kraftstofftank T so vorgesehen ist, dass die Kraftstoffpumpe 10 mit dem Kraftstoff versorgt werden kann, der auf einen vergleichsweise niedrigen Zufuhrdruck vorgespannt ist. Hier wird die Förderpumpe 5 beispielsweise als ein elektrischer motorbetriebener Typ einer Niederdruckkraftstoffpumpe aufgebaut, die Benzin, also in dem Kraftstofftank T befindlichen Kraftstoff, fördern kann. Der Kraftstoff, der von der Förderpumpe 5 abgegeben wird, ist dazu angepasst, an nicht gezeigte Anschluss- bzw. Saugrohreinspritzinjektoren abgegeben zu werden. Der Kraftstoffdruck des Kraftstoffs, der von der Förderpumpe 5 abgegeben wird, ist dazu angepasst, durch einen ebenfalls nicht gezeigten Druckregulator angepasst zu werden.
Wie in den 1 bis 6 gezeigt weist die Kraftstoffpumpe 10 einen Pumpenkörper 11 auf, der an dem Außenwandabschnitt BL einer Maschine 2 befestigt ist (die ein Pumpenmontiergehäuse aufweist, das integriert an dem Außenwandabschnitt befestigt ist), und einen Kolben 12, der in dem Pumpenkörper 11 aufgenommen ist, um axial bezüglich des Pumpenkörpers 11 hin- und hergehen zu können. Der Pumpenkörper 11 ist mit einem Saugdurchlass 11a (einem Kraftstoffeinlassdurchlass) gebildet, der zulässt, dass der Kraftstoff von der Förderpumpe 5 dort hinein eingeführt wird, und mit einem Abgabedurchlass 11b, der zulässt, dass der Kraftstoff, der darin unter Druck gesetzt wurde, zum Förderrohr 7 hin abgegeben wird. Das Förderrohr 7 arbeitet, um den unter Hochdruck stehenden Kraftstoff, der von der Kraftstoffpumpe 10 unter Druck gesetzt und abgegeben wird, zu speichern und zu sammeln, um den unter Hochdruck stehenden Kraftstoff an die Injektoren 6 zu liefern und zuzuführen, wenn die jeweils für die Zylinder der Maschine 2 vorgesehenen Injektoren 6 (die nicht im einzelnen in den Figuren gezeigt sind), die den Kraftstoff in die Zylinder einspritzen, betrieben werden, um selektiv geöffnet zu werden.
Der Teil des Saugdurchlasses 11a des Pumpenkörpers 11 wird durch eine Saugraumkammer 13 (Kraftstoffspeicherkammer) gebildet, die eine Form einer ungefähr zylindrischen Säule aufweist und dazu fähig ist, den von der Förderpumpe 5 zugeführten Kraftstoff zu speichern. Die Saugraumkammer 13 steht mit einer Hilfskammer 29, die zwischen dem äußeren Endabschnitt 12b (dem unteren einen Endabschnitt in 1) des Kolbens 12 und dem Pumpenkörper 11 gebildet ist, mittels eines Verbindungsdurchlasses 29a so in Verbindung, dass es dem Kraftstoff erlaubt werden kann, sich als Antwort auf das hin- und hergehende Verschieben des Kolbens 12 zwischen der Saugraumkammer 13 und der Hilfskammer 29 zu bewegen. Der Pumpenkörper 11 weist einen Kraftstoffförderrohrabschnitt 11p auf, der zur Außenseite vorsteht und einen vorderen Endabschnitt aufweist, der mit einem Saugeinlass 10a gebildet ist (siehe 2 und 6). In der Nachbarschaft des Saugeinlasses 10a ist ein in den Figuren nicht gezeigter Kraftstofffilter vorgesehen.
Der Kolben 12 weist einen inneren Endabschnitt 12a (einen oberen Endabschnitt in 2) auf, der gleitfähig in dem Pumpenkörper 11 aufgenommen ist. In dem Pumpenkörper 11 wird zwischen dem Kolben 12 und dem Pumpenkörper 11 eine Kraftstoffdruckkammer 15 gebildet, die in Verbindung mit dem Saugdurchlass 11a und dem Abgabedurchlass 11b gehalten wird. Die Kraftstoffdruckkammer 15 weist ein Volumen auf, das als Antwort auf die Verschiebung des Kolbens 12 veränderlich (erhöht oder verringert) wird, um zu ermöglichen, dass der Kraftstoff selektiv in die Kraftstoffdruckkammer 15 eingesaugt oder aus der Kraftstoffdruckkammer 15 abgegeben wird.
Der Kolben 12 ist an dem äußeren Endabschnitt 12b mit einem Antriebsnocken Dc (siehe 2) über eine Rolle, einen Stößel oder dergleichen in Eingriff. Der Antriebsnocken Dc ist im Stand der Technik gut bekannt und in einem (nicht in den Figuren im Einzelnen gezeigten) Zylinderkopf vorgesehen, der einen Teil der Maschine 2 bildet, um den Kolben 12 zu betätigen. Der äußere Endabschnitt 12b bildet einen Eingabeabschnitt, dem eine Energie von dem Antriebsnocken Dc wie in der vorliegenden Erfindung definiert zugeführt wird.
Wie in den 3 und 5 gezeigt ist in der Nähe des äußeren Endabschnitts 12b des Kolbens 12 ein Federaufnahmeteil 12c vorgesehen. Zwischen dem Federaufnahmeteil 12c und dem Pumpenkörper 11 ist eine Schraubendruckfeder 45 angeordnet, die im komprimierten Zustand gehalten wird. Das bedeutet, dass der Kolben 12 zu jeder Zeit durch die Schraubendruckfeder 45 in der Richtung (in 3 nach unten) vorgespannt ist, welche das Volumen der Kraftstoffdruckkammer 15 erhöht, so dass der Kolben 12 dazu angepasst ist, als Antwort auf die Drehung des Antriebsnockens Dc angetrieben zu werden, um hin- und herzugehen, wenn der Antriebsnocken durch die Leistung bzw. Energie der Maschine 2 angetrieben wird, um zu drehen.
Vor und hinter der Kraftstoffdruckkammer 15, also auf der Saugseite und der Abgabeseite der Kraftstoffdruckkammer 15, sind ein Saugventil 16 und ein Abgabeventil 17 vorgesehen, die eine Vielzahl von Ventilelementen bilden. Das Saugventil 16 wird durch ein Rückschlagventil gebildet, das auf der stromabwärtigen Seite der Saugraumkammer 13 positioniert ist, um es dem Kraftstoff zu erlauben, in die Kraftstoffdruckkammer 15 eingesaugt zu werden, aber den Kraftstoff daran zu hindern, in die entgegengesetzte Richtung zu fließen. Das Abgabeventil 17 wird ebenfalls durch ein Rückschlagventil gebildet, das betrieben wird, um es dem Kraftstoff zu erlauben, aus der Kraftstoffdruckkammer 15 abgegeben zu werden, das aber den Fluss des Kraftstoffs in der Gegenrichtung sperrt.
Wenn der Kolben 12 in 3 nach oben verschoben wird, um das Volumen der Kraftstoffdruckkammer 15 zu verringern, wird der Kraftstoff in der Kraftstoffdruckkammer 15 so unter Druck gesetzt, dass sich der Druck in der Kraftstoffdruckkammer 15 erhöht, so dass das Abgabeventil 17 in dem Zustand geöffnet wird, in dem das Saugventil 16 geschlossen ist. Wenn andererseits der Kolben 12 in 3 nach unten verschoben wird, um das Volumen der Kraftstoffdruckkammer 15 zu erhöhen, wird der Druck des Kraftstoffs in der Kraftstoffdruckkammer 15 verringert, so dass das Saugventil 16 in dem Zustand geöffnet wird, in dem das Abgabeventil 17 geschlossen ist.
Wie in den 2 bis 4 gezeigt wird in dem Pumpenkörper 11 auf der Abgabeseite der Kraftstoffdruckkammer 15 ein Umgehungsdurchlass 18w gebildet, um das Abgabeventil 17 zu umgehen. In dem Umgehungsdurchlass 18w ist ein Entlastungsventil 19 vorgesehen, das dazu fähig ist, selektiv den Umgehungsdurchlass 18w zu öffnen oder zu schließen.
Das Entlastungsventil 19 ist dazu angepasst, sich durch den vorab bestimmten Entlastungsventilöffnungsdruck zu öffnen, wenn ein abnormer Vorfall in dem System veranlasst, dass der Druck in der Kraftstoffdruckkammer 15 zu der Zeit einen niedrigen Druck erreicht, zu der der Kraftstoff in dem Zustand in die Kraftstoffdruckkammer 15 eingesaugt wird, in dem der Druck des Kraftstoffs in dem Abgabedurchlass 11b auf der stromabwärtigen Seite des Abgabeventils 17 gegenüber dem Druck des Kraftstoffs in der Kraftstoffdruckkammer 15 sehr stark erhöht ist (im Vergleich mit dem vorab festgelegten Sammeldruckpegel des Förderrohrs 7 merkbar erhöht ist).
Wie in den 2 bis 4 gezeigt wird das Saugventil 16 durch einen Ventilkörper 16a in der Form einer Platte gebildet, um selektiv den Saugdurchlass 11a zu öffnen oder zu schließen, einen ringförmigen Ventilsitz 16b und eine Vorspannfeder 16c (ein federndes Teil), die den geschlossenen Zustand beibehält, in dem der Ventilkörper 16a mit dem Ventilsitz 16b in Kontakt ist, bis der Saugdruck, der auf das Saugventil ausgeübt wird, einen vorab festgelegten Saugdruck (einen um die vorab festgelegte Saugventilöffnungsdruckdifferenz niedrigeren Druck als den Förderdruck) erreicht.
Andererseits wird das Abgabeventil 17 durch einen Ventilkörper 17a in der Form einer Platte gebildet, um selektiv den Abgabedurchlass 11b zu öffnen oder zu schließen, einen ringförmigen Ventilsitz 17b und eine Vorspannfeder 17c (ein federndes Teil), die den geschlossenen Zustand beibehält, in dem der Ventilkörper 17a mit dem Ventilsitz 17b in Kontakt ist, bis der Abgabedruck, der auf das Abgabeventil 17 ausgeübt wird, einen vorab festgelegten Abgabedruck (einen um die vorab festgelegte Abgabeventilöffnungsdruckdifferenz höheren Druck als den Druck des Kraftstoffs in dem Förderrohr) erreicht.
Zudem wird das Entlastungsventil 19 durch einen Ventilkörper 19a in der Form einer Platte gebildet, um selektiv den Umgehungsdurchlass 18w zu öffnen oder zu schließen, einen ringförmigen Ventilsitz 19b und eine Vorspannfeder 19c (ein federndes Teil), die den geschlossenen Zustand beibehält, in dem der Ventilkörper 19a mit dem Ventilsitz 19b in Kontakt ist, bis der Abgabedruck des Kraftstoffs in dem Abgabedurchlass 11b sich zu stark erhöht oder der Druck des Kraftstoffs in der Kraftstoffdruckkammer 15 weiter abnimmt, so dass die Vorwärts- und Rückwärtsdruckdifferenz des in der Form einer Platte gebildeten Ventilkörpers 19a eine vorab festgelegte Entlastungsventilöffnungsdruckdifferenz erreicht. Die Ventilkörper 17a, 19a, die jeweils die Form einer Platte aufweisen, werden beispielsweise ungefähr in einer Tellerform gebildet, die einen oder mehrere Ausschnitte in den Umfangsabschnitten der Ventilkörper 17a, 19a aufweist, um jeweils als Durchlässe zu dienen, die es dem Kraftstoff erlauben, durch sie hindurchzugehen.
Der vorstehend erwähnte Pumpenkörper 11, der Kolben 12, die Kraftstoffdruckkammer 15, das Saugventil 16, das Abgabeventil 17 und der Antriebsnocken Dc bilden insgesamt einen in der vorliegenden Erfindung definierten Druckpumpenmechanismus 20.
Der Druckpumpenmechanismus 20 weist die Kraftstoffdruckkammer 15 auf, die zwischen dem Saugdurchlass 11a und dem Abgabedurchlass 11b in dem Pumpenkörper 11 gebildet ist, um es zu ermöglichen, dass der Kraftstoff als Antwort auf die Hin- und Herbewegungen des Kolbens 12 in der Kraftstoffdruckkammer 15 unter Druck gesetzt und daraus abgegeben wird. Der Druckpumpenmechanismus 20 wird durch Maschinenöl (Öl von außen) in dem Zylinderkopf der Maschine 2 geschmiert und weist einen Eingabeabschnitt auf, der durch den äußeren Endabschnitt 12b des Kolbens 12 gebildet wird, der durch den Antriebsnocken Dc angetrieben wird. Der Antriebsnocken Dc ist beispielsweise integriert mit einem Endabschnitt einer (in den Figuren nicht im Einzelnen gezeigten) Abgasnockenwelle verbunden, die einen Teil der Maschine 2 bildet. Die Einbauausführungsform des Antriebsnockens selbst ist gleich wie jene, die beispielsweise in der Patentschrift 1 gezeigt ist.
Der Pumpenkörper 11 ist so ausgebildet, dass er ein Ventilrückhalteteil 21 in der Form eines Zylinders aufweist, ein Zylinderteil 22, das auf dem zylindrischen Ventilrückhalteteil 21 gelagert ist, um axial gleitfähig den Kolben 12 aufzunehmen, und ein Außenhüllenteil 23, das einen Innenwandabschnitt 23b umfasst, der darin die Saugraumkammer 13 bildet. Das Ventilrückhalteteil 21, das Zylinderteil 22 und das Außenhüllenteil 23 haben eine ungefähr axialsymmetrische Form, so dass Längsschnitte zumindest an entsprechenden Innenwandflächenseiten derselben symmetrisch zu ihren jeweiligen Mittelachsen sind. Dies bedeutet, dass das Ventilrückhalteteil 21, das Zylinderteil 22 und das Außenhüllenteil 23 jeweils in der Form einer sogenannten zylindrischen Form oder einer Form vorliegen, die einem Zylinder nahekommt.
Das Ventilrückhalteteil 21 und das Zylinderteil 22 weisen jeweils Einfügeabschnitte 21a, 22a auf, die in dem Außenhüllenteil 23 senkrecht zueinander aufgenommen sind. Zumindest das Ventilrückhalteteil 21 ist so aufgebaut, dass es in die Innenwandflächen 23a des Außenhüllenteils 23 hinein und durch diese hindurch geht. Das Außenhüllenteil 23, der Einfügeabschnitt 21a des Ventilrückhalteteils 21, der in einen Innenraum in der Form einer ungefähr zylindrischen Säule des Außenhüllenteils eingefügt ist, und ein Flanschabschnitt 22b, der einen Teil des Zylinderteils 22 bildet, definieren insgesamt eine Saugraumkammer 13. Der Einfügeabschnitt 22a des Zylinderteils 22 ist mit dem Einfügeabschnitt 21a des Ventilrückhalteteils 21 in dem Außenhüllenteil 23 so gekoppelt, dass die entsprechenden Einfügeabschnitte 21a, 22a des Ventilrückhalteteils 21 und des Zylinderteils 22 und der Kolben 12 kollektiv eine Kraftstoffdruckkammer 15 in einer Ventilaufnahmebohrung 21h bilden.
Das Ventilrückhalteteil 21 ist in einer zylindrischen Form gebildet und weist eine gestufte Ventilaufnahmebohrung 21h und eine gestufte Außenumfangsfläche 21f auf. Die gestufte Ventilaufnahmebohrung 21h und die gestufte Außenumfangsfläche 21f erstrecken sich axial in dem mittleren Abschnitt des Ventilrückhalteteils 21, und sowohl die Ventilaufnahmebohrung 21h als auch die Außenumfangsfläche 21f sind im Querschnitt kreisförmig und in einer gestuften Form mit hin zur rechten Endseite in den 4 und 6 schrittweise vergrößerten Durchmessern. Das Ventilrückhalteteil 21 nimmt darin das Saugventil 16, das Abgabeventil 17 und das Entlastungsventil 19 in der Ventilaufnahmebohrung 21h auf, die eine Pumpenbetriebskammer bildet. Das Saugventil 16, das Abgabeventil 17 und das Entlastungsventil 19 werden von dem Ventilrückhalteteil 21 in einer seriellen Anordnung, also in einer axialen Ausrichtung zueinander, gehalten. Das Ventilrückhalteteil 21 weist einen linken Endabschnitt in 4 auf, der mit einem stromabwärtigen Endausgang 11c gebildet ist, der einen Teil des Abgabedurchlasses 11b bildet. Der stromabwärtige Endausgang 11c des Abgabedurchlasses 11b ist an der am weitesten stromabwärtigen Seite der gestuften Ventilaufnahmebohrung 21h positioniert.
Wie in den 3 bis 5 gezeigt, wird das Zylinderteil 22 an seiner inneren Endseite durch das Ventilrückhalteteil 21 gelagert. Das Zylinderteil 22 weist einen Einfügeabschnitt 22a auf, der in den axial mittleren Abschnitt des zylindrischen Ventilrückhalteteils 21 eingefügt ist, einen Flanschabschnitt 22b, der an den Einfügeabschnitt 22a angrenzt und sich im Durchmesser vergrößert, und einen zylindrischen Abschnitt 22c, der gleitfähig den vorderen Endabschnitt des Kolbens 12 aufnimmt.
Das Außenhüllenteil 23 wird durch ein tassenförmiges Teil 24 und eine Öldichtungshalterung 25 gebildet. Das tassenförmige Teil 24 weist einen zylindrischen Abschnitt 24a in einer ungefähr zylindrischen Form auf, bei der ein Endabschnitt durch einen Deckelabschnitt 24b in ungefähr Tellerform blockiert bzw. abgedichtet wird. Die Öldichtungshalterung 25 wird in Druckkontakt mit dem Zylinderteil 22 gehalten und an dem tassenförmigen Teil 24 befestigt, um den Öffnungsendabschnitt 24c des tassenförmigen Teils 24 zu blockieren. Die Öldichtungshalterung 25 wird darin mit einer sich axial erstreckenden zentralen Bohrung gebildet.
Wie in den 3 bis 6 gezeigt nimmt die Ventilaufnahmebohrung 12h des Ventilrückhalteteils 21 zusätzlich zu dem Saugventil 16, dem Abgabeventil 17 und dem Entlastungsventil 19 die ersten bis dritten Ventilanschläge 31, 32 und 33 auf.
Der erste Ventilanschlag 31 wird durch einen ringförmigen Körper gebildet, der Schlitze aufweist und in den innersten Abschnitt, das bedeutet, in den Abschnitt mit kleinstem Durchmesser der Ventilaufnahmebohrung 21h des Ventilrückhalteteils 21, passt, um die maximale Verschiebung in der Öffnungsrichtung des Ventilkörpers 17a des Abgabeventils 17 zu regulieren. Der zweite Ventilanschlag 32 wird durch ein durchlassbildendes Teil gebildet, das zwei flexible Durchlässe aufweist, die einen Teil des Abgabedurchlasses 11b und des Umgehungsdurchlasses 18w bilden. Noch genauer wird der zweite Ventilanschlag 32 mit einem Paar von vertikalen Nuten 32a, 32b, einem Paar von vertikalen Bohrungen 32c, 32d und einem Paar von horizontalen Bohrungen (Radialbohrungen) 32e, 32f gebildet. Die vertikalen Nuten 32a, 32b erstrecken sich um die Außenumfangsseite des zweiten Ventilanschlags 32. Die vertikalen Bohrungen 32c, 32d sind an dem mittleren Abschnitt der beiden axialen Enden des zweiten Ventilanschlags 32 offen und weisen eine vorab festgelegte Tiefe auf. Die horizontalen Bohrungen 32e, 32f verbinden die vertikalen Nuten 32a, 32b mit den vertikalen Bohrungen 32c, 32d.
Der Ventilanschlag 32 weist einen Endabschnitt auf, an dem der Ventilsitz 17b des Abgabeventils 17 sich axial und ringförmig erstreckt, und den anderen Endabschnitt, an dem der Ventilsitz 19b des Entlastungsventils 19 sich ebenfalls axial und ringförmig erstreckt. Der Ventilkörper 17a des Abgabeventils 17 und der Ventilkörper 19a des Entlastungsventils 19 werden jeweils gegenüber den Ventilsitzen 17b, 19b gehalten, die an den beiden axialen Endabschnitten des zweiten Ventilanschlags 32 gebildet sind. Zwischen dem gestuften Abschnitt 21d (siehe 4) des Ventilrückhalteteils 21 auf der innersten Seite der Ventilaufnahmebohrung 21h und dem Ventilkörper 17a des Abgabeventils 17 ist eine Vorspannfeder 17c angeordnet, die einen Teil des Abgabeventils 17 bildet und eine Vorspannung aufweist, die zu einer vorab festgelegten Öffnungsdruckdifferenz des Abgabeventils passt.
Der dritte Ventilanschlag 333 weist Anschlagabschnitte 33a, 33b und Federaufnahmeabschnitte 33c, 33d auf, die jeweils zu dem Entlastungsventil 19 und dem Saugventil 16 passen. Die Anschlagabschnitte 33a, 33b und die Federaufnahmeabschnitte 33c, 33d sind in der Richtung entgegen den unterschiedlichen radialen Positionen zueinander angeordnet und sind integriert gebildet, um ein im Schnitt ungefähr T-förmiges Teil zu bilden. Der dritte Ventilanschlag 33 dient als Anschlag, um die Bewegungsbereiche der Ventilkörper 16a, 19a und zu regulieren, und als Federaufnahme. Zwischen dem Ventilkörper 19a des Entlastungsventils 19 und dem Federaufnahmeabschnitt 33c des dritten Ventilanschlags 33 ist eine Vorspannfeder 19c angeordnet, die einen Teil des Entlastungsventils 19 bildet und eine Vorspannung aufweist, die einem vorab festgelegten Öffnungsdifferenzdruck des Entlastungsventils entspricht. In ähnlicher Weise ist zwischen dem Ventilkörper 16a des Saugventils 16 und dem Federaufnahmeabschnitt 33d des dritten Ventilanschlags 33 eine Vorspannfeder 16c angeordnet, die einen Teil des Saugventils 16 bildet und eine Vorspannung aufweist, die einem festgelegten Öffnungsdifferenzdruck des Saugventils entspricht.
Der dritte Ventilanschlag 33 wird gegenüber einem durchlassbildenden Teil 35 an dem Außenumfangsabschnitt des Federaufnahmeabschnitts 33c gehalten, der auf der rechten Seite der 4 gezeigt ist. Das durchlassbildende Teil 35 bildet einen ringförmigen Ventilsitz 16b, der einen Teil des Saugventils 16 bildet. Der Außenumfangsabschnitt des Federaufnahmeabschnitts 33c wird teilweise weggeschnitten, um eine Kerbe aufzuweisen, die es erlaubt, dass die Kraftstoffdruckkammer 15 mit dem Abschnitt in der Nähe des Ventilsitzes 16b des Saugventils 16 in Verbindung steht. Das durchlassbildende Teil 35 ist in der Ventilaufnahmebohrung 21h des Ventilrückhalteteils 21 untergebracht und bildet teilweise einen Verbindungsdurchlass 35pw, der sich in dem Ventilrückhalteteil 21 von der Saugraumkammer 13 zu der Kraftstoffdruckkammer 15 erstreckt. Der Verbindungsdurchlass 35pw bildet einen Teil des Saugdurchlasses 11a. Der Ventilsitz 16b des Saugventils 16 wird von einem Endabschnitt des durchlassbildenden Teils 35 gebildet, um das stromabwärtige Ende des Verbindungsdurchlasses 35pw zu umgeben und um axial und ringförmig zur Kraftstoffdruckkammer 15 hin vorzustehen.
Das durchlassbildende Teil 35 wird in dem Zustand zurückgehalten, in dem das durchlassbildende Teil 35 auf einen gestuften Abschnitt 21e, der an dem Ventilrückhalteteil 21 gebildet ist, zusammen mit dem Anschlagabschnitt 33b des dritten Ventilanschlags 33 durch ein Stopfenteil 36 (siehe 3) unter Druck gesetzt wird. Das Stopfenteil 36 wird beispielsweise in den in 3 rechten inneren Umfangsabschnitt des Ventilrückhalteteils 21 geschraubt und dort befestigt. Unter dem durchlassbildenden Teil 35, dem Stopfenteil 36 und dem Abschnitt benachbart zu dem gestuften Abschnitt 21e des Ventilrückhalteteils 21 wird ein ringförmiger Verbindungsdurchlass 35r gebildet, der an einer Vielzahl von Positionen mit der Saugraumkammer 13 in Verbindung gehalten wird. Der ringförmige Verbindungsdurchlass 35r bildet einen Teil des Verbindungsdurchlasses 35pw. Dies bedeutet, dass der Verbindungsdurchlass 35pw einen Abschnitt aufweist, der in der Nähe des Ventilsitzes 16b des Saugventils 16 liegt, und einen anderen Abschnitt, der in der Nähe der Saugraumkammer 13 liegt. Der Abschnitt in der Nähe des Ventilsitzes 16b des Saugventils 16 erstreckt sich axial am mittleren Abschnitt des Ventilrückhalteteils 21, um auf der Innenseite des Ventilsitzes 16b offen zu sein, während der andere Abschnitt in der Nähe der Saugraumkammer 13 sich radial und in Umfangsrichtung des durchlassbildenden Teils 35 erstreckt, um an der Außenumfangsfläche 21f des Ventilrückhalteteils 21 in dem mittleren Höhengebiet Z1 der Saugraumkammer 13 offen zu sein.
Noch genauer weist der Verbindungsdurchlass 35pw wie in den 3 bis 6 gezeigt einen Endabschnitt in der Nähe der Saugraumkammer 13 auf und ist an einem Paar von parallel geschnittenen Flächen 21fa offen, die teilweise die Außenumfangsfläche 21f des Ventilrückhalteteils 21 bilden (siehe 5 und 6), so dass der Verbindungsdurchlass 35pw teilweise durch ein Paar von inneren Saugeinlässen 21i gebildet wird.
Das Paar von inneren Saugeinlässen 21i ist zwischen dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25, dem unteren Endabschnitt (dem unteren Seitenwandabschnitt; nachstehend wird er einfach als der Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 bezeichnet wird) des zylindrischen Abschnitts 24a des tassenförmigen Teils 24 benachbart zu dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25, dem Deckelabschnitt 24b und dem federnden Filmteil 26 (dem oberen Seitenwandabschnitt) positioniert und davon beabstandet. Der Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 ist an der in der Senkrechten unteren Abschnittsseite des Innenwandabschnitts 23b (unterhalb der in der Senkrechten mittleren Höhe des Innenwandabschnitts 23b) des Außenhüllenteils 23 positioniert, das teilweise die Saugraumkammer 13 bildet. Der Deckelabschnitt 24b und das federnde Filmteil 26 sind an der in der Senkrechten oberen Abschnittsseite (oberhalb der in der Senkrechten mittleren Höhe des Innenwandabschnitts 23b) des Innenwandabschnitts 23b des Außenhüllenteils 23 positioniert, das teilweise die Saugraumkammer 13 bildet. Das Paar von parallel geschnitten Flächen 21fa ist parallel zu der Achslinie des zylindrischen Abschnitts 24a (des Umfangswandabschnitts) des tassenförmigen Teils 24, das den Umfang der Saugraumkammer 13 unter dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25, den Deckelabschnitt 24b und das federnde Filmteil 26 umgibt. Hier wird der Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 ein wärmeaufnehmender Abschnitt, um Wärme von der Seite der Maschine E (der Außenseite) aufzunehmen. Die Wärme wird durch die Wärme erzeugt, die von dem Außenwandabschnitt BL der Maschine 2 abgeleitet wird, die Wärme, die von dem Außenendabschnitt 12b des Kolbens 12 abgeleitet wird, und die Wärme, die von dem Schmier- und Kühlöl in der Maschine 2 abgeleitet wird, usw. Die Wärme an dem Außenendabschnitt 12b des Kolbens 12 wird durch die Abgabe von dem Antriebsnocken Dc an den Kolben 12 erzeugt. Das Schmier- und Kühlöl weist eine im Vergleich zu der Kraftstofftemperatur extrem hohe Temperatur auf. Der Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 kann eine höhere Temperatur als die anderen Teile des Pumpenkörpers 11 wie beispielsweise der Deckelabschnitt 24b und das federnde Filmteil 26 aufweisen, wenn der Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 die Wärme von außen aufnimmt.
Jeder der inneren Saugeinlässe 21i ist mit mindestens den vorab festgelegten Abständen von sämtlichen Teilen der Innenwandflächen 23a des Außenhüllenteils 23 entfernt. Der Einfügeabschnitt 21a des Ventilrückhalteteils 21 weist die inneren Saugeinlässe 21i an den Positionen weg von der Innenumfangsfläche 24i des zylindrischen Abschnitts 24a in der radialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 24a des tassenförmigen Teils 24 auf, das den Umfangswandabschnitt des Außenhüllenteils 23 bildet. Noch genauer werden das Ventilrückhalteteil 21 und das Außenhüllenteil 23 wie in 5 und 6 gezeigt mit einem Paar von Zwischendurchlässen a1, a2 gebildet, die sich radial von der Innenumfangsfläche 24i des zylindrischen Abschnitts 24a nach außen erstrecken und die Saugraumkammer 13 in Verbindung mit dem Paar von inneren Saugeinlässen 21i zwischen dem Paar von parallel geschnittenen Flächen 21fa des Einfügeabschnitts 21a des Ventilrückhalteteils 21 und einer Einfügebohrungswandfläche 23c halten, die auf dem Außenhüllenteil 23 gebildet ist. Das Paar von Zwischendurchlässen a1, a2 weist Durchlassquerschnittbereiche auf, die größer als die Öffnungsbereiche des Paars von inneren Saugeinlässen 21i und gleich oder größer als das Öffnungsgebiet der Saugeinlassöffnung 10a sind.
Der Druckpumpenmechanismus 20 weist den Einfügeabschnitt 21a des Ventilrückhalteteils 21 unter dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 an der in der Senkrechten unteren Abschnittsseite des Innenwandabschnitts 23b des Außenhüllenteils 23, dem Deckelteil 24b des tassenförmigen Teils 24 und dem federnden Filmteil 26 an der in der Senkrechten oberen Abschnittsseite des Innenwandabschnitts 23b des Außenhüllenteils 23 auf. Der Einfügeabschnitt 21a des Ventilrückhalteteils 21 ist mit den inneren Saugeinlässen 21i gebildet, die in dem in der Senkrechten mittleren Höhengebiet Z1 in der Saugraumkammer 13 positioniert sind (siehe 1), um es zu ermöglichen, dass der Kraftstoff aus der Saugraumkammer 13 in die Ventilaufnahmebohrung 21h des Ventilrückhalteteils 21 gesaugt wird.
Andererseits wird mindestens einer der Einfügeabschnitte 21, 22a des Ventilrückhalteteils 21 und des Zylinderteils 22 oder das Außenhüllenteil 23 mit einem Führungsabschnitt 50 gebildet, um Kraftstoffdampf (Kraftstoffblasen) zu leiten, die auf dem unteren Seitenwandabschnitt mit hoher Temperatur des Innenwandabschnitts 23b der Außenhülle erzeugt werden und beispielsweise an dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 in der Richtung aufsteigen, die sich von der Richtung unterscheidet, in der sich die Kraftstoffblasen hin zu den inneren Saugeinlässen 21i bewegen.
Der Führungsabschnitt 50 weist eine Blasenführungsfläche 51 auf, die sich ungefähr horizontal, aber nicht vertikal zwischen mindestens einem der inneren Saugeinlässe 21i und dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 so erstreckt, dass die Blasenführungsfläche 51 des Führungsabschnitts 50 die Kraftstoffblasen, die durch Auftrieb in der Saugraumkammer 13 aufsteigen, nachdem sie an dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 erzeugt wurden, von den inneren Saugeinlässen 21i weg leiten kann. Dies bedeutet, dass der Führungsabschnitt 50 dazu aufgebaut ist, die Kraftstoffblasen innerhalb eines festgelegten Bereichs so zu führen, dass die Aufstiegswege der Kraftstoffblasen, die durch Auftrieb aufsteigen, zumindest innerhalb des festgelegten Bereichs in dem mittleren Höhengebiet der Saugraumkammer 13 beschränkt werden.
Die Blasenführungsfläche 51 des Führungsabschnitts 50 wird an zumindest einem der Einfügeabschnitte 21a, 22a des Ventilrückhalteteils 21 und des Zylinderteils 22 oder dem Außenhüllenteil 23 gebildet oder ansonsten an einem (nachstehend beschriebenen) Blasenleitungsteil gebildet, das bedeutet, einem separaten Element, das an zumindest einem der Einfügeabschnitte 21a, 22a des Ventilrückhalteteils 21 und des Zylinderteils 22 oder dem Außenhüllenteil 23 montiert ist. Die Blasenführungsfläche 51 des Führungsabschnitts 50 ist so positioniert, dass sie mindestens den Wandflächenabschnitt schneidet, der in der Nähe der inneren Saugeinlässe 21i in der Innenumfangsfläche 24i des zylindrischen Abschnitts 24a des tassenförmigen Teils 24 positioniert ist.
Noch genauer weist die gestufte Außenumfangsfläche 21f des Ventilrückhalteteils 21, deren Durchmesser hin zur rechten Seite in 4 ansteigt, einen in der Senkrechten unteren Abschnitt des axial mittleren Abschnitts 21c des Ventilrückhalteteils 21 auf, wobei der in der Senkrechten untere Abschnitt wie in 7A gezeigt vertikal oberhalb hin zur linken Seite positioniert ist. Zudem weist der axial mittlere Abschnitt 21c des Ventilrückhalteteils 21 einen Abschnitt in der Nähe des Flanschabschnitts 22b benachbart zum Einfügeabschnitt 22a des Zylinderteils 22 auf, wobei der Abschnitt einer Ansenkbearbeitung unterzogen wird, um in einen nutartigen konkaven Abschnitt 21s geformt zu werden. Der konkave Abschnitt 21s wird mit einer Seitenwandfläche 21r gebildet, die ungefähr U-förmig ist und auf der Seite der inneren Saugeinlässe 21i in der axialen Richtung des Ventilrückhalteteils 21 geschlossen und in der axialen Richtung des Ventilrückhalteteils 21 auf der Seite gegenüber den inneren Saugeinlässen 21i offen ist.
Der Führungsabschnitt 50 weist eine Trennplatte 52 (ein plattenartiges Teil) auf, die als Blasenführungsteil dient, das zwischen dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 und den Einfügeabschnitten 21a, 22a des Druckpumpenmechanismus 20 angeordnet ist.
Die Trennplatte 52 ist an der unteren Seite des inneren Abschnitts der Saugraumkammer 13 und an der Umgebung des Zylinderteils 22 angeordnet und weist eine in der Senkrechten untere Fläche 52a auf, welche dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 gegenüberliegt, und eine in der Senkrechten obere Fläche 52b, welche dem Einfügeabschnitt 22a des Zylinderteils 22 gegenüberliegt. Die untere Fläche 52a der Trennplatte 52 wird durch einen geneigten Führungsflächenabschnitt 52c gebildet, der in der Form einer Außenumfangsfläche eines Kegelstumpfs gebogen und geneigt ist, einen unteren Führungsflächenabschnitt 52d, der mit dem unteren Ende des geneigten Führungsflächenabschnitts 52c verbunden ist und sich radial nach außen erstreckt, und einen oberen Führungsflächenabschnitt 52e, der sich von dem oberen Ende des geneigten Führungsflächenabschnitts 52c hin zu der Innenseite des konkaven Abschnitts 21s des Ventilrückhalteteils 21 erstreckt.
Die untere Fläche 52a der Trennplatte 52 ist so angeordnet, dass die Kraftstoffblasen miteinander an den Positionen kollidieren, die von den inneren Saugeinlässen 21i entfernt liegen, wenn die Kraftstoffblasen, die auf der auf eine hohe Temperatur erwärmten Seite des Abschnitts 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 erzeugt werden, durch Auftrieb aufsteigen. Die Aufstiegswege der Kraftstoffblasen werden hin zur linken oberen Seite in 7A, also in der Richtung weg von den inneren Saugeinlässen 21i, beschränkt, während sie durch das Innere des konkaven Abschnitts 21s gehen. Hier zeigt die Richtung weg von den inneren Saugeinlässen 21i den oberen Abschnitt der axial einen Seite des Ventilrückhalteteils 21 an.
Die Trennplatte 52 ist so aufgebaut, dass sie den inneren Abschnitt der Saugraumkammer 13 in das Blasenunterdrückungsgebiet Z2, in dem die Kraftstoffblasen von dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 daran gehindert werden, in das Blasenunterdrückungsgebiet Z2 einzutreten, und das Blasenaufnahmegebiet Z3 unterteilt, in dem die Kraftstoffblasen aufgenommen werden und zu der Zeit auf natürliche Weise verschwinden, zu der sich der Zustand der Kraftstoffblasen ändert. Die inneren Saugeinlässe 21i, die in dem Einfügeabschnitt 21a des Ventilrückhalteteils 21 gebildet sind, sind innerhalb des Bereichs des Blasenunterdrückungsgebiets Z2 angeordnet.
Die untere Fläche 52a der Trennplatte 52 und der nutartige konkave Abschnitt 21s des Ventilrückhalteteils 21 bilden insgesamt eine Blasenführungsfläche 51 des Führungsabschnitts 50. Die Blasenführungsfläche 51, die so aufgebaut ist, kann den Anstieg der Kraftstoffblasen durch Auftrieb von dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 zu den Aufstiegswegen der Kraftstoffblasen weg von den inneren Saugeinlässen 21i beschränken, wodurch es ermöglicht wird, zu unterdrücken, dass die Kraftstoffblasen in die inneren Saugeinlässe 21i gesaugt werden.
Die Trennplatte 52 des Führungsabschnitts 50 in der vorliegenden Ausführungsform wird durch ein ringförmiges Teil gebildet, wie es beispielsweise in durchgezogenen Linien in einer Draufsicht der 7B gezeigt ist, ein Teil der Trennplatte 52 in dem Blasenaufnahmegebiet Z3 kann jedoch nach der vorliegenden Erfindung mit einem ausgeschnitten Abschnitt 52j gebildet sein, wie in gestrichelten Linien in 7B gezeigt. Die Trennplatte 52 kann in einer Hufeisenform, einer ungefähren U-Form oder einer Bogenform mit einem Abschnitt gebildet sein, der auf der Seite des Blasenaufnahmegebiets Z3 ausgeschnitten wird, um auf der Seite gegenüber den inneren Saugeinlässen 21i offen und auf der Seite der inneren Saugeinlässe 21e in der Axialrichtung des Ventilrückhalteteils 21 geschlossen zu sein. Es kann angenommen werden, dass die untere Fläche 52a der Trennplatte 52 durch den unteren Flächenabschnitt des axial mittleren Abschnitts 21c des Ventilrückhalteteils 21 gebildet wird oder durch einen Teil des Außenhüllenteils 23 gebildet wird, der in die Saugraumkammer 13 auf der unteren Seite der axial mittleren Abschnitts 21c des Ventilrückhalteteils 21 vorsteht. Es kann weiter angenommen werden, dass die Trennplatte 52 durch ein Drahtteil oder ein bandförmiges Teil ersetzt wird, das dazu fähig ist, die Kraftstoffblasen in der Richtung weg von den inneren Saugeinlässen 21i zu führen.
Das tassenförmige Teil 24 ist integriert mit einem Flanschabschnitt 24f gebildet, der eine Montagefläche bzw. Befestigungsfläche 24d und Montagelöcher 24h aufweist, die darin geformt sind. Die Öldichtungshalterung 25 weist einen Öldichtungsrückhalteabschnitt 25c und einen Hülsenabschnitt 25e auf. Der Öldichtungsrückhalteabschnitt 25c ist dazu angepasst, eine Vielzahl von Öldichtungen 41, 42 zu halten, die in Eingriff mit dem Kolben 12 gehalten sind. Der Hülsenabschnitt 25e ist in der Form einer ungefähr zylindrischen Gestalt und in koaxialer Beziehung zum Kolben 12, und umgibt einen Endabschnitt der Druckschraubenfeder 45. Die Öldichtungen 41, 42 wirken als Dichtteile, um die Hilfskammer 29 zwischen der Öldichtungshalterung 25 und dem Kolben 12 abzudichten, wobei die Hilfskammer 29 mit einem Schiebespalt verbunden ist, der zwischen dem Kolben 12 und dem Zylinderabschnitt 22 gebildet ist.
Der Abschnitt 25b unterhalb der Öldichtungshalterung 25 und die Elemente und Teile in der Nähe des äußeren Endabschnitts 12b des Kolbens 12 sind dem Schmieröl ausgesetzt, das sich in dem Zylinderkopf der Maschine 2 verteilt.
Die Elemente und Teile in dem Ventilrückhalteteil 21 und dem Zylinderteil 22, die den Pumpenkörper 11 bilden, und das tassenförmige Teil 24 und die Öldichtungshalterung 25 des Außenhüllenteils 23, die unter Hochdruck stehen, werden jeweils aus einem Metallmaterial wie beispielsweise Edelstahl oder einem anderen rostfreien Stahl (beispielsweise Kohlenstoffstahl und Spezialstahl bzw. hochlegiertem Stahl) hergestellt, die eine hohe Festigkeit aufweisen. Andererseits werden die Elemente und Teile in dem Ventilrückhalteteil 21 und dem Zylinderteil 22, welche den Pumpenkörper 11 bilden, und das tassenförmige Teil 24 und die Öldichtungshalterung 25 des Außenhüllenteils 23, die einem niedrigen Druck ausgesetzt sind (keinem hohen Druck ausgesetzt sind), jeweils aus einem Metallmaterial ähnlich wie die Hochdruckelemente und Teile wie vorab erläutert hergestellt, oder aus anderen Metallmaterialien mit einer Festigkeit, die niedriger als jene der vorstehend erläuterten Materialien ist. Jedes aus dem Ventilrückhalteteil 21, dem Zylinderteil 22, dem tassenförmigen Teil 24 und der Öldichtungshalterung 25 weist einen Montageabschnitt auf, der mit anderen Teilen montiert oder in diesen gleitfähig ist, eine Montagefläche und dergleichen, die durch mechanische Bearbeitung hergestellt werden.
Das Außenhüllenteil 23 ist mit einem federnden Film- bzw. Membranteil 26 mit einem vorab festgelegten Spalt 13g bei dem und benachbart zu dem Deckelabschnitt 24b in einer solchen Weise angebracht, dass das federnde Filmteil 26 dem Druck des in der Saugraumkammer 13 gespeicherten Kraftstoffs ausgesetzt ist. Das federnde Membranteil 26 ist dazu angepasst, einem Teil der Innenwand der Saugraumkammer 13 eine Federkraft zu verleihen, und dient daher als Pulsdämpfer 27, so dass das Pulsieren des Kraftstoffdrucks in dem Saugdurchlass 11a absorbiert werden kann.
Der Ventilkörper 16a des Saugventils 16 dient dazu, durch das Betätigungsteil 37 geöffnet oder geschlossen zu werden. Das Betätigungsteil 37 ist gleitfähig auf einem Führungsabschnitt 36a gelagert, der einen Teil des Stopfenteils 36 bildet. Das Betätigungsteil 37 wird betätigt, um eine Druckbetätigungskraft auf den Ventilkörper 16a des Saugventils 16 in einer Richtung auszuüben, in welcher der Ventilkörper 16a gegen die Vorspannkraft einer Vorspannfeder 16c, die den Ventilkörper 16a in die Schließstellung drückt, geöffnet wird (in 4 nach links), wodurch es möglich wird, das Saugventil 16 zu öffnen.
Das Betätigungsteil 37 bildet einen Teil eines Betätigungskolbens, der in einer elektromagnetischen Spule 38 aufgenommen ist, welche die rechte Endseite in 3 besetzt, so dass das Betätigungsteil 37 von der elektromagnetischen Spule 38 angezogen werden kann, wenn die elektromagnetische Spule 38 eingeschaltet und angeregt wird. Dies bedeutet, dass der Ventilkörper 16a des Saugventils 16 durch die Vorspannkraft der Vorspannfeder 16c in die Ventilschließrichtung zurückkehrt, wenn die elektromagnetische Spule 38 eingeschaltet und angeregt wird (EIN-Zustand). Das Betätigungsteil 37 und die elektromagnetische Spule 38 bilden zusammen eine elektromagnetische Betätigungseinheit 39. Die elektromagnetische Betätigungseinheit 39 ist dazu angepasst, einen Zeitabschnitt zu steuern, in dem das Saugventil 16 zwangsweise geöffnet wird, wodurch es möglich wird, variabel einen Druckzeitabschnitt des Kraftstoffs zu steuern, der in der Kraftstoffdruckkammer 15 durch den Kolben 12 unter Druck gesetzt wird.
Noch genauer weist der Basisendabschnitt des Betätigungsteils 37 einen beweglichen Kern 37p auf, der darin montiert ist, um in der Nähe des Innendurchmessers der elektromagnetischen Spule 38 zu sein. Die elektromagnetische Spule 38 weist einen Hauptkörper 39M auf, der ein Teil der elektromagnetischen Betätigungseinheit 39 bildet und darin die elektromagnetische Spule 38 aufnimmt, und auf der Seite des Hauptkörpers 39M ist ein Statorkern 39c vorgesehen, der dem beweglichen Kern 37p gegenüberliegt. Zwischen dem Basisendabschnitt des Betätigungsteils 37 und dem Statorkern 39c ist eine Schraubendruckfeder 37k (ein federndes Teil) in zusammengedrücktem Zustand vorgesehen, die dazu dient, das Betätigungsteil 37 in der Richtung vorzuspannen, in der das Saugventil 16 geöffnet ist. Die Vorspannung der Schraubendruckfeder 37k im montierten Zustand ist so angepasst, dass sie eine Vorspannkraft erzeugt, die der Vorspannkraft hinzugefügt wird, die auf den Ventilkörper 16a in der Richtung wirkt, in welcher der Ventilkörper 16a entsprechend dem Differenzdruck geöffnet wird, der auf die vordere Seite und die hintere Seite des Ventilkörpers 16a des Saugventils 16 wirkt, und wird so festgelegt, dass sie dazu fähig ist, das Saugventil 16 gegen die Vorspannkraft der Vorspannfeder 16c zu öffnen, die den Ventilkörper 16a in der Richtung vorspannt, in welcher der Ventilkörper 16a geschlossen ist.
Die elektromagnetische Betätigungseinheit 39 ist so aufgebaut, dass sie durch eine ECU 100 eingeschaltet und gesteuert wird, wenn die Maschine 2 betrieben wird, um die Energie zu erzeugen, durch die der Antriebsnocken Dc der Kraftstoffpumpe 10 angetrieben wird, um den Kolben 12 mit einer periodisch geänderten Hubgröße zu betreiben. Noch genauer ist die ECU 100 dazu angepasst, wiederholt in einem vorab festgelegten Zeitabschnitt zu bestimmen, ob der tatsächliche Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 7 einen vorläufig festgelegten Lieferdruck passend zu der Erfassungsinformation eines Kraftstoffdrucksensors 8 erreicht, der in dem Förderrohr 7 vorgesehen ist. Wenn der tatsächliche Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 7 unter einen vorab festgelegten Druckwert in der Nähe des vorläufig festgelegten Lieferdrucks absinkt, nachdem die Kraftstoffeinspritzung von dem Injektor 6 durchgeführt wurde, ist die ECU 100 dazu angepasst, in dem Zeitabschnitt (einem vorab festgelegten Kurbelwellenwinkelzeitabschnitt, in dem der Kraftstoff unter Druck gesetzt werden kann), in dem die Hubgröße des Kolbens 12 erhöht wird, eine elektromagnetische Spule 38 einzuschalten, die einen Teil der elektromagnetischen Betätigungseinheit 39 bildet, so dass der unter hohem Druck stehende Kraftstoff von der Kraftstoffdruckkammer 15 in das Förderrohr 7 zugeführt wird. Während die elektromagnetische Spule 38 der elektromagnetischen Betätigungseinheit 39 eingeschaltet ist, wird das Betätigungsteil 37 von der elektromagnetischen Spule 38 gegen die Vorspannkraft der Schraubendruckfeder 37k angezogen, die in die Richtung wirkt, in welche das Saugventil 16 geöffnet ist, wodurch eine Drucklast aufgehoben wird, die das Saugventil 16 öffnet, um den Schließvorgang des Saugventils 16 durchzuführen.
Wenn die Hubgröße des Kolbens 12 reduziert wird und das Volumen der Kraftstoffdruckkammer 15 wie in 8 gezeigt vergrößert wird, wird das Abgabeventil 17, das einen hohen Kraftstoffdruck auf der Seite des Förderrohrs 7 aufweist, in dem geschlossenen Zustand gehalten, während das Saugventil 16 in dem geöffneten Zustand gehalten wird, weil die elektromagnetische Betätigungseinheit 39 im ausgeschalteten Zustand ist. Zu dieser Zeit wird der Kraftstoff in die Kraftstoffdruckkammer 16 eingeführt. Wenn andererseits die Hubgröße des Kolbens 12 steigt und das Volumen der Kraftstoffdruckkammer 15 verringert wird, wird die elektromagnetische Betätigungseinheit 39 eingeschaltet, wodurch das Saugventil 16 geschlossen wird und der Kraftstoff in der Kraftstoffdruckkammer 15 unter Druck gesetzt wird. Der Druck des Kraftstoffs, der in der Kraftstoffdruckkammer 15 unter Druck gesetzt ist, wird erhöht, um das Abgabeventil 17 zu öffnen. Zu dieser Zeit ist der Kraftstoffdruckpegel des Kraftstoffs, der aus der Kraftstoffdruckkammer 15 abgegeben wird, beispielsweise ungefähr 4 bis 20 MPa.
Wenn die Hubgröße des Kolbens verringert wird und das Volumen der Kraftstoffdruckkammer 15 in dem Fall erhöht wird, in welchem der Kraftstoffdruck stromauf des Abgabeventils 17 durch etwas Außergewöhnliches (Probleme) extrem ansteigt, wird das Entlastungsventil 19 so geöffnet, dass der Förderdruck in dem Förderrohr 7 nach der vorliegenden Ausführungsform daran gehindert werden kann, extrem anzusteigen. Das Entlastungsventil 19 ist dazu angepasst, geöffnet zu werden, wenn der Kraftstoffdruck auf der Seite des Förderrohrs 7 den extrem hohen Kraftstoffdruckpegel erreicht, der den Druckpegel des üblicherweise unter Druck gesetzten Kraftstoffs übersteigt. Hier zeigt das Symbol „TDC” in 8 eine obere Totpunktposition (maximale Hubposition) an, während das Symbol „BDC” eine untere Totpunktposition (minimale Hubposition) anzeigt.
Andererseits wird die elektromagnetische Spule 38 der elektromagnetischen Betätigungseinheit 39 von der ECU 100 in dem Zeitabschnitt außer dem geschlossenen Zeitabschnitt des Saugventils 16 ausgeschaltet (der Erregungszustand AUS in 8). Unter diesen Bedingungen ist das Betätigungsteil 37 der elektromagnetischen Betätigungseinheit 39 der Vorspannkraft der Schraubendruckfeder 37k ausgesetzt, um das Saugventil 16 zu öffnen, so dass das Saugventil 16 betätigt wird, um durch die Druckkraft von dem Betätigungsteil 37 geöffnet zu werden.
Als Nächstes wird hier der Betrieb der Kraftstoffpumpe 10 nach der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Die Kraftstoffpumpe 10 und das Kraftstofffördersystem 1 nach der vorliegenden Ausführungsform wie vorstehend erläutert werden mit dem äußeren Endabschnitt 12b des Kolbens 12 betätigt, an den die Energie von dem Antriebsnocken Dc eingegeben wird, der an der Maschine 2 vorgesehen ist, und mit dem Öl in der Maschine 2 in dem Zustand geschmiert, in welchem der Pumpenkörper 11 auf dem Außenwandabschnitt BL der Maschine 2 montiert ist. Daher kommt es dazu, dass die Öldichtungshalterung 25 des Pumpenkörpers 11 und der untere Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 24a des tassenförmigen Teils 24 benachbart zu der Öldichtungshalterung 25 Wärme durch Wärmeleitung der erzeugten Wärme von dem Außenwandabschnitt BL der Maschine 2, Wärmeleitung der an dem Außenendabschnitt 12b des Kolbens 12 als Folge der von dem Antriebsnocken Dc an den Kolben 12 abgegebenen Energie erzeugten Wärme, Wärmeleitung des Schmier- und Kühlöls in der Maschine 2, das im Vergleich zu der Temperatur des Kraftstoffs auf eine extrem hohe Temperatur angehoben wird, und dergleichen aufnehmen. Dies bedeutet, dass die Öldichtungshalterung 25 und der untere Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 24a in der Nähe der Öldichtungshalterung 25 durch die so aufgenommene Wärme eine hohe Temperatur erreichen.
Zudem kommen die Öldichtungshalterung 25 des Pumpenkörpers 11 und der untere Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 24a in der Nähe der Öldichtungshalterung 25 auch in dem stark benetzten Zustand, in dem die Maschine 2 eine hohe Temperatur beispielsweise dann aufweist, wenn die Maschine in einem Zustand hoher Temperatur gestoppt wird und unmittelbar danach ein Kühlsystem (Wasserkühlen und Luftkühlen) angehalten wird, auf eine hohe Temperatur.
Zudem veranlasst die Kraftstoffabschaltung der Maschine 2 oder das Stoppen der Einspritzung des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs, dass der Kraftstoff in der Kraftstoffpumpe 10 in einem stagnierenden Zustand ist, was den Zustand hervorrufen kann, in dem die Umgebungstemperatur der Kraftstoffpumpe 10 auf eine hohe Temperatur ansteigt. Auch in dem vorstehend erläuterten Zustand können die Öldichtungshalterung 25 des Pumpenkörpers 11 und der untere Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 24a in der Nähe der Öldichtungshalterung 25 Wärme ausgesetzt sein und auf eine hohe Temperatur kommen.
Selbst in dem vorstehend erläuterten Zustand unter hoher Temperatur kann die so aufgebaute vorliegende Ausführungsform jedoch das Einsaugen der die Kraftstoffblasen in die inneren Saugeinlässe 21i effektiv unterdrücken bzw. verhindern.
Noch genauer werden die Kraftstoffblasen in der Saugraumkammer 13 einfach aufgrund der Tatsache erzeugt, dass die untere Seite des Einfügeabschnitts 21a des Ventilrückhalteteils 21 in Kontakt mit der Öldichtungshalterung 25 gehalten wird, die auf eine hohe Temperatur kommt. Zudem werden die Kraftstoffblasen, die durch Auftrieb aufsteigen, einfach auf der oberen Seite des Einfügeabschnitts 21a des Ventilrückhalteteils 21 gesammelt und gespeichert. Es ist jedoch schwer möglich, die Kraftstoffblasen in dem in der Senkrechten mittleren Höhengebiet Z1 der Saugraumkammer 13 zu sammeln und zu speichern, obwohl die Kraftstoffblasen dieses Höhengebiet Z1 durchqueren, während sie durch Auftrieb aufsteigen. Dies bedeutet, dass das in der Senkrechten mittlere Höhengebiet Z1 der Saugraumkammer 13 ein Bereich wird, in dem es wenige Kraftstoffblasen gibt. Zudem werden die Aufstiegswege der Kraftstoffblasen, die durch Auftrieb aufsteigen, nachdem sie an dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 erzeugt wurden, durch die Außenumfangsfläche 21f des Einfügeabschnitts 21a des Ventilrückhalteteils 21 von den inneren Saugeinlässen 21i weg geführt, die innerhalb des Ventilrückhalteteils 21 positioniert sind. Es ist daher verständlich, dass das Einsaugen der Kraftstoffblasen in die inneren Saugeinlässe 21i beispielsweise zur Zeit des Wiederanlaufs der Maschine 2 bei hoher Temperatur und zur Zeit der Rückkehr von der Kraftstoffabschaltung effektiv unterdrückt werden kann.
Zudem können die inneren Saugeinlässe 21i, die in dem Einfügeabschnitt 21a des Ventilrückhalteteils 21 in der vorliegenden Ausführungsform gebildet werden, an beliebigen Positionen in den axialen und Umfangsrichtungen des Ventilrückhalteteils 21 angeordnet sein. Die inneren Saugeinlässe 21i können leicht an entsprechenden wünschenswerten Positionen getrennt voneinander und außerhalb der Aufstiegswege der Kraftstoffblasen angeordnet sein.
Zusätzlich weist der Pumpenkörper 11 in der vorliegenden Ausführungsform den zylindrischen Abschnitt 24a auf, der die Saugraumkammer 13 unter dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25, dem Deckelabschnitt 24b des tassenförmigen Teils 24 und dem federnden Filmteil 26 umgibt. Der Einfügeabschnitt 21a des Ventilrückhalteteils 21 ist so aufgebaut, dass er durch den zylindrischen Abschnitt 24a des tassenförmigen Teils 24 hindurchgeht. Der Aufbau des Pumpenkörpers 11 wie vorstehend erläutert kann die Montage des Druckpumpenmechanismus 20 und die Fertigung der inneren Saugeinlässe 21i usw. an dem Pumpenkörper 11 erleichtern, was es ermöglicht, die Teilefertigungsvorgänge zu erleichtern. Darüber hinaus ist es möglich, nicht nur unnötige Verdickungen von Elementen und Teilen durch Durchführen der Herstellung von Durchlassbohrungen in verschiedenen Richtungen an den wesentlichen Elementen und Teilen des Pumpenkörpers 11 zu verringern, sondern auch, eine Saugraumkammer zu bilden, die selbst für die Kraftstoffpumpe 10 mit einer kleinen Größe ein vergleichsweise großes Volumen aufweist. Man wird daher anerkennen, dass das Einsaugen der Kraftstoffblasen in die inneren Saugeinlässe 21i durch den Pumpenkörper 11, der wie vorstehend erläutert konstruiert und hergestellt wird, effektiv unterdrückt werden kann.
Insbesondere werden in der vorliegenden Ausführungsform die Aufstiegswege der Kraftstoffblasen, die durch Auftrieb aufsteigen, durch die Blasenführungsfläche 51 des Führungsabschnitts 50 verlässlich so geführt, dass sie sich von den inneren Saugeinlässen 21i entfernen. Zudem wird der innere Abschnitt der Saugraumkammer 13 durch die Trennplatte 52 in das Blasenunterdrückungsgebiet Z2 in der Nähe der inneren Saugeinlässe 21i und das Blasenaufnahmegebiet Z3 unterteilt, das von den inneren Saugeinlässen 21i entfernt ist. Dies bedeutet, dass die Menge von Kraftstoffblasen, die in der Nähe der inneren Saugeinlässe 21i vorliegen, extrem absinkt. Daher kann noch effektiver verhindert werden, dass die Kraftstoffblasen in die inneren Saugeinlässe 21i eingesaugt werden.
Die Trennplatte 52 des Führungsabschnitts 50 ist an dem Außenhüllenteil 23 angebracht, das einen Hauptkörperabschnitt des Pumpenkörpers 11 bildet, was dazu führt, dass die Durchlassbohrarbeiten und andere Fertigungsvorgänge erleichtert werden, und es ermöglicht, die Blasenführungsfläche 51 des Führungsabschnitts 50 effektiv zu bilden.
Darüber hinaus ist die vorliegende Ausführungsform so aufgebaut, dass die inneren Saugeinlässe 21i an den jeweiligen Abschnitten angeordnet sind, die von der Innenwandfläche 23a des Außenhüllenteils 23 beabstandet sind, entlang derer die Kraftstoffblasen einfach durch Auftrieb aufsteigen können, wodurch es ermöglicht wird, die Anordnung der inneren Saugeinlässe 21i weg von den Aufstiegswegen der Kraftstoffblasen zu erleichtern, die entlang der Innenumfangsfläche 24i des zylindrischen Abschnitts 24a des tassenförmigen Teils 24 aufsteigen.
Zusätzlich zu den Anordnungen der inneren Saugeinlässe 21i in dem Blasenunterdrückungsgebiet Z2, in dem eine extrem kleine Menge der Kraftstoffblasen in der vorliegenden Ausführungsform vorhanden ist, können die Innenumfangsfläche 24i des zylindrischen Abschnitts 24a und das Paar von parallel geschnitten Flächen 21fa des Ventilrückhalteteils 21 als Blasenführungsflächen zusätzlich zu der Blasenführungsfläche 51 wirken, die verhindert, dass die Kraftstoffblasen hin zu den inneren Saugeinlässen 21i bewegt werden. Daher kann noch effektiver unterdrückt werden, dass die Kraftstoffblasen in die inneren Saugeinlässe 21i eingesaugt werden.
Zudem weist der Einfügeabschnitt 21a des Pumpenmechanismus 20 das Saugventil 26 und das Abgabeventil 17 auf, die darin untergebracht sind, und ist mit dem Saugdurchlass 11a und dem Abgabedurchlass 11b gebildet, wodurch es ermöglicht wird, die Durchlassbohrarbeiten an dem Pumpenkörper 11 drastisch zu verringern und somit die Fertigungsarbeiten an dem Pumpenkörper 11 zu erleichtern.
Zudem ist das Kraftstofffördersystem 1 der Maschine mit interner Verbrennung nach der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, dass es die Kraftstoffpumpe 10 verwendet, die effektiv das Einsaugen der Kraftstoffblasen in die Kraftstoffdruckkammer 15 unterdrücken kann und eine stabile Kraftstoffdruckeigenschaft erzielen kann, wodurch es ermöglicht wird, sicher zu verhindern, dass die Förderfähigkeit des vorgespannten Kraftstoffs in das Förderrohr 7 verringert wird.
Wie aus der vorstehend erläuterten Beschreibung verständlich wird, kann die vorliegende Ausführungsform die Kraftstoffpumpe 10 bereitstellen, die so aufgebaut ist, dass sie die inneren Saugeinlässe 21i aufweist, die an den entsprechenden Positionen weg von den Aufstiegswegen der Kraftstoffblasen innerhalb des mittleren Höhengebiets Z1 angeordnet sind, in dem eine kleine Menge von Kraftstoffblasen in der Saugraumkammer 13 vorliegen, wodurch es ermöglicht wird, effektiv das Einsaugen der Kraftstoffblasen in die Kraftstoffdruckkammer 15 zu unterdrücken und eine stabile Kraftstoffdruckeigenschaft zu erzielen. Zudem kann die vorliegende Ausführungsform ein Kraftstofffördersystem 1 der Maschine mit interner Verbrennung schaffen, das eine verbesserte Zufuhreigenschaft des vorgespannten Kraftstoffs aufweist, indem sie die so aufgebaute Kraftstoffpumpe 10 verwendet.
(Zweite Ausführungsform)
9 zeigt einen Aufbau eines wesentlichen Abschnitts, der einen Teil der Kraftstoffpumpe nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet.
Die vorstehend erläuterte Ausführungsform wurde hinsichtlich des Falls erläutert, in dem die Trennplatte 52 des Führungsabschnitts 50 wie in den 7A und 7B gezeigt eine Ringform oder eine Hufeisenform oder ungefähr eine U-Form oder eine Bogenform aufweist, die auf der Seite der inneren Saugeinlässe 21i geschlossen und auf der Seite gegenüber den inneren Saugeinlässen 21i offen ist; die in der ersten Ausführungsform beschriebene Trennplatte 52 wird jedoch nach der vorliegenden Ausführungsform durch eine in 9 gezeigte Blasenunterdrückungsplatte 62 ersetzt.
In der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich nur der Aufbau des Führungsabschnitts zum Unterdrücken der Aufstiegswege der Kraftstoffblasen, die durch Auftrieb innerhalb eines bestimmten Bereichs aufsteigen, von jenem der vorstehend erläuterten ersten Ausführungsform, aber andere Aufbauten der zweiten Ausführungsform sind gleich wie jene in der ersten Ausführungsform. Daher wird die nachstehende Erläuterung der Aufbauten, die gleich oder ähnlich wie die Aufbauten der ersten Ausführungsform sind, mit den Bezugszeichen und Symbolen durchgeführt, welche die entsprechenden Elemente oder Teile bezeichnen, die in der ersten Ausführungsform in den 1 bis 7 gezeigt werden, und nur die Punkte und Aspekte der vorliegenden Ausführungsform, die sich von jenen der ersten Ausführungsform unterscheiden, werden hier nachstehend genau erläutert.
In der vorliegenden Ausführungsform weist die Blasenunterdrückungsplatte 62 eine Vielzahl von Nagelabschnitten bzw. fingernagelartig nach innen reichenden Abschnitten 62a auf, die in dem Zylinderteil 22 montiert und in Eingriff sind, und einen Führungsflächenabschnitt bzw. Umfangsflächenabschnitt 62b. Der Führungsflächenabschnitt 62b weist eine Ringform auf, die flach oder auf der inneren Umfangsseite nach oben gebogen geneigt und um die Nagelabschnitte 62a positioniert ist. Der ringförmige Führungsflächenabschnitt 62b wird so gebildet und positioniert, dass er die Aufstiegswege innerhalb des Gebiets unterdrücken kann, das in der Saugraumkammer 13 horizontal festgelegt ist. Die Blasenunterdrückungsplatte 62 ist vorgesehen, um den inneren Abschnitt der Saugraumkammer 13 in ein Blasenunterdrückungsgebiet Z2 und ein Blasenaufnahmegebiet Z3 zu unterteilen. Das Blasenunterdrückungsgebiet Z2 dient dazu, den zu unterdrückenden Kraftstoffblasen zu erlauben, aus dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 in das Blasenunterdrückungsgebiet Z2 einzutreten, während das Blasenaufnahmegebiet Z3 dazu dient, es den Kraftstoffblasen zu erlauben, vorübergehend darin aufgenommen zu werden, wodurch ermöglicht wird, dass sich die Kraftstoffblasen auf natürliche Weise auflösen.
Die Blasenunterdrückungsplatte 62 weist eine Vielzahl von Schlitzabschnitten 62c in Umfangsrichtung zwischen den Nagelabschnitten 62a auf. Die Blasenunterdrückungsplatte 62 kann so positioniert sein, dass sie einen großen Spalt zwischen der Blasenunterdrückungsplatte 62 und dem unteren Abschnitt des Einfügeabschnitts 21a des Ventilrückhalteteils 21 auf der linken Seite in 9 und einen schmalen Spalt zwischen der Blasenunterdrückungsplatte 62 und dem unteren Abschnitt des Einfügeabschnitts 21a des Ventilrückhalteteils 21 auf der rechten Seite in 9 aufweist. Die Blasenunterdrückungsplatte 62, die so aufgebaut und angeordnet ist, macht es für die Kraftstoffblasen, die an dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 erzeugt werden, schwierig, in das Blasenunterdrückungsgebiet Z2 einzutreten.
Die vorliegende Ausführungsform kann die inneren Saugeinlässe 21i leicht an den Positionen außerhalb der Aufstiegswege in dem mittleren Höhengebiet Z1 anordnen, in dem die Menge der Kraftstoffblasen kleiner wird, die in der Saugraumkammer 13 vorhanden sind, wodurch es möglich wird, eine Kraftstoffpumpe 10 zu schaffen, die effektiv verhindern kann, dass die Kraftstoffblasen in die Kraftstoffdruckkammer 15 gesaugt werden, und die eine stabile Kraftstoffdruckeigenschaft erreichen kann. Zudem kann die vorliegende Ausführungsform ein Kraftstofffördersystem 1 der Maschine mit interner Verbrennung schaffen, das eine verbesserte Fördereigenschaft für den vorgespannten Kraftstoff aufweist, indem die so aufgebaute Kraftstoffpumpe 10 verwendet wird.
(Dritte Ausführungsform)
10 zeigt einen Aufbau eines wesentlichen Abschnitts, der einen Teil der Kraftstoffpumpe nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet.
Die vorliegende Ausführungsform ist mit einer Trennplatte 72 aufgebaut, die in 10 gezeigt ist, um die Trennplatte 52 der ersten Ausführungsform zu ersetzen.
Die nachstehend erscheinenden Ausführungsformen sind jeweils so aufgebaut, dass sie einen Führungsabschnitt aufweisen, der sich im Aufbau von der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform ähnlich wie die zweite Ausführungsform unterscheidet, während andere Aufbauten gleich wie jene der ersten Ausführungsform sind. Daher wird die nachstehende Erläuterung der Aufbauten, die gleich oder ähnlich wie die Aufbauten der ersten Ausführungsform sind, mit den Bezugszeichen und Symbolen durchgeführt, welche die entsprechenden Elemente oder Teile bezeichnen, die in den 1 bis 7 in der ersten Ausführungsform gezeigt sind, und nur die Punkte und Aspekte der vorliegenden Ausführungsform, die sich von denen der ersten Ausführungsform unterscheiden, werden nachstehend genau erläutert.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Trennplatte 72 auf der Unterseite des inneren Abschnitts der Saugraumkammer 13 um das Zylinderteil 22 angeordnet. Die Trennplatte 72 weist in der Senkrechten eine untere Fläche 72a auf, die dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 gegenüberliegt, und eine obere Fläche 72b, die dem Einfügeabschnitt 22a des Zylinderteils 22 gegenüberliegt.
Die untere Fläche 72a der Trennplatte 72 wird durch einen geneigten Führungsflächenabschnitt 72c gebildet, der in der Form einer Außenumfangsfläche eines Kegelstumpfs gebogen und geneigt ist, einen unteren Führungsflächenabschnitt 72d, der mit dem unteren Ende des geneigten Führungsflächenabschnitts 72c verbunden ist und sich radial nach außen erstreckt, einen oberen Führungsflächenabschnitt 72e, der sich vom oberen Ende des geneigten Führungsflächenabschnitts 72c hin zur Innenseite des konkaven Abschnitts 21s des Ventilrückhalteteils 21 erstreckt, und einen Blasenaufnahmeabschnitt 72f, der mit einem nach unten zeigenden ringförmigen konkaven Abschnitt gebildet ist, der hin zu dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 zwischen dem geneigten Führungsflächenabschnitt 72c und dem oberen Führungsflächenabschnitt 72e offen ist.
Die untere Fläche 72a der Trennplatte 72 ist so positioniert, dass die Kraftstoffblasen miteinander an den Positionen kollidieren, die von den inneren Saugeinlässen 21i beabstandet sind, wenn die Kraftstoffblasen, die in dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 erzeugt werden, durch Auftrieb aufsteigen. Die Aufstiegswege der Kraftstoffblasen sind hin zu dem Blasenaufnahmeabschnitt 72f gerichtet, wo die Kraftstoffblasen gesammelt werden. Die so gesammelten Kraftstoffblasen werden zur linken oberen Seite in 10 geleitet, also in die Richtung weg von den inneren Saugeinlässen 21i, während sie durch die Innenseite des konkaven Abschnitts 21s des Ventilrückhalteteils 21 gehen, selbst wenn die Dampfmenge des Kraftstoffs in dem Blasenaufnahmeabschnitt 72f eine vorab festgelegte Menge übersteigt.
Die Trennplatte 72 ist dazu aufgebaut, den inneren Abschnitt der Saugraumkammer 13 in das Blasenunterdrückungsgebiet Z2, in dem die Kraftstoffblasen, die an dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 erzeugt werden, am Eintreten in das Blasenunterdrückungsgebiet Z2 gehindert werden, und in das Blasenaufnahmegebiet Z3 zu unterteilen, in dem die Kraftstoffblasen gesammelt werden und zu der Zeit, wenn sich der Zustand der Kraftstoffblasen ändert, auf natürliche Weise verschwinden. Die inneren Saugeinlässe 21i, die in dem Einfügeabschnitt 21 des Ventilrückhalteteils 21 gebildet sind, sind innerhalb des Bereichs des Blasenunterdrückungsgebiets Z2 angeordnet.
Die untere Fläche 72a der Trennplatte 72 und der nutartige konkave Abschnitt 21s des Ventilrückhalteteils 21 bilden insgesamt eine Blasenführungsfläche 51 des Führungsabschnitts 50. Die Blasenführungsfläche 51, die so aufgebaut ist, kann das Aufsteigen der Kraftstoffblasen durch Auftrieb von dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 auf die Aufstiegswege der Kraftstoffblasen weg von den inneren Saugeinlässen 21i beschränken, wodurch es möglich wird, zu unterdrücken, dass die Kraftstoffblasen in die inneren Saugeinlässe 21i gesaugt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform weist die Trennplatte 72 den Blasenaufnahmeabschnitt 72f auf, der darin gebildet ist, es ist jedoch möglich, dass der Blasenaufnahmeabschnitt in dem Blasenrückhalteteil 21 oder dem Außenhüllenteil 23 gebildet ist. Es ist weiterhin möglich, dass der Blasenaufnahmeabschnitt 72f in eine Vielzahl von Abschnitten unterteilt ist oder auch mehrere Arten von Blasenaufnahmeabschnitten vorgesehen sind.
Die vorliegende Ausführungsform kann die inneren Saugeinlässe 21i in dem mittleren Höhengebiet einfach an den Positionen außerhalb der Aufstiegswege Z1 anordnen, in denen die Menge der in der Saugraumkammer 13 vorhandenen Kraftstoffblasen kleiner wird, wodurch es möglich wird, eine Kraftstoffpumpe 10 zu schaffen, die effektiv das Einsaugen von Kraftstoffblasen in die Kraftstoffdruckkammer 15 unterdrücken kann und eine stabile Kraftstoffdruckeigenschaft erzielen kann. Zudem kann die vorliegende Ausführungsform ein Kraftstofffördersystem 1 der Maschine mit interner Verbrennung schaffen, das durch Verwenden der so aufgebauten Kraftstoffpumpe 10 eine verbesserte Fördereigenschaft für den unter Druck stehenden Kraftstoff aufweist.
(Vierte Ausführungsform)
11 zeigt einen schematischen Aufbau der Kraftstoffpumpe nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Ausführungsform ist mit einem Führungsabschnitt 80 aufgebaut, der in 11 gezeigt ist, um den Führungsabschnitt 50 in der ersten Ausführungsform zu ersetzen.
Ähnlich zu der ersten Ausführungsform ist die vorliegende Ausführungsform dazu aufgebaut, die Saugraumkammer 13 aufzuweisen, die durch das Außenhüllenteil 23, den Einfügeabschnitt 21a des Ventilrückhalteteils 21 und das Zylinderteil 22 definiert ist, und die Kraftstoffdruckkammer 15 aufzuweisen, die von den Einfügeabschnitten 21a, 22a des Ventilrückhalteteils 21 und des Zylinderabschnitts 22 und dem Kolben 12 gebildet ist.
Das Ventilrückhalteteil 21 weist innere Saugeinlässe 21i an Positionen auf, die radial von der Innenumfangsfläche 24i des zylindrischen Abschnitts 24a des Pumpenkörpers 11 beabstandet sind. Die inneren Saugeinlässe 21i sind horizontal innerhalb der Innenumfangsfläche 24i des zylindrischen Abschnitts 24a positioniert. Der Einfügeabschnitt 21a des Ventilrückhalteteils 21 ist mit einem Führungsabschnitt 80 versehen, der in der Nähe der inneren Saugeinlässe 21i positioniert ist.
Der Führungsabschnitt 80 wie in 11 gezeigt weist eine Blasenführungsfläche 81 auf, die sich in einer geneigten Richtung von oben nach unten entlang der Außenumfangsfläche 21f des Einfügeabschnitts 21a des Ventilrückhalteteils 21 von einem Endabschnitt 81a zum anderen Endabschnitt 81b erstreckt. Der eine Endabschnitt 81a des Führungsabschnitts 80 ist unterhalb der inneren Saugeinlässe 21i und relativ zu den inneren Saugeinlässen 21i radial innerhalb der Innenumfangsfläche 24i des zylindrischen Abschnitts 24a positioniert. Der andere Endabschnitt 81b des Führungsabschnitts 80 ist oberhalb der inneren Saugeinlässe 21i und relativ zu den inneren Saugeinlässen 21i radial außerhalb der Innenumfangsfläche 24i des zylindrischen Abschnitts 24a positioniert.
Die Blasenführungsfläche 81 ist beispielsweise eine Seitenwandfläche, die eine vertikal obere Seite in einer Blasenführungsnut 82 einnimmt, die sich in der geneigten Richtung von oben nach unten entlang der Außenumfangsfläche 21f des Einfügeabschnitts 21a des Ventilrückhalteteils 21 erstreckt. Die Blasenführungsfläche 81 kann eine Seitenwandfläche sein, die eine vertikal untere Seite in einem Blasenführungsvorsprung einnimmt, der sich in der geneigten Richtung von oben nach unten entlang der Außenumfangsfläche 21f des Einfügeabschnitts 21a des Ventilrückhalteteils 21 erstreckt, oder kann andererseits eine gestufte Außenumfangsfläche sein, die sich in der geneigten Richtung von oben nach unten entlang der Außenumfangsfläche 21f des Einfügeabschnitts 21a des Ventilrückhalteteils 21 erstreckt.
Die vorliegende Ausführungsform kann die inneren Saugeinlässe 21a einfach an den Positionen außerhalb der Aufstiegswege in dem mittleren Höhengebiet Z1 anordnen, in denen die Menge der Kraftstoffblasen verringert wird, die in der Saugraumkammer 13 vorliegen, wodurch es möglich wird, eine Kraftstoffpumpe 10 zu schaffen, die effektiv das Einsaugen der Kraftstoffblasen in die Kraftstoffdruckkammer 15 unterdrücken kann und eine stabile Kraftstoffdruckeigenschaft erzielen kann. Zudem kann die vorliegende Ausführungsform ein Kraftstofffördersystem 1 der Maschine mit interner Verbrennung schaffen, das durch Verwenden der so aufgebauten Kraftstoffpumpe 10 eine verbesserte Fördereigenschaft des unter Druck gesetzten Kraftstoffs aufweist.
Zudem kann die vorliegende Ausführungsform effektiv die Kraftstoffblasen führen, die entlang der Außenumfangsfläche des Einfügeabschnitts 21a des Ventilrückhalteteils 21 des Druckpumpenmechanismus 20 in der Richtung weg von den inneren Saugeinlässen 21i und benachbart zu der Innenumfangsfläche 24i des zylindrischen Abschnitts 24a (radial nach außen) entlang der Blasenführungsfläche 81 (der Erstreckungsrichtung der Blasenführungsnut 82 oder des Blasenführungsvorsprungs) aufsteigen.
Zudem kann der Führungsabschnitt 80 die Kraftstoffblasen, die auf dem Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 erzeugt werden, mit der Blasenführungsfläche 81 und der Innenumfangsfläche 24i des zylindrischen Abschnitts 24a, die zusammen verwendet werden, in der Richtung weg von den inneren Saugeinlässen 21i führen, wodurch es möglich wird, den Führungsabschnitt 80 einfach aufzubauen.
Obwohl die vorstehend erläuterten Ausführungsformen mit dem vertikal hin- und hergehenden Kolben 12 erläutert wurden, umfasst die vorliegende Erfindung selbstverständlich einen Aufbau, in dem der Kolben 12 in einem relativ großen Winkel gegen die senkrechte Richtung geneigt ist und die Kraftstoffpumpe 10 so angeordnet ist, dass sie mit Bezug auf die Maschine 2 geneigt ist. In diesem Aufbau ist zu bevorzugen, dass die inneren Saugeinlässe 21i auf der Seite des Endabschnitts gebildet werden, dessen Höhe die niedrigere von den beiden Endabschnitten des Ventilrückhalteteils 21 ist, während das Blasenaufnahmegebiet Z3 auf der Seite des Endabschnitts gebildet wird, dessen Höhe die höhere von den beiden Endabschnitten des Ventilrückhalteteils 21 ist.
Aus dem Grund, dass der Kraftstoffdampf leicht in dem Kraftstoff erzeugt wird, der in der Nähe des Abschnitts 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 liegt, der einen unteren Seitenwandabschnitt in dem Zustand bildet, in dem die Förderpumpe 5 gestoppt ist, wobei der Kraftstoff, der in die Saugraumkammer 13 eingeführt und daraus abgegeben wird, in den vorstehenden Ausführungsformen gestoppt ist, konzentriert sich die vorliegende Erfindung exklusiv auf die durch Auftrieb aufsteigenden Kraftstoffblasen und die Führungsfläche für die Kraftstoffblasen; die vorliegende Erfindung kann jedoch selbstverständlich die Auftriebswege und die Führungsfläche für die Kraftstoffblasen in Anbetracht des Flusses (der Bewegung) und der Beschränkung des Flusses des Kraftstoffs in der Saugraumkammer 13 anordnen.
Während die vorstehend erläuterten Ausführungsformen den Fall beschrieben haben, dass der Abschnitt 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 und der untere Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 24a des tassenförmigen Teils 24 in der Nähe des Abschnitts 25a oberhalb der Öldichtungshalterung 25 als Wandabschnitte angenommen werden, deren Temperatur hoch ist, gibt es eine Möglichkeit, dass die Abschnitte besondere Abschnitte in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 24a des tassenförmigen Teils 24 werden, deren Temperatur abhängig von der Umgebung, in der die Kraftstoffpumpe 10 angeordnet ist, besonders hoch ist. Es ist nicht notwendig, zu sagen, dass es in diesem Aufbau wünschenswert ist, dass die inneren Saugeinlässe 21i an den Positionen angeordnet sind, die von den besonderen Abschnitten in der axialen Richtung des Ventilrückhalteteils 21 entfernt liegen. Die vorstehend erläuterten Ausführungsformen wurden mit den oberen Wandabschnitten, das bedeutet, dem Deckelabschnitt 24b des tassenförmigen Teils 24 und dem federnden Filmteil 26 erläutert, die als Wandabschnitte niedriger Temperatur dienen. Die oberen Wandabschnitte können jedoch abhängig von der Umgebung, in der die Kraftstoffpumpe 10 angeordnet ist, aufgrund der Wärme, die von dem Hochtemperaturteil in der Nähe der oberen Wandabschnitte aufgenommen wird, als auf einer hohen Temperatur liegend betrachtet werden. Dies bedeutet, dass die oberen Wandabschnitte des Pumpenkörpers 11 nicht notwendig die Wandabschnitte niedriger Temperatur sind.
Aus der vorstehend erläuterten Beschreibung wird erkannt, dass die Kraftstoffpumpe nach der vorliegenden Erfindung so aufgebaut ist, dass sie die inneren Saugeinlässe aufweist, die in dem Einfügeabschnitt des Druckpumpenmechanismus gebildet sind, wodurch es ermöglicht wird, das Anordnen der inneren Saugeinlässe an den Positionen entfernt von den Aufstiegswegen der Kraftstoffblasen in dem mittleren Höhengebiet zu erleichtern, in dem eine kleine Menge von Kraftstoffblasen verteilt ist.
Die vorliegende Erfindung kann eine Kraftstoffpumpe schaffen, die effektiv das Einsaugen der Kraftstoffblasen in die Kraftstoffdruckkammer unterdrücken kann und eine stabile Kraftstoffdruckeigenschaft erreichen kann. Zudem kann die vorliegende Erfindung ein Kraftstofffördersystem schaffen, das eine verbesserte Fördereigenschaft des unter Druck gesetzten Kraftstoffs aufweist, indem die so aufgebaute Kraftstoffpumpe 10 verwendet wird. Die vorliegende Erfindung ist hinsichtlich der gesamten Kraftstoffpumpe nützlich, die zum Unterdrucksetzen des Kraftstoffs auf einen ausreichend hohen Druck geeignet ist, um den Kraftstoff in den Zylinder der Maschine mit interner Verbrennung einzuspritzen, und hinsichtlich des Kraftstofffördersystems der Maschine mit interner Verbrennung mit der Kraftstoffpumpe, die darin montiert ist.
Bezugszeichenliste

1: Kraftstofffördersystem
2: Maschine (Maschine mit interner Verbrennung)
10: Kraftstoffpumpe
11: Pumpenkörper
11a: Saugdurchlass (Kraftstoffeinlassdurchlass)
11b: Abgabedurchlass
12: Kolben
12b: äußerer Endabschnitt (Eingabe- bzw. Einlassabschnitt)
13: Saugraumkammer (Kraftstoffspeicherkammer)
15: Kraftstoffdruckkammer
20: Druckpumpenmechanismus
21: Ventilrückhalteteil
21a: Einfügeabschnitt
21c: axial mittlerer Abschnitt
21f: Außenumfangsfläche
21fa: parallel geschnittene Fläche
21h: Ventilaufnahmebohrung (Pumpenoperationskammer)
21i: innerer Saugeinlass
23: Außenhüllenteil (Hauptkörper des Pumpenkörpers)
23b: Innenwandabschnitt
24: tassenförmiges Teil
24a: zylindrischer Abschnitt (Umfangswandabschnitt)
24b: Deckelabschnitt (oberer Seitenwandabschnitt)
24i: Innenumfangsfläche
25: Öldichtungshalterung
25a: Abschnitt oberhalb der Öldichtungshalterung (unterer Seitenwandabschnitt)
26: federndes Filmteil (oberer Seitenwandabschnitt)
50; 80: Führungsabschnitt
51; 81: Blasenführungsfläche
52; 72: Trennplatte
62: Blasenunterdrückungsplatte
72f: Blasenaufnahmeabschnitt
82: Blasenführungsnut
a1, a2: Zwischendurchlass
Z1: Gebiet mittlerer Höhe
Z2: Blasenunterdrückungsgebiet
Z3: Blasenaufnahmegebiet

Claims

Kraftstoffpumpe mit einem Pumpenkörper und einem Druckpumpenmechanismus, wobei der Pumpenkörper mit einem Kraftstoffeinführdurchlass gebildet ist, um Kraftstoff von außen einzuführen, und einer Pumpenbetriebskammer, um den Kraftstoff durch den Kraftstoffeinführdurchlass einzuführen, und wobei der Druckpumpenmechanismus einen Eingabeabschnitt aufweist, der Energie von außen aufnimmt und den Kraftstoff abgibt, der in einer Kraftstoffdruckkammer unter Druck gesetzt wird, die in der Pumpenbetriebskammer gebildet ist, wenn die Energie an den Eingabeabschnitt abgegeben wird, wobei der Pumpenkörper eine Kraftstoffspeicherkammer aufweist, die einen Teil des Kraftstoffeinführdurchlasses bildet, einen unteren Seitenwandabschnitt, der an einer in der Senkrechten unteren Seite eines inneren Wandabschnitts positioniert ist, der teilweise die Kraftstoffspeicherkammer bildet, und einen oberen Seitenwandabschnitt, der an einer in der Senkrechten oberen Seite des inneren Wandabschnitts positioniert ist, der teilweise die Kraftstoffspeicherkammer bildet, wobei der Druckpumpenmechanismus einen Einfügeabschnitt aufweist, der in die Kraftstoffspeicherkammer des Pumpenkörpers eingefügt ist, um in der Senkrechten zwischen dem unteren Seitenwandabschnitt und dem oberen Seitenwandabschnitt des Pumpenkörpers positioniert zu sein, wobei der Einfügeabschnitt einen inneren Saugeinlass in dem in der Senkrechten in mittlerer Höhe liegenden Gebiet in der Kraftstoffspeicherkammer aufweist, um den Kraftstoff aus der Kraftstoffspeicherkammer in die Pumpenbetriebskammer zu saugen.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, wobei der untere Seitenwandabschnitt Wärme von der Außenseite aufnimmt, um in dem Pumpenkörper ein Seitenwandabschnitt mit hoher Temperatur zu werden.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Pumpenkörper einen Umfangswandabschnitt aufweist, der den Umfang der Kraftstoffspeicherkammer zwischen dem unteren Seitenwandabschnitt und dem oberen Seitenwandabschnitt umgibt, und der Einfügeabschnitt des Druckpumpenmechanismus dazu aufgebaut ist, durch den Umfangswandabschnitt hindurch zu gehen.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 3, wobei mindestens entweder der Einfügeabschnitt des Druckpumpenmechanismus oder der Pumpenkörper einen Führungsabschnitt aufweisen, um Blasen, die an dem unteren Seitenwandabschnitt erzeugt werden und aufsteigen, in einer Richtung zu leiten, die sich von der Richtung unterscheidet, in der die Blasen hin zum inneren Saugeinlass bewegt werden.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 4, wobei der Führungsabschnitt eine Führungsfläche aufweist, die zumindest den Wandflächenabschnitt schneidet, der in der Nähe des inneren Saugeinlasses in der inneren Umfangswandfläche des Umfangswandabschnitts des Pumpenkörpers positioniert ist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Führungsabschnitt durch eine Nut oder einen Vorsprung gebildet ist, die an dem Einfügeabschnitt des Druckpumpenmechanismus vorgesehen sind.
Kraftstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Einfügeabschnitt des Druckpumpenmechanismus im Inneren ein Saugventil aufnimmt, das zu öffnen ist, um das Ansaugen des Kraftstoffs in die Kraftstoffdruckkammer zu erlauben, und mit einem Kraftstoffabgabedurchlass im Inneren gebildet ist, um den Kraftstoff aus der Kraftstoffdruckkammer nach außen abzugeben.
Kraftstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Pumpenkörper an dem Außenwandabschnitt einer Maschine mit interner Verbrennung montiert ist und ein Antriebsteil, das an der Maschine mit interner Verbrennung an dem unteren Seitenwandabschnitt des Pumpenkörpers montiert ist, dem Eingangsabschnitt Energie bereitstellt, wobei der Führungsabschnitt ein plattenartiges Teil aufweist, das zwischen dem unterem Seitenwandabschnitt und dem Einfügeabschnitt des Druckpumpenmechanismus angeordnet ist, und die Innenseite der Kraftstoffspeicherkammer in ein Blasenunterdrückungsgebiet, in dem der innere Saugeinlass darin angeordnet ist, und ein Blasenunterbringungsgebiet unterteilt ist, in dem Kraftstoffblasen darin aufgenommen und aufgelöst werden.
Kraftstoffpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei der Einfügeabschnitt des Druckpumpenmechanismus den inneren Saugeinlass in der radialen Richtung des Umfangswandabschnitts des Pumpenkörpers an einer Position außerhalb der Innenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts aufweist.
Kraftstofffördersystem eine Maschine mit interner Verbrennung, das mit einer Kraftstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9 versehen ist, weiterhin mit: einer Förderpumpe, die Kraftstoff, der aus einem Kraftstofftank abgepumpt wird, dem Kraftstoffeinführdurchlass der Kraftstoffpumpe zuführt, und einem Förderrohr, das den von dem Druckpumpenmechanismus unter Druck gesetzten und abgegebenen Kraftstoff speichert und den Kraftstoff einem Kraftstoffeinspritzventil zuführt, wobei die Kraftstoffspeicherkammer des Pumpenkörpers den Kraftstoff von der Förderpumpe darin gespeichert enthält.