DE112016002203B4

DE112016002203B4 - Hochdruckpumpe

Info

Publication number: DE112016002203B4
Application number: DE112016002203.4T
Authority: DE
Inventors: Shinichiro Koshimoto; Kaoru Oda; Masaharu NAKAOKA
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2023-03-16
Anticipated expiration: 2036-04-29
Also published as: WO2016185681A1; CN107835910A; CN107835910B; JP6432440B2; US10927805B2; JP2016217383A; DE112016002203T5; US20180087481A1

Abstract

Hochdruckpumpe, aufweisend:
ein Überströmventil (1), das mit einem ersten Raum (101) und einem zweiten Raum (102), der sich von dem ersten Raum unterscheidet und dazu in der Lage ist, einen Fluiddruck in dem ersten Raum zu senken, verbunden ist, wobei das Überströmventil beinhaltet:
einen Körper (20) mit einer rohrförmigen Innenwand (21), die als eine Innenwand in einer rohrförmigen Form ausgebildet ist, ein Loch (25), das ausgebildet ist, um einen Innenraum (103), der als ein Raum innerhalb der rohrförmigen Innenwand ausgebildet ist, und den zweiten Raum zu verbinden, und eine Lochöffnung (26), die als eine Öffnung des Lochs ausgebildet ist, das auf der rohrförmigen Innenwand ausgebildet ist;
einen Ventilsitzabschnitt (40), der ausgebildet ist, um ein Ende der rohrförmigen Innenwand zu schließen, wobei der Ventilsitzabschnitt (40) ein Ventilloch (41), das ausgebildet ist, um den Innenraum und den ersten Raum zu verbinden, und einen Ventilsitz (42), der in einer Ringform ausgebildet und an einer äußeren Seite in einer radialen Richtung eines Endes des Ventillochs an einer Seite des Innenraums angeordnet ist, aufweist;
ein Ventilelement (50), das einen Ventilkörper (51) beinhaltet, der auf eine reziproke Weise in einer axialen Richtung in dem Körper angeordnet ist, eine Gleitaußenwand (55), die eine Außenwand ist, die zwischen der Außenwand des Ventilkörpers auf die rohrförmige Innenwand gleiten soll, und einen Sitz (58), der im Hinblick auf den Ventilkörper an einer Seite des Ventilsitzes ausgebildet ist und mit dem Ventilsitz kontaktierbar ist, wobei das Ventilelement (50), das zwischen der rohrförmigen Innenwand und dem Ventilsitzabschnitt eine Zwischenkammer (104) ausbildet, deren Volumen in Übereinstimmung mit einer Position des Ventilkörpers in der axialen Richtung gegenüber der rohrförmigen Innenwand verändert wird, und die mit dem Ventilloch und dem Loch in Verbindung steht, wobei das Ventilelement (50) das Ventilloch mit der Zwischenkammer in Verbindung setzt, wenn der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist, und wobei das Ventilelement (50) das Ventilloch und die Zwischenkammer trennt, wenn der Sitz mit dem Ventilsitz kontaktiert; und
ein Vorspannelement (60), welches das Ventilelement hin zu dem Ventilsitzabschnitt vorspannt,
wobei die Hochdruckpumpe ferner ein Gehäuse (11), das eine Druckbeaufschlagungskammer (12) beinhaltet, die Kraftstoff ansaugt und den Kraftstoff mit Druck beaufschlagt, einen Ansaugdurchlass (13), in welchem der Kraftstoff strömt, der in die Druckbeaufschlagungskammer angesaugt wird, und einen Abführdurchlass (14), in welchem der Kraftstoff strömt, der in der Druckbeaufschlagungskammer mit Druck beaufschlagt und aus der Druckbeaufschlagungskammer abgeführt wird, aufweist,
wobei
das Ventilelement in einer beweglichen Spanne in der axialen Richtung zumindest „eine spezifische Spanne, in welcher ein Überlappungsbereich (Sp), der ein Bereich ist, in welchem die Lochöffnung und die Gleitaußenwand miteinander überlappen, allmählich kleiner wird und ein minimaler Durchlassbereich (Sf), der ein Durchlassbereich zwischen der Zwischenkammer und dem Loch ist, der minimal ist, mit zunehmender Bewegung des Ventilelements in einer Richtung weg von dem Ventilsitz allmählich größer wird“ beinhaltet,
der erste Raum als ein Raum in dem Abführdurchlass oder ein Raum, der mit dem Abführdurchlass in Verbindung steht, ausgebildet ist; und
der zweite Raum als ein Raum in dem Ansaugdurchlass oder ein Raum (15), der mit dem Ansaugdurchlass an einer Seite gegenüber der Druckbeaufschlagungskammer in Verbindung steht, ausgebildet ist; und
einen Bewegungs-Beschränkungsabschnitt (74), der konfiguriert ist, um das Ventilelement, das sich in einer Richtung weg von dem Ventilsitzabschnitt bewegt, einzuschränken.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Hochdruckpumpe, welche ein Überströmventil verwendet, das dazu in der Lage ist, einen Fluiddruck in einem Raum zu verringern.
Stand der Technik
Ein herkömmliches Überströmventil ist dazu in der Lage, einen Fluiddruck in einem Raum zu senken, wenn der Fluiddruck in dem Raum einen vorgegebenen Wert überschreitet. Zum Beispiel ist ein Überströmventil, das in Patentliteratur 1 offenbart ist, mit einem Abführdurchlass einer Hochdruckpumpe verbunden. Wenn der Kraftstoffdruck in dem Abführdurchlass einen vorgegebenen Wert überschreitet, dann führt das Überströmventil den Kraftstoff in den Abführdurchlass hin zu einer Druckbeaufschlagungskammer der Hochdruckpumpe rück, um den Kraftstoffdruck in dem Abführdurchlass zu senken.
Das Überströmventil, das in Patentliteratur 1 offenbart ist, beinhaltet einen Ventilkörper, der in einer Kugelform ausgebildet ist, und einen beweglichen Halter, der den Ventilkörper hält. Der bewegliche Halter kann zusammen mit dem Ventilkörper in einem Führungsloch hin- und herbewegt werden, während dieser auf einer Innenwand des Führungslochs gleitet, das in einer rohrförmigen Form ausgebildet ist. Das Überströmventil, das in Patentliteratur 1 offenbart ist, beinhaltet ein Vorspannelement, das den Ventilkörper zusammen mit dem beweglichen Halter hin zu einem Ventilsitz vorspannt. Ein Ventilöffnungsdruck, der ein Druck ist, wenn der Ventilkörper von dem Ventilsitz getrennt ist, ist auf Grundlage einer Vorspannkraft des Vorspannelements eingestellt.
Ein Bereich eines minimalen Spalts zwischen dem beweglichen Halter und dem Führungsloch, d. h. ein minimaler Durchlassbereich zwischen einer Druckkammer, welche ein Raum des beweglichen Halters an einer Seite des Ventilsitzes ist, und einem Raum der Hochdruckpumpe an einer Seite der Druckbeaufschlagungskammer, ist derart eingestellt, dass dieser derart diskontinuierlich ist, dass der minimale Durchlassbereich drastisch größer wird, nachdem der bewegliche Halter in einer Richtung weg von dem Ventilsitz bewegt und über eine vorgegebene Position hinaus bewegt wird. Somit ist, wenn der Kraftstoffdruck in dem Abfiihrdurchlass den Ventilöffnungsdruck des Ventilkörpers überschreitet und der Ventilkörper anschließend geöffnet wird, der Kraftstoffdruck in der Druckkammer erhöht, und der bewegliche Halter wird zusammen mit dem Ventilkörper in der Richtung weg von dem Ventilsitz bewegt. Wenn eine Position des beweglichen Halters die vorgegebene Position überschreitet, strömt eine relativ große Menge des Kraftstoffs aus der Druckkammer über einen Spalt zwischen dem beweglichen Halter und dem Führungsloch hin zu einem Raum an der Seite der Druckbeaufschlagungskammer. Damit wird der Kraftstoffdruck in dem Abführdurchlass schnell gesenkt.
Bei dem Überströmventil, das in Patentliteratur 1 offenbart ist, wird auch erachtet, dass der minimale Durchlassbereich zwischen der Druckkammer und dem Raum an der Seite der Druckbeaufschlagungskammer derart eingestellt ist, dass dieser derart diskontinuierlich ist, dass der minimale Durchlassbereich drastisch kleiner wird, nachdem der bewegliche Halter in einer Richtung nahe an den Ventilsitz bewegt und über die vorgegebene Position hinaus bewegt wird. Somit wird der Druck in der Druckkammer wieder drastisch erhöht, selbst falls der Druck gesenkt ist, wenn der Kraftstoff aus der Druckkammer hin zu dem Raum an der Seite der Druckbeaufschlagungskammer strömt. Da eine Strömung des Kraftstoffs hin zu dem Raum an der Seite der Druckbeaufschlagungskammer drastisch gedrosselt ist, wenn der bewegliche Halter in der Richtung nahe an den Ventilsitz bewegt und über die vorgegebene Position hinaus bewegt wird. Damit wiederholt der Kraftstoff in der Druckkammer das Sinken und das Erhöhen des Drucks und daher könnte eine Druckpulsation in dem Kraftstoff in dem Abführdurchlass erzeugt werden, der mit der Druckkammer in Verbindung steht. Wenn die Druckpulsation in dem Kraftstoff in dem Abführdurchlass erzeugt wird, könnte ein Element, das einen Raum ausbildet, der mit dem Abführdurchlass in Verbindung steht, beschädigt werden.
Weiterer Stand der Technik findet sich in der DE 10 2007 010 502 A1 , der DE 10 2011 101 258 A1 , der JP H07 - 1 375 U , der JP 2007 - 187 142 A und der US 6 481 458 B2 .
Literatur zum Stand der Technik
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2013-241835 A
Kurzfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Hochdruckpumpe, die ein Überströmventil verwendet, das dazu in der Lage ist, eine Druckpulsation eines Fluids in einem Raum zu unterbinden, wenn der Fluiddruck in dem Raum gesenkt wird, vorzusehen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dessen sind jeweils Gegenstand der zugehörigen abhängigen Ansprüche.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Überströmventil, das derart angeordnet ist, dass dieses mit einem ersten Raum und einem zweiten Raum, der sich von dem ersten Raum unterscheidet und dazu in der Lage ist, den Fluiddruck in dem ersten Raum zu senken, einen Körper, einen Ventilsitzabschnitt, ein Ventilelement und ein Vorspannelement.
Der Körper beinhaltet eine rohrförmige Innenwand, die eine Innenwand ist, die in einer rohrförmigen Form ausgebildet ist, ein Loch, das ausgebildet ist, um einen Innenraum, welcher ein Raum innerhalb der rohrförmigen Innenwand ist, und den zweiten Raum zu verbinden, und eine Lochöffnung, welche eine Öffnung des Lochs ist, das auf einer innenseitigen Innenwand ausgebildet ist. Der Ventilsitzabschnitt schließt ein Ende der rohrförmigen Innenwand und beinhaltet ein Ventilloch, das ausgebildet ist, um den Innenraum und den ersten Raum zu verbinden, und einen Ventilsitz, der in einer Ringform an einer äußeren Seite in einer radialen Richtung eines Endes des Ventillochs an einer Seite des Innenraums ausgebildet ist.
Das Ventilelement beinhaltet einen Ventilkörper, der auf eine reziproke Weise in einer axialen Richtung in dem Körper angeordnet ist, eine Gleitaußenwand, welche eine Außenwand ist, die zwischen einer Außenwand des Ventilkörpers auf die rohrförmige Innenwand gleiten soll, und einen Sitz, der im Hinblick auf den Ventilkörper an einer Seite des Ventilsitzes ausgebildet ist und mit dem Ventilsitz kontaktierbar ist. Das Ventilelement bildet eine Zwischenkammer zwischen der rohrförmigen Innenwand und dem Ventilsitzabschnitt aus. Das Volumen der Zwischenkammer wird auf Grundlage einer Position in einer axialen Richtung des Ventilkörpers gegenüber der rohrförmigen Innenwand verändert. Die Zwischenkammer kann mit dem Ventilloch und dem Loch in Verbindung stehen. Das Ventilelement ist derart ausgebildet, dass dieses das Ventilloch und die Zwischenkammer miteinander in Verbindung setzt, wenn der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist, und ist derart ausgebildet, dass dieses das Ventilloch und die Zwischenkammer unterbricht, wenn der Sitz mit dem Ventilsitz kontaktiert. Damit lässt das Ventilelement eine Fluidströmung zwischen dem Ventilloch und der Zwischenkammer zu, wenn der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist, und schränkt die Fluidströmung zwischen dem Ventilloch und der Zwischenkammer ein, wenn der Sitz mit dem Ventilsitz kontaktiert. Das Vorspannelement spannt das Ventilelement hin zu dem Ventilsitzabschnitt vor.
Bei der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das Ventilelement in einer beweglichen Spanne in einer axialen Richtung zumindest „eine spezifische Spanne, in welcher ein Überlappungsbereich, welcher ein Bereich ist, in welchem die Lochöffnung und die Gleitaußenwand miteinander überlappen, allmählich kleiner wird und ein minimaler Durchlassbereich, welcher ein Durchlassbereich zwischen der Zwischenkammer und dem Loch ist, der minimal ist, mit zunehmender Bewegung des Ventilelements in einer Richtung weg von dem Ventilsitz allmählich größer wird“.
Bei der vorliegenden Offenbarung ist, wenn der Fluiddruck in dem ersten Raum den Ventilöffnungsdruck des Ventilelements überschreitet, der Sitz derart von dem Ventilsitz getrennt, dass dieser geöffnet ist. Damit wird der Fluiddruck in der Zwischenkammer, die mit dem ersten Raum in Verbindung steht, erhöht, und anschließend wird das Ventilelement in einer Richtung weg von dem Ventilsitzabschnitt bewegt. In der spezifischen Spanne wird, so wie das Ventilelement weiter weg von dem Ventilsitzabschnitt angeordnet wird, der minimale Durchlassbereich zwischen der Zwischenkammer und dem Loch allmählich größer. Damit wird, so wie der Fluiddruck in der Zwischenkammer größer wird, eine Strömungsmenge des Fluids, das aus der Zwischenkammer zu dem Loch strömt, größer. Damit kann der Fluiddruck in dem ersten Raum, der mit der Zwischenkammer in Verbindung steht, schnell gesenkt werden.
Bei der vorliegenden Offenbarung wird, wenn das Ventilelement in der Richtung nahe an den Ventilsitzabschnitt bewegt wird, der Überlappungsbereich zwischen der Lochöffnung und der Gleitaußenwand in der spezifischen Spanne allmählich größer und der minimale Durchlassbereich zwischen der Zwischenkammer und dem Loch wird allmählich kleiner. Somit senkt das Fluid, das aus der Zwischenkammer hin zu dem Loch strömt, den Fluiddruck in der Zwischenkammer und die Fluidströmung aus der Zwischenkammer hin zu dem Loch wird allmählich gedrosselt, wenn das Ventilelement hin zu dem Ventilsitzabschnitt bewegt wird. Damit wird unterbunden, dass „die Fluidströmung aus der Zwischenkammer zu dem Loch drastisch gedrosselt wird und der Fluiddruck in der Zwischenkammer wieder drastisch erhöht wird“. Entsprechend ist es möglich, die Erzeugung der Druckpulsation in dem Fluid in der Zwischenkammer und dem Fluid in dem ersten Raum zu unterbinden, der mit der Zwischenkammer in Verbindung steht, wenn der Fluiddruck in dem ersten Raum gesenkt ist.
Figurenliste
Die vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich werden. Es zeigt/es zeigen:

1A eine Querschnittsansicht eines Überströmventils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem ein Sitz mit einem Ventilsitz kontaktiert.
1B eine Querschnittsansicht des Überströmventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist.
2 eine schematische Ansicht einer Hochdruckpumpe, auf welche das Überströmventil gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewendet wird.
3 eine Perspektivansicht eines Teilquerschnitts der Hochdruckpumpe eines Fahrzeugs, auf welche das Überströmventil gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewendet wird.
4A eine Querschnittsansicht nahe einem Loch des Überströmventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Sitz mit dem Ventilsitz kontaktiert.
4B eine Querschnittsansicht nahe dem Loch des Überströmventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist.
4C eine Querschnittsansicht nahe dem Loch des Überströmventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist und ein Ventilelement mit einem Bewegungs-Beschränkungsabschnitt kontaktiert.
5 einen Graphen zum Beschreiben einer Charakteristik des Überströmventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, der eine Beziehung zwischen einer relativen Position des Ventilelements gegenüber einer rohrförmigen Innenwand, einen Überlappungsbereich zwischen einer Lochöffnung und einer Gleitaußenwand und einen minimalen Durchlassbereich zwischen einer Zwischenkammer und einem Loch veranschaulicht.
6A eine Querschnittsansicht nahe einem Loch eines Überströmventils gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem ein Sitz mit einem Ventilsitz kontaktiert.
6B eine Querschnittsansicht nahe dem Loch des Überströmventils gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist.
6C eine Querschnittsansicht nahe dem Loch des Überströmventils gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist und ein Ventilelement mit einem Bewegungs-Beschränkungsabschnitt kontaktiert.
7 einen Graphen zum Beschreiben einer Charakteristik des Überströmventils gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, der eine Beziehung zwischen einer relativen Position des Ventilelements gegenüber einer rohrförmigen Innenwand, einen Überlappungsbereich zwischen einer Lochöffnung und einer Gleitaußenwand und einen minimalen Durchlassbereich zwischen einer Zwischenkammer und einem Loch veranschaulicht.
8A eine Querschnittsansicht nahe einem Loch eines Überströmventils gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem ein Sitz mit einem Ventilsitz kontaktiert.
8B eine Querschnittsansicht nahe dem Loch des Überströmventils gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist.
8C eine Querschnittsansicht nahe dem Loch des Überströmventils gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist und ein Ventilelement mit einem Bewegungs-Beschränkungsabschnitt kontaktiert.
9 einen Graphen zum Beschreiben einer Charakteristik des Überströmventils gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, der eine Beziehung zwischen einer relativen Position des Ventilelements gegenüber einer rohrförmigen Innenwand, einen Überlappungsbereich zwischen einer Lochöffnung und einer Gleitaußenwand und einen minimalen Durchlassbereich zwischen einer Zwischenkammer und einem Loch veranschaulicht.
10A eine Querschnittsansicht eines Überströmventils gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem ein Sitz mit einem Ventilsitz kontaktiert.
10B eine Querschnittsansicht des Überströmventils gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist.
11A eine Querschnittsansicht nahe einem Loch des Überströmventils gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Sitz mit dem Ventilsitz kontaktiert.
11B eine Querschnittsansicht nahe dem Loch des Überströmventils gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist.
11C eine Querschnittsansicht nahe dem Loch des Überströmventils gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist und ein Ventilelement mit einem Bewegungs-Beschränkungsabschnitt kontaktiert.
12 einen Graphen zum Beschreiben einer Charakteristik des Überströmventils gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, der eine Beziehung zwischen einer relativen Position des Ventilelements gegenüber einer rohrförmigen Innenwand, einen Überlappungsbereich zwischen einer Lochöffnung und einer Gleitaußenwand und einen minimalen Durchlassbereich zwischen einer Zwischenkammer und einem Loch veranschaulicht.
13A eine Querschnittsansicht eines Überströmventils gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem ein Sitz mit einem Ventilsitz kontaktiert.
13B eine Querschnittsansicht des Überströmventils gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist.
14A eine Querschnittsansicht eines Überströmventils gemäß einer ersten Bezugsausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem ein Sitz mit einem Ventilsitz kontaktiert.
14B eine Querschnittsansicht des Überströmventils gemäß der ersten Bezugsausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist.
15A eine Querschnittsansicht eines Überströmventils gemäß einer zweiten Bezugsausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem ein Sitz mit einem Ventilsitz kontaktiert.
15B eine Querschnittsansicht des Überströmventils gemäß der zweiten Bezugsausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist.
16A eine Querschnittsansicht eines Überströmventils gemäß einer dritten Bezugsausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem ein Sitz mit einem Ventilsitz kontaktiert.
16B eine Querschnittsansicht des Überströmventils gemäß der dritten Bezugsausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist.
17A eine Querschnittsansicht eines Überströmventils gemäß einer vierten Bezugsausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem ein Sitz mit einem Ventilsitz kontaktiert.
17B eine Querschnittsansicht des Überströmventils gemäß der vierten Bezugsausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist.
18A eine Querschnittsansicht eines Überströmventils gemäß einer fünften Bezugsausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem ein Sitz mit einem Ventilsitz kontaktiert.
18B eine Querschnittsansicht des Überströmventils gemäß der fünften Bezugsausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist.
19A eine Querschnittsansicht eines Überströmventils gemäß einer sechsten Bezugsausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem ein Sitz mit einem Ventilsitz kontaktiert; und
19B eine Querschnittsansicht des Überströmventils gemäß der sechsten Bezugsausführungsform der vorliegenden Offenbarung, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist.

Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung
Nachfolgend werden Überströmventile gemäß einer Mehrzahl von Ausführungsformen und einer Mehrzahl von Bezugsausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Das gleiche Bezugszeichen wird im Wesentlichen der gleichen Komponente bei den Ausführungsformen und den Bezugsausführungsformen zugeordnet, und daher wird deren Beschreibung weggelassen. Bei den Ausführungsformen und den Bezugsausführungsformen erzielt die gleiche Komponente im Wesentlichen den gleichen oder einen ähnlichen Effekt.
Erste Ausführungsform
Die 1A und 1B zeigen ein Überströmventil gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Wie in 2 gezeigt wird, ist ein Überströmventil 1 in einer Hochdruckpumpe 10 angeordnet. Die Hochdruckpumpe 10 ist in einem nicht näher dargestellten Fahrzeug angeordnet. Das Fahrzeug kann unter Verwendung einer Maschine mit interner Verbrennung fahren bzw. sich bewegen, welche zum Beispiel Benzin als Kraftstoff als eine Antriebsquelle verbraucht.
Eine Kraftstoffpumpe 3 pumpt Kraftstoff, der in einem Kraftstofftank 2 gespeichert ist, und führt der Hochdruckpumpe 10 über ein Rohr 4 den Kraftstoff zu. Die Hochdruckpumpe 10 beaufschlagt und den Kraftstoff, der ausgehend von der Kraftstoffpumpe 3 zugeführt wird, mit Druck, führt diesen ab und führt den Kraftstoff einem Kraftstoffverteiler 6 über ein Rohr 5 zu. Damit ist Hochdruckkraftstoff in dem Kraftstoffverteiler 6 ge-speichert. Der Kraftstoff in dem Kraftstoffverteiler 6 wird der Maschine mit interner Verbrennung des Fahrzeugs über eine Mehrzahl von Injektoren 7 zugeführt, die mit dem Kraftstoffverteiler 6 verbunden sind.
Die Hochdruckpumpe 10 beinhaltet ein Gehäuse 11, ein Ansaugventil 16, ein Abführventil 17, einen Antriebsabschnitt 18, einen Stößel bzw. Plunger 19, eine Feder 191, das Überströmventil 1 und dergleichen.
Das Gehäuse 11 beinhaltet eine Druckbeaufschlagungskammer 12, einen Ansaugdurchlass 13, einen Abführdurchlass 14, eine Kraftstoffkammer 15 und dergleichen.
Das Gehäuse 11 ist zum Beispiel aus Metall ausgebildet, wie beispielsweise Edelstahl. Wie in 3 gezeigt wird, sind die Druckbeaufschlagungskammer 12, der Ansaugdurchlass 13, der Abführdurchlass 14 und die Kraftstoffkammer 15 zum Beispiel durch Zerschneiden des Gehäuses 11 ausgebildet. Die Kraftstoffkammer 15 ist mit dem Ansaugdurchlass 13 verbunden. Der Ansaugdurchlass 13 ist mit der Druckbeaufschlagungskammer 12 verbunden. Die Druckbeaufschlagungskammer 12 ist mit dem Abführdurchlass 14 verbunden. Der Einfachheit halber wird ein Raum in dem Abführdurchlass 14 als ein erster Raum 101 bezeichnet. Ein Raum in der Kraftstoffkammer 15 wird als ein zweiter Raum 102 bezeichnet. Der zweite Raum 102 ist von dem ersten Raum 101 getrennt, d. h. der zweite Raum 102 ist ein Raum, der sich von dem ersten Raum 101 unterscheidet.
Das Rohr 4, das mit der Kraftstoffpumpe 3 verbunden ist, ist mit einem Einlassabschnitt verbunden, der auf dem Gehäuse 11 ausgebildet ist, um mit der Kraftstoffkammer 15 verbunden zu sein. Damit wird der Kraftstoffkammer 15 (dem zweiten Raum 102) von der Kraftstoffpumpe 3 über das Rohr 4 und den Einlassabschnitt der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 2 zugeführt.
Wie in 2 gezeigt wird, ist das Ansaugventil 16 zwischen dem Ansaugdurchlass 13 und der Druckbeaufschlagungskammer 12 angeordnet. Das Ansaugventil 16 beinhaltet einen Ventilsitz 161, einen Ventilkörper 162 und ein Vorspannelement 163. Der Ventilsitz 161 ist auf einer Innenwand des Ansaugdurchlasses 13 an einer Seite der Druckbeaufschlagungskammer 12 ausgebildet. Der Ventilkörper 162 kontaktiert ausgehend von einer Seite der Druckbeaufschlagungskammer 12 mit dem Ventilsitz 161. Das Vorspannelement 163 spannt den Ventilkörper 162 hin zu dem Ventilsitz 161 vor. Wenn der Ventilkörper 162 von dem Ventilsitz 161 getrennt ist oder mit dem Ventilsitz 161 kontaktiert, ist die Kraftstoffströmung zwischen dem Ansaugdurchlass 13 und der Druckbeaufschlagungskammer 12 zugelassen oder eingeschränkt.
Das Abführventil 17 ist zwischen der Druckbeaufschlagungskammer 12 und dem Abführdurchlass 14 angeordnet. Das Abführventil 17 beinhaltet einen Ventilsitz 171, einen Ventilkörper 172 und ein Vorspannelement 173. Der Ventilsitz 171 ist auf einer Innenwand der Druckbeaufschlagungskammer 12 an einer Seite des Abführdurchlasses 14 ausgebildet. Der Ventilkörper 172 kontaktiert ausgehend von einer Seite des Abführdurchlasses 14 mit dem Ventilsitz 171. Das Vorspannelement 173 spannt den Ventilkörper 172 hin zu dem Ventilsitz 171 vor. Wenn der Ventilkörper 172 von dem Ventilsitz 171 getrennt ist oder mit dem Ventilsitz 171 kontaktiert, ist die Kraftstoffströmung zwischen der Druckbeaufschlagungskammer 12 und dem Abführdurchlass 14 zugelassen oder eingeschränkt. Das Abführventil 17 dient als ein Rückschlagventil, das die Kraftstoffströmung aus der Druckbeaufschlagungskammer 12 hin zu dem Abführdurchlass 14 zulässt und die Kraftstoffströmung aus dem Abführdurchlass 14 hin zu der Seite der Druckbeaufschlagungskammer 12 einschränkt.
Der Antriebsabschnitt 18 ist im Hinblick auf das Ansaugventil 16 an einer Seite des Ansaugdurchlasses 13 vorgesehen. Wenn elektrische Leistung zugeführt wird, kann der Antriebsabschnitt 18 derart angetrieben werden, dass der Ventilkörper 162 des Ansaugventils 16 zu einer Seite des Ventilsitzes 161 oder einer Seite der Druckbeaufschlagungskammer 12 bewegt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform spannt zum Beispiel dann, wenn dem Antriebsabschnitt 18 keine elektrische Leistung zugeführt wird, der Antriebsabschnitt 18 den Ventilkörper 162 gegen eine Vorspannkraft des Vorspannelements 163 hin zu der Druckbeaufschlagungskammer 12 vor, und anschließend wird der Ventilkörper 162 von dem Ventilsitz 161 getrennt, d. h. das Ventil wird geöffnet. Wenn dem Antriebsabschnitt 18 die elektrische Leistung zugeführt wird, dann wird der An-triebsabschnitt 18 derart angetrieben, dass die Kraft zum Vorspannen des Ventilkörpers 162 hin zu der Druckbeaufschlagungskammer 12 klein wird. Damit wird der Ventilkörper 162 durch die Vorspannkraft des Vorspannelements 163 hin zu dem Ventilsitz 161 bewegt und mit dem Ventilsitz 161 kontaktiert, d. h. das Ventil wird geschlossen. Auf diese Weise dient das Ansaugventil 16 bei der vorliegenden Ausführungsform in Kombination mit dem Antriebsabschnitt 18 als eine sogenannte Normal-offen-Ventilvorrichtung.
Der Stößel 19 ist in einer Stabform zum Beispiel aus Metall ausgebildet, wie beispielsweise Edelstahl. Der Stößel 19 ist derart angeordnet, dass eine Endseite des Stö-ßels 19 in eine Innenseite eines Zylinders eingefügt ist, der in dem Gehäuse 11 ausgebildet ist, um so mit der Druckbeaufschlagungskammer 12 verbunden zu sein. Eine Außenwand des Stößels 19 gleitet auf eine Innenwand des Zylinders und der Stößel 19 ist anschließend durch die Innenwand des Zylinders in einer reziproken Weise in einer axialen Richtung gelagert. Wenn der Stößel 19 sich in der axialen Richtung hin- und herbewegt, verändert sich ein Volumen der Druckbeaufschlagungskammer 12.
Die Hochdruckpumpe 10 ist derart angeordnet, dass ein anderes Ende des Stö-ßels 19 mit einem Nocken 9 kontaktiert, der auf einer Nockenwelle 8 der Maschine mit interner Verbrennung des Fahrzeugs ausgebildet ist. Die Hochdruckpumpe 10 beinhaltet die Feder 191, die den Stößel 19 hin zu dem Nocken 9 vorspannt. Bei dieser Konfiguration werden, wenn die Maschine mit interner Verbrennung angetrieben wird, die Nockenwelle 8 und der Nocken 9 gedreht, während eine Kurbelwelle synchronisiert wird und der Stößel 19 wird in der axialen Richtung hin- und herbewegt.
Wenn der Stößel 19 in einem Zustand, in welchem das Ansaugventil 16 geöffnet ist, hin zu dem Nocken 9 bewegt wird, wird das Volumen der Druckbeaufschlagungskammer 12 erhöht und der Kraftstoff in dem Ansaugdurchlass 13 wird in die Druckbeaufschlagungskammer 12 gesaugt. Wenn der Stößel 19 in einem Zustand, in welchem das Ansaugventil 16 geöffnet ist, hin zu einer Seite gegenüber dem Nocken 9 bewegt wird, wird das Volumen der Druckbeaufschlagungskammer 12 verringert und der Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer 12 wird in den Ansaugdurchlass 13 rückgeführt.
Wenn der Stößel 19 andererseits in einem Zustand, in welchem das Ansaugventil 16 geschlossen ist, hin zu der Seite gegenüber dem Nocken 9 bewegt wird, wird das Volumen der Druckbeaufschlagungskammer 12 verringert und der Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer 12 wird zusammengedrückt und mit Druck beaufschlagt. Wenn der Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer 12 einen Ventilöffnungsdruck des Abführventils 17 überschreitet, wird das Abführventil 17 geöffnet und der Kraftstoff wird aus der Druckbeaufschlagungskammer 12 zu dem Abfuhrdurchlass 14 (dem ersten Raum 101) abgeführt.
Das Rohr 5, das mit dem Kraftstoffverteiler 6 verbunden ist, ist mit einem Auslassabschnitt verbunden, der in dem Gehäuse 11 ausgebildet ist, um mit dem Abführdurchlass 14 verbunden zu sein. Damit wird der Kraftstoff, der in der Druckbeaufschlagungskammer 12 mit Druck beaufschlagt wird, dem Kraftstoffverteiler 6 über den Abfahrdurchlass 14, den Auslassabschnitt und das Rohr 5 zugeführt. Im Ergebnis ist der Hochdruckkraftstoff in dem Kraftstoffverteiler 6 gespeichert.
Als nächstes wird eine Konfiguration des Überströmventils 1 unter Bezugnahme auf die 1A und 1B detailliert beschrieben.
Das Überströmventil 1 beinhaltet einen Körper 20, einen Ventilsitzabschnitt 40, ein Ventilelement 50, ein Vorspannelement 60, einen Federsitz 70, einen Bewegungs-Beschränkungsabschnitt 74, einen Dichtungsabschnitt 80 und dergleichen.
Der Körper 20 ist in einer im Wesentlichen rohrförmigen Form zum Beispiel aus Metall ausgebildet, wie beispielsweise Edelstahl. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Körper 20 mit dem Gehäuse 11 der Hochdruckpumpe 10 integral ausgebildet. Das heißt, dass der Körper 20 ebenfalls als ein Teil des Gehäuses 11 erachtet wird.
Der Körper 20 weist eine rohrförmige Innenwand 21, ein erstes Loch 25 als „ein Loch“, eine Lochöffnung 26, ein zweites Loch 27 und dergleichen auf. Die rohrförmige Innenwand 21 ist aus einer Innenwand des Körpers 20 ausgebildet und ist in einer im Wesentlichen rohrförmigen Form ausgebildet. Ein Raum in der rohrförmigen Innenwand 21 wird als ein Innenraum 103 bezeichnet.
Die rohrförmige Innenwand 21 weist einen Referenz-Innendurchmesserabschnitt 22, einen ersten Abschnitt 23 mit großem Durchmesser, einen zweiten Abschnitt 24 mit großem Durchmesser und dergleichen auf. Der Referenz-Innendurchmesserabschnitt 22 ist als ein Teil ausgebildet, das in einer rohrförmigen Form ausgebildet ist, die einen vorgegebenen Innendurchmesser der rohrförmigen Innenwand 21 aufweist. Der erste Abschnitt 23 mit großem Durchmesser ist als ein Teil ausgebildet, das in einer rohrförmigen Form ausgebildet ist, die einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der Innendurchmesser des Referenz-Innendurchmesserabschnitts 22 der rohrförmigen Innenwand 21. Der erste Abschnitt 23 mit großem Durchmesser ist an einer Endseite des Referenz-Innendurchmesserabschnitts 22 ausgebildet. Der zweite Abschnitt 24 mit großem Durchmesser ist als ein Teil ausgebildet, das in einer rohrförmigen Form ausgebildet ist, die einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der Innendurchmesser des ersten Abschnitts 23 mit großem Durchmesser der rohrförmigen Innenwand 21. Der zweite Abschnitt 24 mit großem Durchmesser ist an einer anderen Endseite des Referenz-Innendurchmesserabschnitts 22 ausgebildet.
Das erste Loch 25 ist ausgebildet, um den Innenraum 103 und den zweiten Raum 102 (den Raum in der Kraftstoffkammer 15) zu verbinden. Damit ist die Lochöffnung 26, welche eine Öffnung des ersten Lochs 25 ist, auf dem Referenz-Innendurchmesserabschnitt 22 der rohrförmigen Innenwand 21 ausgebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das erste Loch 25 derart ausgebildet, dass eine Innenwand in einer rohrförmigen Form ausgebildet ist. Somit ist eine Form der Lochöffnung 26 ein Kreis. Die Form der Lochöffnung 26 ist ein perfekter Kreis, wenn diese in einer radialen Richtung der rohrförmigen Innenwand 21 betrachtet wird.
Das zweite Loch 27 ist an einer anderen Position ausgebildet als das erste Loch 25, um so den Innenraum 103 und den zweiten Raum 102 (den Raum in der Kraftstoffkammer 15) zu verbinden. Damit ist eine Öffnung des zweiten Lochs 27 auf dem zweiten Abschnitt 24 mit großem Durchmesser der rohrförmigen Innenwand 21 ausgebildet.
Der Ventilsitzabschnitt 40 ist zum Beispiel aus Metall ausgebildet, wie beispielsweise Edelstahl. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Ventilsitzabschnitt 40 mit dem Gehäuse 11 der Hochdruckpumpe 10 integral ausgebildet. Das heißt, dass der Ventilsitzabschnitt 40 ähnlich wie der Körper 20 ebenfalls als ein Teil des Gehäuses 11 erachtet wird.
Der Ventilsitzabschnitt 40 ist derart ausgebildet, dass dieser ein Ende der rohrförmigen Innenwand 21 des Körpers 20 schließt, d. h. dieser ist derart ausgebildet, dass dieser die rohrförmige Innenwand 21 an einer Seite des ersten Abschnitts 23 mit großem Durchmesser schließt. Der Ventilsitzabschnitt 40 ist mit dem Körper 20 integral ausgebildet. Eine Seite des zweiten Abschnitts 24 mit großem Durchmesser der rohrförmigen Innenwand 21 gegenüber dem Referenz-Innendurchmesserabschnitt 22 ist mit einer Außenwand des Gehäuses 11 verbunden. Das heißt, dass ein anderes Ende der rohrförmigen Innenwand 21 zu der Außenwand des Gehäuses 11 geöffnet ist.
Der Ventilsitzabschnitt 40 weist ein Ventilloch 41, einen Ventilsitz 42 und dergleichen auf. Das Ventilloch 41 ist ausgebildet, um den Innenraum 103 und den ersten Raum 101 (den Raum in dem Abführraum 14) zu verbinden. Der Ventilsitz 42 ist in einer Ringform ausgebildet und an einer äußeren Seite in einer radialen Richtung eines Endes des Ventillochs 41 an einer Seite des Innenraums 103 angeordnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Ventilsitz 42 in einer spitz zulaufenden Form ausgebildet, um weg von einer Achse des Ventillochs 41 hin zu dem Innenraum 103 angeordnet zu sein.
Das Ventilelement 50 ist zum Beispiel aus Metall ausgebildet, wie beispielsweise Edelstahl, um an einer Innenseite des Körpers 20 angeordnet zu sein. Das Ventilelement 50 beinhaltet einen Ventilkörper 51, eine Gleitaußenwand 55, einen Sitz 58 und dergleichen.
Der Ventilkörper 51 beinhaltet einen rohrförmigen Abschnitt 52, einen Boden 56 und einen Vorsprung 57. Der rohrförmige Abschnitt 52 weist einen Abschnitt 53 mit gro-ßem Durchmesser und einen Abschnitt 54 mit kleinem Durchmesser auf. Der Abschnitt 53 mit großem Durchmesser ist derart eingestellt, dass ein Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Referenz-Innendurchmesserabschnitts 22 der rohrförmigen Innenwand 21 ähnelt oder etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Referenz-Innendurchmesserabschnitts 22. Damit kann eine Außenwand des Abschnitts 53 mit gro-ßem Durchmesser auf den Referenz-Innendurchmesserabschnitt 22 gleiten. Die Außenwand des Abschnitts 53 mit großem Durchmesser entspricht der Gleitaußenwand 55.
Der Abschnitt 54 mit kleinem Durchmesser ist als ein Teil ausgebildet, das einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Abschnitts 53 mit großem Durchmesser in dem rohrförmigen Abschnitt 52. Der Abschnitt 54 mit kleinem Durchmesser ist an einer Seite des Ventilsitzabschnitts 40 des Abschnitts 53 mit gro-ßem Durchmesser ausgebildet.
Der Boden 56 ist mit dem rohrförmigen Abschnitt 52 integral ausgebildet, um so ein Ende des rohrförmigen Abschnitts 52 an einer Seite des Abschnitts 54 mit kleinem Durchmesser zu schließen. Der Vorsprung 57 ist mit dem Boden 56 integral ausgebildet, um so in einer rohrförmigen Weise ausgehend von einem Mittelpunkt des Bodens 56 hin zu dem Ventilsitz 42 hervorzustehen.
Der Ventilkörper 51 ist auf eine reziproke Weise in der axialen Richtung in dem Körper 20 angeordnet.
Der Sitz 58 ist an einer Seite des Ventilsitzes 42 des Vorsprungs 57 integral mit dem Vorsprung 57 ausgebildet. Der Sitz 58 ist derart in einer spitz zulaufenden Form ausgebildet, dass eine Außenwand des Endes an einer Seite des Ventilsitzes 42 näher an einer Achse des Vorsprungs 57 hin zu dem Ventilsitz 42 angeordnet sein soll. Die Außenwand des Endes kann an der Seite des Ventilsitzes 42 des Sitzes 58 mit dem Ventilsitz 42 kontaktieren.
Das Ventilelement 50 bildet eine Zwischenkammer 104 zwischen der rohrförmigen Innenwand 21 und dem Ventilsitzabschnitt 40 aus. Das Volumen der Zwischenkammer 104 wird in Übereinstimmung mit einer Position in der axialen Richtung des Ventilkörpers 51 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21 verändert und steht in Verbindung mit dem Ventilloch 41 und dem ersten Loch 25.
Wenn der Sitz 58 von dem Ventilsitz 42 getrennt ist, lässt das Ventilelement 50 eine Verbindung zwischen dem Ventilloch 41 und der Zwischenkammer 104 und eine Kraftstoffströmung zwischen dem Ventilloch 41 und der Zwischenkammer 104 zu. Wenn der Sitz 58 mit dem Ventilsitz 42 kontaktiert, unterbricht das Ventilelement 50 die Verbindung zwischen dem Ventilloch 41 und der Zwischenkammer 104 und schränkt die Kraftstoffströmung zwischen dem Ventilloch 41 und der Zwischenkammer 104 ein.
Das Vorspannelement 60 ist zum Beispiel aus einer Schraubendruckfeder ausgebildet. Das Vorspannelement 60 ist derart auf dem Boden 56 an einer Seite gegenüber dem Ventilsitzabschnitt 40 angeordnet, dass eine Endseite sich an einer Innenseite des rohrförmigen Abschnitts 52 des Ventilelements 50 befindet und das eine Ende mit dem Boden 56 des Ventilelements 50 kontaktiert.
Der Federsitz 70 ist zum Beispiel aus Metall ausgebildet, wie beispielsweise Edelstahl. Der Federsitz 70 ist im Hinblick auf das Ventilelement 50 an einer Seite gegenüber dem Ventilsitzabschnitt 40 angeordnet. Der Federsitz 70 weist einen rohrförmigen Abschnitt 71, einen Boden 72 und dergleichen auf. Der rohrförmige Abschnitt 71 ist derart eingestellt, dass ein Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Referenz-Innendurchmesserabschnitts 22 der rohrförmigen Innenwand 21 ähnelt oder etwas größer ist als der Innendurchmesser des Referenz-Innendurchmesserabschnitts 22. Der rohrförmige Abschnitt 71 ist derart in dem Körper 20 angeordnet, dass eine Außenwand an einer Seite mit dem Referenz-Innendurchmesserabschnitt 22 kontaktiert. Der rohrförmige Abschnitt 71 ist zum Beispiel durch Schweißen, Presspassen oder dergleichen an einer Innenseite des Körpers 20 befestigt.
Der Boden 72 ist mit dem rohrförmigen Abschnitt 71 integral ausgebildet, um so den rohrförmigen Abschnitt 71 an einer anderen Endseite zu schließen. Der Boden 72 weist ein Loch 73 auf, das eine Oberfläche und eine andere Oberfläche verbindet, und ist an einem Mittelpunkt des Bodens 72 angeordnet. Das Loch 73 verbindet einen Innenraum und einen außenseitigen Raum des rohrförmigen Abschnitts 71.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Bewegungs-Beschränkungsabschnitt 74 auf einem Ende des rohrförmigen Abschnitts 71 des Federsitzes 70 gegenüber dem Boden 72 ausgebildet. Der Bewegungs-Beschränkungsabschnitt 74 kann mit einem Ende des rohrförmigen Abschnitts 52 des Ventilelements 50 gegenüber dem Boden 56 kontaktieren. Somit kann der Bewegungs-Beschränkungsabschnitt 74 durch Kontaktieren mit dem rohrförmigen Abschnitt 52 die Bewegung des Ventilelements 50 in einer Richtung weg von dem Ventilsitz 42 einschränken. Das heißt, dass bei der vorliegenden Ausführungsform das Ventilelement 50 zwischen dem Ventilsitzabschnitt 40 und dem Bewegungs-Beschränkungsabschnitt 74 bewegt werden kann. Ein beweglicher Abstand in der axialen Richtung des Ventilelements 50 ist gleich einem Abstand zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 52 und dem Bewegungs-Beschränkungsabschnitt 74, wenn der Sitz 58 mit dem Ventilsitz 42 kontaktiert.
Das Vorspannelement 60 ist im Hinblick auf den Boden 72 derart an einer Seite des Ventilelements 50 angeordnet, dass eine andere Endseite sich an einer Innenseite des rohrförmigen Abschnitts 71 des Federsitzes 70 befindet und das andere Ende mit dem Boden 72 des Federsitzes 70 kontaktiert. Ein Abstand zwischen dem Boden 56 des Ventilelements 50 und dem Boden 72 des Federsitzes 70 ist derart eingestellt, dass dieser kürzer ist als eine freie Länge des Vorspannelements 60, wenn der Sitz 58 des Ventilelements 50 mit dem Ventilsitz 42 kontaktiert. Somit spannt das Vorspannelement 60 das Ventilelement 50 hin zu dem Ventilsitzabschnitt 40 vor.
Der Dichtungsabschnitt 80 ist zum Beispiel aus Metall ausgebildet, wie beispielsweise Edelstahl. Der Dichtungsabschnitt 80 ist im Hinblick auf den Federsitz 70 an einer Seite gegenüber dem Ventilelement 50 angeordnet. Der Dichtungsabschnitt 80 beinhaltet einen Körper 81 und einen rohrförmigen Abschnitt 82. Der rohrförmige Abschnitt 82 ist mit dem Körper 81 integral ausgebildet, um sich so auf eine rohrförmige Weise ausgehend von dem Körper 81 zu erstrecken. Auf einer Außenwand des rohrförmigen Abschnitts 82 ist eine Schraubennut ausgebildet. Eine Schraubennut, welche der Schraubennut des rohrförmigen Abschnitts 82 entspricht, ist auf dem zweiten Abschnitt 24 mit großem Durchmesser des Körpers 20 ausgebildet. Der Dichtungsabschnitt 80 ist durch Schrauben des rohrförmigen Abschnitts 82 in den zweiten Abschnitt 24 mit großem Durchmesser an dem Körper 20 angebracht.
Der Dichtungsabschnitt 80 dichtet ein anderes Ende der rohrförmigen Innenwand 21, d. h. eine Öffnung, die auf der Außenwand des Gehäuses 11 ausgebildet ist, ab. Der rohrförmige Abschnitt 82 des Dichtungsabschnitts 80 befindet sich an einer äußeren Seite in der radialen Richtung eines anderen Endes des rohrförmigen Abschnitts 71, und anschließend ist ein Raum in einer rohrförmigen Form zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 82 des Dichtungsabschnitts 80 und der Außenwand des rohrförmigen Abschnitts 71 ausgebildet. Zwischen dem Boden 72 des Federsitzes 70 und dem Dichtungsabschnitt 80 ist ein Raum ausgebildet. Damit steht der Raum innerhalb des rohrförmigen Abschnitts 71 des Federsitzes 70 über das Loch 73, einen Raum zwischen dem Boden 72 und dem Dichtungsabschnitt 80, dem Raum in einer rohrförmigen Form zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 82 und dem rohrförmigen Abschnitt 71 und dem zweiten Loch 27 mit dem zweiten Raum 102 (dem Raum in der Kraftstoffkammer 15) in Verbindung. Damit kann eine reziproke Bewegung in der axialen Richtung des Ventilelements 50 in dem Körper 20 geschmeidig durchgeführt werden.
Der Ventilöffnungsdruck des Überströmventils 1 (das Ventilelement 50) ist auf Grundlage der Vorspannkraft des Vorspannelements 60 und des Kraftstoffdrucks in dem Raum in dem Ventilelement 50 an einer Seite des Federsitzes 70 zwischen dem Innenraum 103 (dem Kraftstoffdruck in der Kraftstoffkammer 15) eingestellt.
Als nächstes wird eine Beziehung zwischen einer relativen Position des Ventilelements 50 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21, einem Überlappungsbereich Sp, der ein Bereich ist, in welchem die Lochöffnung 26 und die Gleitaußenwand 55 miteinander überlappen, und einem minimalen Durchlassbereich Sf, der ein Durchlassbereich zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 ist, der minimal ist, unter Bezugnahme auf die 1A, 1B und 4A bis 4C beschrieben.
Wie in 1B gezeigt wird, ist bei der vorliegenden Ausführungsform ein Spaltbereich Ss, der eine Schnittfläche in einer Richtung ist, die orthogonal zu der Achse eines rohrförmigen Spalts verläuft, der zwischen dem Referenz-Innendurchmesserabschnitt 22 des Körpers 20 und dem Abschnitt 54 mit kleinem Durchmesser des Ventilelements 50 ausgebildet ist, derart eingestellt, dass dieser größer ist als ein Öffnungsbereich So eines Bereichs der Lochöffnung 26. Das heißt, dass der Körper 20, das Ventilelement 50 und die Lochöffnung 26 derart ausgebildet sind, dass diese eine Beziehung von Ss > So erfüllen.
Die 4A bis 4C zeigen ein Teil nahe dem ersten Loch 25 in einer Querschnittsansicht des Überströmventils 1, um eine Positionsbeziehung zwischen der Gleitaußenwand 55 und der Lochöffnung 26 zu beschreiben. 4A entspricht einer Querschnittsansicht, wobei der Querschnitt entlang einer Linie IVA-IVA in 1A vorgenommen worden ist.
Wie in 4A gezeigt wird, überlappen die Lochöffnung 26 und die Gleitaußenwand 55 in einem Zustand, in welchem der Sitz 58 des Ventilelements 50 mit dem Ventilsitz 42 kontaktiert, vollständig miteinander. Somit ist der Überlappungsbereich Sp, welcher ein Bereich ist, in welchem die Lochöffnung 26 und die Gleitaußenwand 55 miteinander überlappen, gleich dem Öffnungsbereich So (einem Bereich der Lochöffnung 26). Zu diesem Zeitpunkt ist der minimale Durchlassbereich Sf, welcher der Durchlassbereich zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 ist, der minimal ist, gleich „0“.
Wie in 4B gezeigt wird, wird dann, wenn der Sitz 58 des Ventilelements 50 von dem Ventilsitz 42 getrennt ist und das Ventilelement 50 weiter hin zu dem Federsitz 70 bewegt wird, der Überlappungsbereich Sp kleiner als der Öffnungsbereich So. Zu diesem Zeitpunkt ist der minimale Durchlassbereich Sf gleich einer Differenz zwischen dem Öffnungsbereich So und dem Überlappungsbereich Sp.
Wie in 4C gezeigt wird, ist dann, wenn das Ventilelement 50 weiter hin zu dem Federsitz 70 bewegt wird und der rohrförmige Abschnitt 52 mit dem Bewegungs-Beschränkungsabschnitt 74 kontaktiert, der Überlappungsbereich Sp gleich „0“. Zu diesem Zeitpunkt ist der minimale Durchlassbereich Sf gleich dem Öffnungsbereich So.
5 zeigt die Beziehung zwischen der relativen Position des Ventilelements 50 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21, dem Überlappungsbereich Sp zwischen der Lochöffnung 26 und der Gleitaußenwand 55 und dem minimalen Durchlassbereich Sf zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25.
In 5 gibt eine Position PA die relative Position des Ventilelements 50 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21 in einem Fall an, der in 4A gezeigt wird. Eine Position PB gibt die relative Position des Ventilelements 50 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21 in einem Fall an, der in 4B gezeigt wird. Eine Position PC gibt die relative Position des Ventilelements 50 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21 in einem Fall an, der in 4C gezeigt wird. Der Überlappungsbereich Sp wird durch eine gestrichelte Linie veranschaulicht, und der minimale Durchlassbereich Sf wird durch eine durchgehende Linie veranschaulicht.
Wie in 5 gezeigt wird, ist, wenn das Ventilelement 50 an der Position PA positioniert ist, der minimale Durchlassbereich Sf gleich „0“. Wenn das Ventilelement 50 an der Position PC positioniert ist, ist der minimale Durchlassbereich Sf gleich dem Öffnungsbereich So.
Wie in 5 gezeigt wird, beinhaltet das Ventilelement 50 bei der vorliegenden Ausführungsform in einer beweglichen Spanne in der axialen Richtung zumindest „eine spezifische Spanne, in welcher der Überlappungsbereich Sp, der der Bereich ist, in welchem die Lochöffnung 26 und die Gleitaußenwand 55 miteinander überlappen, allmählich (kontinuierlich) kleiner wird und der minimale Durchlassbereich Sf, welcher der Durchlassbereich zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 ist, der minimal ist, mit zunehmender Bewegung des Ventilelements 50 in einer Richtung weg von dem Ventilsitz 40 allmählich (kontinuierlich) größer wird“. Mit anderen Worten beinhaltet das Ventilelement 50 in der beweglichen Spanne in der axialen Richtung zumindest „die spezifische Spanne, in welcher der Überlappungsbereich Sp zwischen der Lochöffnung 26 und der Gleitaußenwand 55 asymptotisch verringert wird und der minimale Durchlassbereich Sf zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 mit zunehmender Bewegung des Ventilelements 50 in Richtung weg von dem Ventilsitz 40 asymptotisch erhöht wird“.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird dann, wenn der Kraftstoffdruck in dem ersten Raum 101 den Ventilöffnungsdruck überschreitet und der Sitz 58 anschließend von dem Ventilsitz 42 getrennt wird, um das Ventilelement 50 zu öffnen, und der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 104, die mit dem ersten Raum 101 in Verbindung steht, erhöht wird, das Ventilelement 50 in einer Richtung weg von dem Ventilsitzabschnitt 40 bewegt. Bei „der spezifischen Spanne“, die vorstehend beschrieben wird, wird, da der minimale Durchlassbereich Sf zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 größer wird, so wie das Ventilelement 50 weiter von einem Ventilsitzabschnitt 40 getrennt ist, die Strömungsmenge des Kraftstoffs, der aus der Zwischenkammer 104 zu dem ersten Loch 25 strömt, größer, so wie der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 104 größer wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn das Ventilelement 50 in der Richtung nahe an den Ventilsitzabschnitt 40 bewegt wird, der Überlappungsbereich Sp zwischen der Lochöffnung 26 und der Gleitaußenwand 55 in „der spezifischen Spanne“, die vorstehend beschrieben wird, allmählich erhöht, und der minimale Durchlassbereich Sf zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 wird allmählich verringert. Somit strömt der Kraftstoff aus der Zwischenkammer 104 zu dem ersten Loch 25 und anschließend wird der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 104 gesenkt, und wenn das Ventilelement 50 hin zu dem Ventilsitzabschnitt 40 bewegt wird, wird die Strömung des Kraftstoffs aus der Zwischenkammer 104 zu dem ersten Loch 25 allmählich gedrosselt.
Wie vorstehend beschrieben wird, ist bei der vorliegenden Ausführungsform dann, wenn der Sitz 58 mit dem Ventilsitz 42 (der Position PA) in Verbindung steht, der Überlappungsbereich Sp zwischen der Lochöffnung 26 und der Gleitaußenwand 55 gleich dem Öffnungsbereich So der Lochöffnung 26 und der minimale Durchlassbereich Sf zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 ist gleich null, d. h. die Zwischenkammer 104 und das erste Loch 25 stehen nicht miteinander in Verbindung. Die Zwischenkammer 104 und das erste Loch 25 stehen während einer Zeitdauer, in welcher das Ventilelement 50 ausgehend von der Position PA zu der Position PO, die in 5 gezeigt werden, bewegt wird, nicht miteinander in Verbindung. Das heißt, dass das Ventilelement 50 bei der vorliegenden Ausführungsform in der beweglichen Spanne in der axialen Richtung „eine Nicht-Verbindungs-Spanne, die eine Spanne ist, in welcher die Zwischenkammer 104 und das erste Loch 25 nicht miteinander in Verbindung stehen“ beinhaltet (siehe 5).
Als nächstes wird ein Betrieb der Hochdruckpumpe 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 2 beschrieben werden.
Ansaugprozess
Wenn eine Zufuhr der elektrischen Leistung zu dem Antriebsabschnitt 18 unterbrochen ist, ist der Ventilkörper 162 des Ansaugventils 16 durch den Antriebsabschnitt 18 hin zu der Druckbeaufschlagungskammer 12 vorgespannt. Somit ist der Ventilkörper 162 von dem Ventilsitz 161 getrennt, d. h. das Ansaugventil 16 ist geöffnet. In diesem Zustand, wenn der Stößel 19 hin zu dem Nocken 9 bewegt wird, wird das Volumen der Druckbeaufschlagungskammer 12 erhöht und der Kraftstoff in dem Ansaugdurchlass 13 wird in die Druckbeaufschlagungskammer 12 gesaugt.
Messprozess
Wenn der Stößel 19 in einem Zustand, in welchem das Ansaugventil 16 geöffnet ist, zu einer Seite gegenüber dem Nocken 9 bewegt wird, wird das Volumen der Druck-beaufschlagungskammer 12 verringert und der Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer 12 wird in den Ansaugdurchlass 13 rückgeführt. In der Mitte des Messprozesses ist, wenn dem Antriebsabschnitt 18 die elektrische Leistung zugeführt wird, das Ansaugventil 16 geschlossen. Wenn der Stößel 19 zu der Seite gegenüber dem Nocken 9 bewegt wird, wird eine Menge des Kraftstoffs, der aus der Druckbeaufschlagungskammer 12 zu dem Ansaugdurchlass 13 rückgeführt wird, durch Schließen des Ansaugventils 16 und Unterbrechen der Druckbeaufschlagungskammer 12 und des Ansaugdurchlasses 13 eingestellt bzw. angepasst. Im Ergebnis wird die Menge des Kraftstoffs bestimmt, der in der Druckbeaufschlagungskammer 12 mit Druck beaufschlagt wird. Wenn das Ansaugventil 16 geschlossen ist, wird der Messprozess, bei welchem der Kraftstoff aus der Druckbeaufschlagungskammer 12 zu dem Ansaugdurchlass 13 rückgeführt wird, beendet.
Druckbeaufschlagungsprozess
Wenn der Stößel 19 in einem Zustand, in welchem das Ansaugventil 16 geschlossen ist, weiter zu der Seite gegenüber dem Nocken 9 bewegt wird, wird das Volumen der Druckbeaufschlagungskammer 12 verringert und anschließend wird der Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer 12 zusammengedrückt und mit Druck beaufschlagt. Wenn der Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer 12 den Ventilöffnungsdruck des Abführventils 17 überschreitet, wird das Abführventil 17 geöffnet und der Kraftstoff wird aus der Druckbeaufschlagungskammer 12 zu dem Abfuhrdurchlass 14 (dem ersten Raum 101) abgeführt.
Wenn die Zufuhr der elektrischen Leistung zu dem Antriebsabschnitt 18 unterbrochen wird und der Stößel 19 hin zu dem Nocken 9 bewegt wird, wird das Ansaugventil 16 wieder geöffnet. Damit wird der Druckbeaufschlagungsprozess, bei welchem der Kraftstoff mit Druck beaufschlagt wird, beendet, und der Ansaugprozess, bei welchem der Kraftstoff aus dem Ansaugdurchlass 13 zu der Druckbeaufschlagungskammer 12 angesaugt wird, wird wieder gestartet.
Durch Wiederholen „des Ansaugprozesses“, „des Messprozesses“ und „des Druckbeaufschlagungsprozesses“, die vorstehend beschrieben werden, beaufschlagt die Hochdruckpumpe 10 den Kraftstoff, der in den Kraftstofftank 2 gesaugt wird, mit Druck, führt diesen ab und führt den Kraftstoff dem Kraftstoffverteiler 6 zu. Eine ausgehend von der Hochdruckpumpe 10 zu dem Kraftstoffverteiler 6 zugeführte Menge des Kraftstoffs ist durch Steuern eines Zufuhrzeitpunkts der elektrischen Leistung zu dem Antriebsabschnitt 18 oder dergleichen eingestellt bzw. angepasst.
Zum Beispiel wird dann, wenn ein Zustand, in welchem die Zufuhr der elektrischen Leistung zu dem Antriebsabschnitt 18 unterbrochen ist, für eine vorgegebene Zeitdauer fortgesetzt wird, der Ventilöffnungszustand des Ansaugventils 16 gehalten, und anschließend wird das Beaufschlagen des Kraftstoffs in der Druckbeaufschlagungskammer 12 nicht durchgeführt, und dem Kraftstoffverteiler 6 wird ausgehend von der Hochdruckpumpe 10 kein Kraftstoff zugeführt. Auch in einem Fall, bei welchem der Ventilöffnungszustand des Ansaugventils 16 aufgrund bestimmter Ursachen wie beispielsweise das Befestigen des Ventilkörpers 162 gehalten wird, wird das Beaufschlagen des Kraftstoffs in der Druckbeaufschlagungskammer 12 nicht durchgeführt, und dem Kraftstoffverteiler 6 wird ausgehend von der Hochdruckpumpe 10 kein Kraftstoff zugeführt.
Andererseits wird zum Beispiel dann, wenn die Zufuhr der elektrischen Leistung zu dem Antriebsabschnitt 18 für eine vorgegebene Zeitdauer fortgesetzt wird, das Ansaugventil 16 bei dem Druckbeaufschlagungsprozess geschlossen, und daher wird der Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer 12 mit Druck beaufschlagt und ausgehend von der Hochdruckpumpe 10 dem Kraftstoffverteiler 6 zugeführt, und anschließend wird der Kraftstoffdruck in dem Abführdurchlass 14, dem Rohr 5 und dem Kraftstoffverteiler 6 erhöht. Auch in einem Fall, bei welchem der Ventilschließzustand des Ansaugventils 16 aufgrund bestimmter Ursachen wie beispielsweise dem Befestigen des Ventilkörpers 162 gehalten wird, wird der Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer 12 mit Druck beaufschlagt und ausgehend von der Hochdruckpumpe 10 dem Kraftstoffverteiler 6 zugeführt, und anschließend wird der Kraftstoffdruck in dem Abführdurchlass 14, dem Rohr 5 und dem Kraftstoffverteiler 6 erhöht.
Als nächstes wird ein Betrieb des Überströmventils 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1A und 1B beschrieben werden.
Wenn der Kraftstoffdruck in dem Abführdurchlass 14 (dem ersten Raum 101) den Ventilöffnungsdruck des Überströmventils 1 (das Ventilelement 50) überschreitet, ist der Sitz 58 von dem Ventilsitz 42 getrennt und das Überströmventil 1 ist geöffnet, und anschließend ist der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 104, die mit dem ersten Raum 101 in Verbindung steht, erhöht. Damit bewegt sich das Ventilelement 50 in der Richtung weg von dem Ventilsitzabschnitt 40.
Wenn das Ventilelement 50 weiter in der Richtung weg von dem Ventilsitzabschnitt 40 bewegt wird, stehen die Zwischenkammer 104 und das erste Loch 25 über die Lochöffnung 26 miteinander in Verbindung. Damit strömt der Kraftstoff aus der Zwischenkammer 104 zu dem ersten Loch 25. Der Kraftstoff, der zu dem ersten Loch 25 strömt, strömt hin zu der Kraftstoffkammer 15.
Wenn der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 104 weiter erhöht wird und das Ventilelement 50 weiter in der Richtung weg von dem Ventilsitzabschnitt 40 bewegt wird, wird der minimale Durchlassbereich Sf zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 größer. Entsprechend strömt der Kraftstoff leicht aus der Zwischenkammer 104 zu dem ersten Loch 25. Damit wird der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 104 und dem Abführdurchlass 14 (dem ersten Raum 101), der mit der Zwischenkammer 104 in Verbindung steht, schnell gesenkt.
Wenn der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 104 gesenkt wird, wird das Ventilelement 50 in der Richtung nahe an den Ventilsitzabschnitt 40 bewegt. Wenn das Ventilelement 50 in der Richtung nahe an den Ventilsitzabschnitt 40 bewegt wird, wird der minimale Durchlassbereich Sf zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 allmählich kleiner. Entsprechend wird die Kraftstoffströmung aus der Zwischenkammer 104 zu dem ersten Loch 25 allmählich gedrosselt. Somit wird der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 104 derart unterbunden, dass dieser drastisch gesenkt wird, und der Druck wird mindestens bei einem vorgegebenen Wert gehalten. Zu diesem Zeitpunkt wird unterbunden, dass das Ventilelement 50 sich schnell hin zu dem Ventilsitzabschnitt 40 bewegt. Damit wird das Ventilelement 50 an einer Position gehalten, an welcher der minimale Durchlassbereich Sf größer als null ist, und der Ventilöffnungszustand, in welchem das Ventilelement 50 von dem Ventilsitz 42 getrennt ist, wird gehalten.
Wenn der Kraftstoffdruck in dem Abführdurchlass 14 (dem ersten Raum 101) weiter gesenkt wird und der minimale Durchlassbereich Sf im Wesentlichen null wird und der Kraftstoff, der aus dem Abführdurchlass 14 über die Zwischenkammer 104 zu der Kraftstoffkammer 15 (dem zweiten Raum 102) strömt, im Wesentlichen null wird, dann kontaktiert der Sitz 58 mit dem Ventilsitz 42 und das Überströmventil 1 ist geschlossen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird bei „der spezifischen Spanne“, da der minimale Durchlassbereich Sf zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 größer wird, so wie das Ventilelement 50 weiter von dem Ventilsitzabschnitt 40 getrennt ist, die Strömungsmenge des Kraftstoffs, der aus der Zwischenkammer 104 zu dem ersten Loch 25 strömt, größer, so wie der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 104 größer wird. Damit kann der Kraftstoffdruck in dem ersten Raum 101 (der Raum in dem Abführdurchlass 14), der mit der Zwischenkammer 104 in Verbindung steht, schnell gesenkt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn das Ventilelement 50 in der Richtung nahe an den Ventilsitzabschnitt 40 bewegt wird, der Überlappungsbereich Sp zwischen der Lochöffnung 26 und der Gleitaußenwand 55 allmählich größer und der minimale Durchlassbereich Sf zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 wird in „der spezifischen Spanne“ allmählich kleiner. Somit strömt der Kraftstoff aus der Zwischenkammer 104 zu dem ersten Loch 25 und dabei wird der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 104 gesenkt, und wenn das Ventilelement 50 hin zu dem Ventilsitzabschnitt 40 bewegt wird, wird die Strömung des Kraftstoffs aus der Zwischenkammer 104 zu dem ersten Loch 25 allmählich gedrosselt. Damit wird unterbunden, dass „die Kraftstoffströmung aus der Zwischenkammer 104 zu dem ersten Loch 25 drastisch gedrosselt wird und der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 104 wieder drastisch erhöht wird“. Entsprechend kann, wenn der Kraftstoffdruck in dem ersten Raum 101 gesenkt ist, eine Erzeugung von Druckpulsation in dem Kraftstoff in der Zwischenkammer 104 und dem Kraftstoff in dem ersten Raum 101 (dem Raum in dem Abführdurchlass 14), der mit der Zwischenkammer 104 in Verbindung steht, unterbunden werden.
Wie vorstehend beschrieben wird, beinhaltet das Ventilelement 50 bei dem Überströmventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der beweglichen Spanne in der axialen Richtung zumindest „die spezifische Spanne, in welcher der Überlappungsbereich Sp, welcher der Bereich ist, in welchem die Lochöffnung 26 und die Gleitaußenwand 55 miteinander überlappen, allmählich kleiner wird und der minimale Durchlassbereich Sf, welcher der Durchlassbereich zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 ist, der minimal ist, mit zunehmender Bewegung des Ventilelements 50 in der Richtung weg von dem Ventilsitz 40 allmählich größer wird“.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird dann, wenn der Kraftstoffdruck in dem ersten Raum 101 den Ventilöffnungsdruck des Ventilelements 50 überschreitet und der Sitz 58 von dem Ventilsitz 42 getrennt wird, um das Ventilelement 50 zu öffnen, und der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 104, die mit dem ersten Raum 101 in Verbindung steht, erhöht wird, das Ventilelement 50 in der Richtung weg von dem Ventilsitzabschnitt 40 bewegt. Bei „der spezifischen Spanne“, die vorstehend beschrieben wird, wird, da der minimale Durchlassbereich Sf zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 größer wird, so wie das Ventilelement 50 weiter von einem Ventilsitzabschnitt 40 getrennt ist, die Strömungsmenge des Kraftstoffs, der aus der Zwischenkammer 104 zu dem ersten Loch 25 strömt, größer, so wie der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 104 größer wird. Damit kann der Kraftstoffdruck in dem ersten Raum 101, der mit der Zwischenkammer 104 in Verbindung steht, schnell gesenkt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn das Ventilelement 50 in der Richtung nahe an den Ventilsitzabschnitt 40 bewegt wird, der Überlappungsbereich Sp zwischen der Lochöffnung 26 und der Gleitaußenwand 55 in „der spezifischen Spanne“, die vorstehend beschrieben wird, allmählich erhöht, und der minimale Durchlassbereich Sf zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 wird allmählich verringert. Somit strömt der Kraftstoff aus der Zwischenkammer 104 zu dem ersten Loch 25 und anschließend wird der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 104 gesenkt, und wenn das Ventilelement 50 hin zu dem Ventilsitzabschnitt 40 bewegt wird, wird die Kraftstoffströmung aus der Zwischenkammer 104 zu dem ersten Loch 25 allmählich gedrosselt. Damit wird unterbunden, dass „die Kraftstoffströmung aus der Zwischenkammer 104 zu dem ersten Loch 25 drastisch gedrosselt wird und der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 104 wieder drastisch erhöht wird“. Entsprechend kann, wenn der Kraftstoffdruck in dem ersten Raum 101 gesenkt ist, die Erzeugung der Druckpulsation in dem Kraftstoff in der Zwischenkammer 104 und dem Kraftstoff in dem ersten Raum 101, der mit der Zwischenkammer 104 in Verbindung steht, unterbunden werden.
Bei dem Überströmventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform stehen, wenn der Sitz 58 mit dem Ventilsitz 42 kontaktiert, die Zwischenkammer 104 und das erste Loch 25 nicht miteinander in Verbindung. Das Ventilelement 50 beinhaltet in der beweglichen Spanne in der axialen Richtung „die Nicht-Verbindungs-Spanne, welche die Spanne ist, in welcher die Zwischenkammer 104 und das erste Loch 25 nicht miteinander in Verbindung stehen“. Somit wird in der Nicht-Verbindungs-Spanne das Ventilelement 50 im Zusammenhang mit der Erhöhung des Kraftstoffdrucks in der Zwischenkammer 104 schnell in der Richtung weg von dem Ventilsitzabschnitt 40 bewegt. Der Ventilöffnungszustand des Ventilelements 50 (in der spezifischen Spanne), welches einmal geöffnet wird, kann in einfacher Weise gehalten werden (um kaum geschlossen zu sein).
Das Überströmventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet ferner den Bewegungs-Beschränkungsabschnitt 74, der das Ventilelement 50 darin einschränken kann, sich in der Richtung weg von dem Ventilsitzabschnitt 40 zu bewegen. Damit kann unterbunden werden, dass das Ventilelement 50 extrem von dem Ventilsitzabschnitt 40 entfernt angeordnet ist und Schaden (Knickung) oder dergleichen des Vorspannelements 60 können unterbunden werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein maximaler Wert des minimalen Durchlassbereichs Sf zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 gleich dem Öffnungsbereich So der Lochöffnung 26, allerdings kann der maximale Wert des minimalen Durchlassbereichs Sf durch geeignetes Einstellen der Position des Bewegungs-Beschränkungsabschnitts 74 auf einen beliebigen Wert eingestellt sein, der gleich oder kleiner als der Öffnungsbereich So ist.
Bei dem Überströmventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Lochöffnung 26 in einer kreisförmigen Form ausgebildet. Somit ist die Beziehung zwischen der relativen Position des Ventilelements 50 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21, dem Überlappungsbereich Sp zwischen der Lochöffnung 26 und der Gleitaußenwand 55 und dem minimalen Durchlassbereich Sf zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 eingestellt, wie in 5 gezeigt wird.
Die Hochdruckpumpe 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet: das Gehäuse 11, das eine Druckbeaufschlagungskammer 12 aufweist, die den Kraftstoff ansaugt und mit Druck beaufschlagt, den Ansaugdurchlass 13, in welchem der Kraftstoff strömt, der in der Druckbeaufschlagungskammer 12 angesaugt ist, und den Abführdurchlass 14, in welchem der Kraftstoff strömt, der in der Druckbeaufschlagungskammer 12 mit Druck beaufschlagt und abgeführt ist; und das Überströmventil 1, das vorstehend beschrieben wird. Der erste Raum 101 ist als ein Raum in dem Abführdurchlass 14 ausgebildet. Entsprechend kann, wenn der Kraftstoffdruck in dem Abführdurchlass 14 (dem ersten Raum 101), der mit der Zwischenkammer 104 in Verbindung steht, hoch wird, der Druck schnell gesenkt werden. Wenn der Kraftstoffdruck in dem Abführdurchlass 14 (dem ersten Raum 101) gesenkt ist, wird die Erzeugung der Druckpulsation in dem Kraftstoff in dem Abführdurchlass 14 (dem ersten Raum 101) unterbunden. Damit kann der Schaden an dem Rohr 5, das den Abführdurchlass 14 der Hochdruckpumpe 10 und den Kraftstoffverteiler 6 verbindet, unterbunden werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Raum 102 als ein Raum in der Kraftstoffkammer 15, die mit dem Ansaugdurchlass 13 in Verbindung steht, ausgebildet. Das heißt, dass das Überströmventil 1 derart angeordnet ist, dass das Ventilloch 41 mit dem Abführdurchlass 14 in Verbindung steht und das erste Loch 25 mit der Kraftstoffkammer 15 in Verbindung steht. Bei dem Überströmventil 1 wird, wenn der Kraftstoffdruck in dem Abfuhrdurchlass 14 den Ventilöffnungsdruck des Überströmventils 1 überschreitet, der Kraftstoff in dem Abführdurchlass 14 zu der Seite der Kraftstoffkammer 15 rückgeführt, die niedrigen Druck aufweist, und der Kraftstoffdruck in dem Abführdurchlass 14 ist gesenkt.
Die Hochdruckpumpe 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet das Abführventil 17, das zwischen der Druckbeaufschlagungskammer 12 und dem Abfahrdurchlass 14 angeordnet ist und das ausgebildet ist, um die Kraftstoffströmung zwischen der Druckbeaufschlagungskammer 12 und dem Abführdurchlass 14 zuzulassen oder einzuschränken. Die Hochdruckpumpe 10 beinhaltet das Ansaugventil 16, das zwischen der Druckbeaufschlagungskammer 12 und dem Ansaugdurchlass 13 angeordnet ist und das ausgebildet ist, um die Kraftstoffströmung zwischen der Druckbeaufschlagungskammer 12 und dem Ansaugdurchlass 13 zuzulassen oder einzuschränken. Die Hochdruckpumpe 10 beinhaltet den Antriebsabschnitt 18, der den Ventilöffnungszustand des Ansaugventils 16 verändern kann.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist in dem Überströmventil 1 ein Raum an einer Gegendruckseite (ein Raum des Ventilelements 50 an einer Seite des Federsitzes 70) derart ausgebildet, dass dieser über das zweite Loch 27 mit der Kraftstoffkammer 15 verbunden ist, die niedrigen Druck aufweist. Somit kann ein Freiheitsgrad beim Einstellen des Ventilöffnungsdrucks des Überströmventils 1 (das Ventilelement 50) groß sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann, da die Lochöffnung 26 durch die Gleitaußenwand 55 geschlossen ist, wenn das Ventilelement 50 geschlossen ist, ein Einfluss des Kraftstoffdrucks in dem ersten Loch 25 auf den Ventilöffnungsdruck des Ventilelements 50 unterbunden werden.
Da das Überströmventil, das in Patentliteratur 1 offenbart ist, das vorstehend beschrieben wird, einen Raum an einer Gegendruckseite (einen Raum des Ventilkörpers und des beweglichen Halters an einer Seite des Vorspannelements) aufweist, um so die Druckbeaufschlagungskammer der Hochdruckpumpe zu verbinden, ist ein Totvolumen der Druckbeaufschlagungskammer der Hochdruckpumpe erhöht und ausreichendes Beaufschlagen des Kraftstoffs durch die Hochdruckpumpe könnte schwierig sein. Allerdings weist bei der Hochdruckpumpe 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Überströmventil 1 den Raum an der Gegendruckseite (der Raum des Ventilelements 50 an der Seite des Federsitzes 70) auf, um so die Kraftstoffkammer 15 zu verbinden. Somit ist eine Erhöhung von Totvolumen der Druckbeaufschlagungskammer 12 unterbunden, und ausreichendes Beaufschlagen des Kraftstoffs durch die Hochdruckpumpe 10 kann durchgeführt werden.
Bei dem Überströmventil, das in Patentliteratur 1 offenbart ist, da der Ventilkörper, der mit dem Ventilsitz kontaktiert, von dem beweglichen Halter, der durch das Vorspannelement vorgespannt ist, getrennt ausgebildet ist. Entsprechend könnte ein Betriebsversagen des Überströmventils auftreten, wenn die Position zwischen dem Ventilkörper und dem beweglichen Halter abweicht. Allerdings ist bei dem Überströmventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Sitz 58, der mit dem Ventilsitz 42 kontaktiert, mit dem Ventilkörper 51, der durch das Vorspannelement 60 vorgespannt ist, integral ausgebildet. Somit weicht die Position zwischen dem Sitz 58 und dem Ventilkörper 51 nicht ab.
Bei dem Überströmventil, das in Patentliteratur 1 offenbart ist, könnte der bewegliche Halter von dem Führungsloch herabfallen, wenn ein Differenzdruck zwischen dem Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer und dem Kraftstoffdruck in dem Abführdurchlass groß ist. Wenn der bewegliche Halter von dem Führungsloch herabfällt, könnte es schwierig sein, dass der bewegliche Halter wieder in das Führungsloch hinein gelangt. In diesem Fall könnte der Ventilkörper nicht gegen den Ventilsitz gedrückt sein, und daher könnte das Überströmventil nicht geschlossen sein. Allerdings kann die Gleitaußenwand 55 bei dem Überströmventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, ungeachtet der Position des Ventilelements 50 in der axialen Richtung in dem Körper 20, immer auf der rohrförmigen Innenwand 21 in dem Ventilelement 50 gleiten, sodass die Bewegung in der axialen Richtung des Ventilelements 50 stabilisiert ist. Das Überströmventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist nicht in einem Zustand eingestellt, in welchem das Überströmventil nicht wie bei dem Überströmventil, das in Patentliteratur 1 offenbart ist, beschrieben wird, geschlossen werden kann.
Bei dem Überströmventil, das in Patentliteratur 1 offenbart ist, ist die Außenumfangsoberfläche des Vorspannelements, das den beweglichen Halter vorspannt, dem Durchlass, der den Abführdurchlass und die Druckbeaufschlagungskammer verbindet, gegenüberliegend angeordnet. Somit kontaktiert, wenn der Kraftstoffdruck in dem Abführdurchlass gesenkt ist, der Kraftstoff, der aus dem Abführdurchlass hin zu der Druckbeaufschlagungskammer strömt, insbesondere an einer Seite des beweglichen Halters mit der Außenumfangsoberfläche des Endes des Vorspannelements und die Position des beweglichen Halters könnte instabil sein. Allerdings wird bei dem Überströmventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Außenumfangsoberfläche des Endes des Vorspannelements 60 an der Seite des Ventilelements 50 durch den rohrförmigen Abschnitt 52 abgedeckt. Die Außenumfangsoberfläche des Vorspannelements 60 ist dem Durchlass, der den Abführdurchlass 14 und die Kraftstoffkammer 15 verbindet, nicht gegenüberliegend angeordnet. Somit kontaktiert bei der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Kraftstoffdruck in dem Abführdurchlass 14 gesenkt ist, der Kraftstoff, der aus dem Abführdurchlass 14 hin zu der Kraftstoffkammer 15 strömt, nicht mit der Außenumfangsoberfläche des Vorspannelements 60. Damit kann die Position des Ventilelements 50 stabil sein.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Körper 20 des Überströmventils 1 mit dem Gehäuse 11 der Hochdruckpumpe 10 integral ausgebildet. Damit kann die Anzahl der Teile verringert werden.
Zweite Ausführungsform
Die 6A bis 6C und 7 zeigen ein Überströmventil gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Bei der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich eine Form einer Lochöffnung 26, die auf einer rohrförmigen Innenwand 21 eines Körpers 20 ausgebildet ist, von der bei der ersten Ausführungsform.
Wie in 6A gezeigt wird, ist die Lochöffnung 26 bei der vorliegenden Ausführungsform in einer rechteckigen Form ausgebildet. Die Lochöffnung 26 ist in einer rechteckigen Form ausgebildet, in welcher ihre Längsrichtung parallel zu einer axialen Richtung einer Gleitaußenwand 55 verläuft.
Wie in 6A gezeigt wird, überlappen die Lochöffnung 26 und die Gleitaußenwand 55 in einem Zustand, in welchem ein Sitz 58 eines Ventilelements 50 mit einem Ventilsitz 42 kontaktiert, vollständig miteinander. Somit ist ein Überlappungsbereich Sp, der ein Bereich ist, in welchem die Lochöffnung 26 und die Gleitaußenwand 55 miteinander überlappen, gleich einem Öffnungsbereich So (einem Bereich der Lochöffnung 26). Zu diesem Zeitpunkt ist ein minimaler Durchlassbereich Sf, welcher ein Durchlassbereich zwischen einer Zwischenkammer 104 und einem ersten Loch 25 ist, der minimal ist, gleich „0“.
Wie in 6B gezeigt wird, wird dann, wenn der Sitz 58 des Ventilelements 50 von dem Ventilsitz 42 getrennt ist und das Ventilelement 50 weiter hin zu einem Federsitz 70 bewegt wird, der Überlappungsbereich Sp kleiner als der Öffnungsbereich So. Zu diesem Zeitpunkt ist der minimale Durchlassbereich Sf gleich einer Differenz zwischen dem Öffnungsbereich So und dem Überlappungsbereich Sp.
Wie in 6C gezeigt wird, ist dann, wenn das Ventilelement 50 weiter hin zu dem Federsitz 70 bewegt wird und ein rohrförmiger Abschnitt 52 mit einem Bewegungs-Beschränkungsabschnitt 74 kontaktiert, der Überlappungsbereich Sp gleich „0“. Zu diesem Zeitpunkt ist der minimale Durchlassbereich Sf gleich dem Öffnungsbereich So.
7 zeigt eine Beziehung zwischen einer relativen Position des Ventilelements 50 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21, dem Überlappungsbereich Sp zwischen der Lochöffnung 26 und der Gleitaußenwand 55 und dem minimalen Durchlassbereich Sf zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25.
In 7 gibt eine Position PA die relative Position des Ventilelements 50 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21 in einem Fall an, der in 6A gezeigt wird. Eine Position PB gibt die relative Position des Ventilelements 50 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21 in einem Fall an, der in 6B gezeigt wird. Eine Position PC gibt die relative Position des Ventilelements 50 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21 in einem Fall an, der in 6C gezeigt wird. Der Überlappungsbereich Sp wird durch eine gestrichelte Linie veranschaulicht, und der minimale Durchlassbereich Sfwird durch eine durchgehende Linie veranschaulicht.
Wie in 7 gezeigt wird, ist, wenn das Ventilelement 50 an der Position PA positioniert ist, der minimale Durchlassbereich Sf gleich „0“. Wenn das Ventilelement 50 an der Position PC positioniert ist, ist der minimale Durchlassbereich Sf gleich dem Öffnungsbereich So.
Wie in 7 gezeigt wird, beinhaltet das Ventilelement 50 bei der vorliegenden Ausführungsform, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, in einer beweglichen Spanne in der axialen Richtung zumindest „eine spezifische Spanne, in welcher der Überlappungsbereich Sp, welcher der Bereich ist, in welchem die Lochöffnung 26 und die Gleitaußenwand 55 miteinander überlappen, allmählich kleiner wird und der minimale Durchlassbereich Sf, welcher der Durchlassbereich zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 ist, der minimal ist, mit zunehmender Bewegung des Ventilelements 50 in einer Richtung weg von dem Ventilsitz 40 allmählich größer wird“.
Der minimale Durchlassbereich Sf zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 gemäß der ersten Ausführungsform wird durch eine unterbrochene Linie in 7 veranschaulicht. Bei der spezifischen Spanne wird, wie in 7 gezeigt wird, der minimale Durchlassbereich Sf in Übereinstimmung mit der Veränderung der Position des Ventilelements 50 bei der ersten Ausführungsform kurvenartig (sinuswellenartig) verändert (erhöht), während der minimale Durchlassbereich Sf in Übereinstimmung mit der Veränderung der Position des Ventilelements 50 bei der zweiten Ausführungsform gerade (als eine lineare Funktion) verändert (erhöht) wird. Bei der zweiten Ausführungsform, insbesondere an einer Seite der Position PA in der spezifischen Spanne, ist eine Änderungsrate (Neigung) des minimalen Durchlassbereichs Sf in Übereinstimmung mit der Veränderung der Position des Ventilelements 50 größer als die bei der ersten Ausführungsform. Somit ist es bei der zweiten Ausführungsform verglichen mit der ersten Ausführungsform möglich, zuzulassen, dass der Kraftstoff in der Zwischenkammer 104 schnell zu dem ersten Loch 25 strömt, insbesondere an der Seite der Position PA in der spezifischen Spanne.
Dritte Ausführungsform
Die 8A bis 8C und 9 zeigen ein Überströmventil gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Bei der dritten Ausführungsform unterscheidet sich eine Form einer Lochöffnung 26, die auf einer rohrförmigen Innenwand 21 eines Körpers 20 ausgebildet ist, von der bei der ersten Ausführungsform.
Wie in 8A gezeigt wird, ist die Lochöffnung 26 bei der vorliegenden Ausführungsform in einer dreieckigen Form ausgebildet. Die Lochöffnung 26 ist derart ausgebildet, dass eine der Spitzen des Dreiecks auf einen Ventilsitzabschnitt 40 ausgerichtet ist.
Wie in 8A gezeigt wird, überlappen die Lochöffnung 26 und die Gleitaußenwand 55 in einem Zustand, in welchem ein Sitz 58 eines Ventilelements 50 mit einem Ventilsitz 42 kontaktiert, vollständig miteinander. Somit ist ein Überlappungsbereich Sp, der ein Bereich ist, in welchem die Lochöffnung 26 und die Gleitaußenwand 55 miteinander überlappen, gleich einem Öffnungsbereich So (einem Bereich der Lochöffnung 26). Zu diesem Zeitpunkt ist ein minimaler Durchlassbereich Sf, welcher ein Durchlassbereich zwischen einer Zwischenkammer 104 und einem ersten Loch 25 ist, der minimal ist, gleich „0“.
Wie in 8B gezeigt wird, wird dann, wenn der Sitz 58 des Ventilelements 50 von dem Ventilsitz 42 getrennt ist und das Ventilelement 50 weiter hin zu einem Federsitz 70 bewegt wird, der Überlappungsbereich Sp kleiner als der Öffnungsbereich So. Zu diesem Zeitpunkt ist der minimale Durchlassbereich Sf gleich einer Differenz zwischen dem Öffnungsbereich So und dem Überlappungsbereich Sp.
Wie in 8C gezeigt wird, ist dann, wenn das Ventilelement 50 weiter hin zu dem Federsitz 70 bewegt wird und ein rohrförmiger Abschnitt 52 mit einem Bewegungs-Beschränkungsabschnitt 74 kontaktiert, der Überlappungsbereich Sp gleich „0“. Zu diesem Zeitpunkt ist der minimale Durchlassbereich Sf gleich dem Öffnungsbereich So.
9 zeigt eine Beziehung zwischen einer relativen Position des Ventilelements 50 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21, dem Überlappungsbereich Sp zwischen der Lochöffnung 26 und der Gleitaußenwand 55 und dem minimalen Durchlassbereich Sf zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25.
In 9 gibt eine Position PA die relative Position des Ventilelements 50 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21 in einem Fall an, der in 8A gezeigt wird. Eine Position PB gibt die relative Position des Ventilelements 50 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21 in einem Fall an, der in 8B gezeigt wird. Eine Position PC gibt die relative Position des Ventilelements 50 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21 in einem Fall an, der in 8C gezeigt wird. Der Überlappungsbereich Sp wird durch eine gestrichelte Linie veranschaulicht, und der minimale Durchlassbereich Sf wird durch eine durchgehende Linie veranschaulicht.
Wie in 9 gezeigt wird, ist, wenn das Ventilelement 50 an der Position PA positioniert ist, der minimale Durchlassbereich Sf gleich „0“. Wenn das Ventilelement 50 an der Position PC positioniert ist, ist der minimale Durchlassbereich Sf gleich dem Öffnungsbereich So.
Wie in 9 gezeigt wird, beinhaltet das Ventilelement 50 bei der vorliegenden Ausführungsform, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, in einer beweglichen Spanne in der axialen Richtung zumindest „eine spezifische Spanne, in welcher der Überlappungsbereich Sp, welcher der Bereich ist, in welchem die Lochöffnung 26 und die Gleitaußenwand 55 miteinander überlappen, allmählich kleiner wird und der minimale Durchlassbereich Sf, welcher der Durchlassbereich zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 ist, der minimal ist, mit zunehmender Bewegung des Ventilelements 50 in einer Richtung weg von dem Ventilsitz 40 allmählich größer wird“.
Der minimale Durchlassbereich Sf zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 gemäß der ersten Ausführungsform wird durch eine unterbrochene Linie in 9 veranschaulicht. Bei der spezifischen Spanne wird, wie in 9 gezeigt wird, der minimale Durchlassbereich Sf in Übereinstimmung mit der Veränderung der Position des Ventilelements 50 bei der ersten Ausführungsform kurvenartig (sinuswellenartig) verändert (erhöht), während der minimale Durchlassbereich Sf in Übereinstimmung mit der Veränderung der Position des Ventilelements 50 bei der dritten Ausführungsform kurvenartig (als eine quadratische Funktion) verändert (erhöht) wird. Bei der dritten Ausführungsform, insbesondere an einer Seite der Position PA in der spezifischen Spanne, ist eine Änderungsrate (Neigung) des minimalen Durchlassbereichs Sf in Übereinstimmung mit der Veränderung der Position des Ventilelements 50 kleiner als die bei der ersten Ausführungsform. Somit ist es bei der dritten Ausführungsform verglichen mit der ersten Ausführungsform möglich, einen Ventilöffnungszustand des Ventilelements 50, das einmal geöffnet wird, in einfacher Weise zu halten (d. h., dass das Ventil kaum geschlossen ist).
Vierte Ausführungsform
Die 10A und 10B zeigen ein Überströmventil gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Bei der vierten Ausführungsform unterscheidet sich eine Position einer Lochöffnung 26 (ein erstes Loch 25), die auf einer rohrförmigen Innenwand 21 eines Körpers 20 ausgebildet ist, von der bei der ersten Ausführungsform.
Wie in den 10A und 10B gezeigt wird, sind das erste Loch 25 und die Lochöffnung 26 an einer Position ausgebildet, die verglichen mit denen bei der ersten Ausführungsform näher an einem Ventilsitzabschnitt 40 angeordnet ist. Somit stehen bei der vierten Ausführungsform, wenn ein Sitz 58 mit einem Ventilsitz 42 kontaktiert, eine Zwischenkammer 104 und das erste Loch 25 über die Lochöffnung 26 miteinander in Verbindung.
Als nächstes wird eine Beziehung zwischen einer relativen Position eines Ventilelements 50 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21, einem Überlappungsbereich Sp, welcher ein Bereich ist, in welchem die Lochöffnung 26 und eine Gleitaußenwand 55 miteinander überlappen, und einem minimalen Durchlassbereich Sf, welcher ein Durchlassbereich zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 ist, der bei der vierten Ausführungsform minimal ist, unter Bezugnahme auf die 11A bis 11C und 12 beschrieben werden.
Wie in 11A gezeigt wird, überlappen die Lochöffnung 26 und die Gleitaußenwand 55 in einem Zustand, in welchem der Sitz 58 des Ventilelements 50 mit dem Ventilsitz 42 kontaktiert, teilweise miteinander. Der Überlappungsbereich Sp, der der Bereich ist, in welchem die Lochöffnung 26 und die Gleitaußenwand 55 miteinander überlappen, ist gleich ungefähr einer Hälfte eines Öffnungsbereichs So (einem Bereich der Lochöffnung 26). Zu diesem Zeitpunkt ist ein minimaler Durchlassbereich Sf gleich einer Differenz zwischen dem Öffnungsbereich So und dem Überlappungsbereich Sp.
Wie in 11B gezeigt wird, beträgt, wenn der Sitz 58 des Ventilelements 50 von dem Ventilsitz 42 getrennt ist und das Ventilelement 50 weiter hin zu einem Federsitz 70 bewegt wird, der Überlappungsbereich Sp gleich „0“. Zu diesem Zeitpunkt ist der minimale Durchlassbereich Sf gleich dem Öffnungsbereich So.
Wie in 11C gezeigt wird, ist dann, wenn das Ventilelement 50 weiter hin zu dem Federsitz 70 bewegt wird und ein rohrförmiger Abschnitt 52 mit einem Bewegungs-Beschränkungsabschnitt 74 kontaktiert, der Überlappungsbereich Sp gleich „0“.
12 zeigt die Beziehung zwischen der relativen Position des Ventilelements 50 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21, dem Überlappungsbereich Sp zwischen der Lochöffnung 26 und der Gleitaußenwand 55 und dem minimalen Durchlassbereich Sf zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25.
In 12 gibt eine Position PA die relative Position des Ventilelements 50 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21 in einem Fall an, der in 11A gezeigt wird. Eine Position PB gibt die relative Position des Ventilelements 50 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21 in einem Fall an, der in 11B gezeigt wird. Eine Position PC gibt die relative Position des Ventilelements 50 gegenüber der rohrförmigen Innenwand 21 in einem Fall an, der in 11C gezeigt wird. Der Überlappungsbereich Sp wird durch eine gestrichelte Linie veranschaulicht, und der minimale Durchlassbereich Sf wird durch eine durchgehende Linie veranschaulicht.
Wie in 12 gezeigt wird, ist, wenn das Ventilelement 50 an der Position PA positioniert ist, der minimale Durchlassbereich Sf gleich ungefähr einer Hälfte des Öffnungsbereichs So (der Bereich der Lochöffnung 26). Wenn das Ventilelement 50 an den Positionen PB und PC positioniert ist, ist der minimale Durchlassbereich Sf gleich dem Öffnungsbereich So.
Wie in 12 gezeigt wird, beinhaltet das Ventilelement 50 bei der vorliegenden Ausführungsform in einer beweglichen Spanne in der axialen Richtung zumindest „eine spezifische Spanne, in welcher der Überlappungsbereich Sp, welcher der Bereich ist, in welchem die Lochöffnung 26 und die Gleitaußenwand 55 miteinander überlappen, allmählich kleiner wird und der minimale Durchlassbereich Sf, welcher der Durchlassbereich zwischen der Zwischenkammer 104 und dem ersten Loch 25 ist, der minimal ist, mit zunehmender Bewegung des Ventilelements 50 in einer Richtung weg von dem Ventilsitz 40 allmählich größer wird“.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet das Ventilelement 50 im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform in der beweglichen Spanne in der axialen Richtung „keine Nicht-Verbindungs-Spanne, die eine Spanne ist, in welcher die Zwischenkammer 104 und das erste Loch 25 nicht miteinander in Verbindung stehen“ (siehe 12).
Fünfte Ausführungsform
Die 13A und 13B zeigen ein Überströmventil gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Bei der fünften Ausführungsform unterscheidet sich eine Form eines rohrförmigen Abschnitts 52 eines Ventilelements 50 von dem bei der ersten Ausführungsform.
Bei der fünften Ausführungsform weist das Ventilelement 50 einen konkaven Abschnitt 59 auf. Der konkave Abschnitt 59 ist derart ausgebildet, dass dieser in einer radialen inneren Richtung ausgehend von einer Gleitaußenwand 55 an einer Position ausgespart ist, die einer Lochöffnung 26 in einem Zustand entspricht, in welchem ein Sitz 58 mit einem Ventilsitz 42 kontaktiert (siehe 13A). Somit gleitet ein Außenrand der Lochöffnung 26 nicht auf der Gleitaußenwand 55, bis das Ventilelement 50 an einem vorgegebenen Abstand ausgehend von einem Zustand, in welchem der Sitz 58 mit dem Ventilsitz 42 kontaktiert, in einer Richtung weg von dem Ventilsitzabschnitt 40 bewegt wird. Entsprechend kann ein Verschleiß des Außenrands der Lochöffnung 26 unterbunden werden. Ein Betriebsversagen (Ventilöffnungsversagen) des Ventilelements 50 kann unterbunden werden, weil die Gleitaußenwand 55 des Ventilelements 50 mit dem Außenrand oder einem Innenrand der Lochöffnung 26 verhakt ist.
Erste Bezugsausführungsform
Die 14A und 14B zeigen ein Überströmventil gemäß einer ersten Bezugsausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Bei der ersten Bezugsausführungsform weist ein Körper 20 kein erstes Loch 25 und keine Lochöffnung 26 auf, die bei der ersten Ausführungsform (1A und 1B) beschrieben werden.
Bei der ersten Bezugsausführungsform weist der Körper 20 einen dritten Abschnitt 211 mit großem Durchmesser auf. Der dritte Abschnitt 211 mit großem Durchmesser ist in einer axialen Richtung in der Mitte eines Referenz-Innendurchmesserabschnitts 22 ausgebildet. Der dritte Abschnitt 211 mit großem Durchmesser ist derart aus-gebildet, dass ein Innendurchmesser größer als Innendurchmesser des Referenz-Innendurchmesserabschnitts 22 und ein erster Abschnitt 23 mit großem Durchmesser und kleiner als ein Innendurchmesser eines zweiten Abschnitts 24 mit großem Durchmesser ist.
Das Ventilelement 50 weist eine Kerbe 521 und ein Loch 522 auf. Die Kerbe 521 ist durch Einkerben einer Außenwand eines Abschnitts 53 mit großem Durchmesser eines rohrförmigen Abschnitts 52 an einer Seite eines Abschnitts 54 mit kleinem Durchmesser ebenenartig ausgebildet. Die Kerbe 521 ist derart ausgebildet, dass diese eine Ebene ist, die parallel zu einer Achse des rohrförmigen Abschnitts 52 verläuft. Das heißt, dass bei dem rohrförmigen Abschnitt 52 ein Teil der Außenwand des Abschnitts 53 mit großem Durchmesser ebenenartig gekerbt ist. Somit ist eine Schnittform der Außenwand des Abschnitts 53 mit großem Durchmesser, die eine Kerbe 521, die entlang einer Ebene vorgenommen wurde, die orthogonal zu der Achse des rohrförmigen Abschnitts 52 verläuft, beinhaltet, im Wesentlichen in einer D-Form ausgebildet.
Das Loch 522 ist ausgebildet, um die Außenwand und eine Innenwand des Abschnitts 53 mit großem Durchmesser des rohrförmigen Abschnitts 52 zu verbinden.
Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration stehen, wie in 14B gezeigt wird, wenn das Überströmventil geöffnet ist und der Kraftstoffdruck in einer Zwischenkammer 104 erhöht ist und das Ventilelement 50 in einer Richtung weg von einem Ventilsitzabschnitt 40 bewegt wird, Innenräume der Zwischenkammer 104 und der rohrförmige Abschnitt 52 über einen Raum zwischen der Kerbe 521 und der rohrförmigen Innenwand 21 (den dritten Abschnitt 211 mit großem Durchmesser) und das Loch 522 miteinander in Verbindung. Damit kann der Kraftstoff in einem ersten Raum 101 (einem Abführdurchlass 14) über ein Ventilloch 41, die Zwischenkammer 104, den Raum zwischen der Kerbe 521 und der rohrförmigen Innenwand 21 (dem dritten Abschnitt 211 mit großem Durchmesser), das Loch 522, einen Raum innerhalb eines Federsitzes 70, einen Raum zwischen dem Federsitz 70 und einem Dichtungsabschnitt 80 und einem zweiten Loch 27 hin zu einem zweiten Raum 102 (einer Kraftstoffkammer 15) strömen. Im Ergebnis kann der Kraftstoffdruck in dem Abführdurchlass 14 gesenkt werden.
Zweite Bezugsausführungsform
Die 15A und 15B zeigen ein Überströmventil gemäß einer zweiten Bezugsausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Bei der zweiten Bezugsausführungsform weist ein Körper 20 kein erstes Loch 25 und keine Lochöffnung 26 auf, die bei der ersten Ausführungsform (1A und 1B) beschrieben werden.
Bei der zweiten Bezugsausführungsform weist das Überströmventil einen Stab 61 auf. Der Stab 61 ist in einer Stabform, insbesondere einer langgestreckten rohrförmigen Form, ausgebildet, die aus Metall ausgebildet ist, wie beispielsweise Edelstahl. Der Stab 61 ist derart angeordnet, dass ein Ende an einem Boden 56 eines Ventilelements 50 befestigt ist und ein anderes Ende sich innerhalb eines Lochs 73 eines Bodens 72 eines Federsitzes 70 befindet.
Der Stab 61 ist derart ausgebildet, dass eine Länge in einer axialen Richtung derart eingestellt ist, dass diese im Wesentlichen gleich einem Abstand zwischen einer Endoberfläche des Bodens 56 des Ventilelements 50 an einer Seite des Federsitzes 70 und einer Endoberfläche des Bodens 72 des Federsitzes 70 an einer Seite eines Dichtungsabschnitts 80 in einem Zustand ist, in welchem ein Sitz 58 mit einem Ventilsitz 42 kontaktiert.
Der Stab 61 weist eine Gleitaußenwand 611 und einen Abschnitt 612 mit kleinem Durchmesser auf. Die Gleitaußenwand 611 ist auf einer Außenwand an einer anderen Seite des Stabs 61 ausgebildet. Die Gleitaußenwand 611 ist derart ausgebildet, dass ein Außendurchmesser gleich einem Innendurchmesser des Lochs 73 des Bodens 72 des Federsitzes oder etwas kleiner als der Innendurchmesser des Lochs 73 ist. Damit kann, wenn der Stab 61 zusammen mit dem Ventilelement 50 in der axialen Richtung bewegt wird, die Gleitaußenwand 611 auf eine Innenwand des Lochs 73 des Bodens 72 des Federsitzes 70 gleiten.
Der Abschnitt 612 mit kleinem Durchmesser ist an einer Seite des Ventilelements 50 der Gleitaußenwand 611 des Stabs 61 ausgebildet. Der Abschnitt 612 mit kleinem Durchmesser ist zum Beispiel ausgebildet, indem eine Außenwand des Stabs 61 in einer radialen Richtung hin zu einer Innenseite geschnitten wird.
Das Ventilelement 50 weist ein Loch 561 auf. Das Loch 561 ist ausgebildet, um eine Wandoberfläche des Bodens 56 des Ventilelements 50 an einer Seite des Ventilsitzabschnitts 40 und eine Wandoberfläche des Bodens 56 des Ventilelements 50 an einer Seite des Federsitzes 70 zu verbinden.
Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann, wie in 15B gezeigt wird, wenn das Überströmventil geöffnet ist und der Kraftstoffdruck in einer Zwischenkammer 104 erhöht ist und das Ventilelement 50 in der Richtung weg von dem Ventilsitzabschnitt 40 bewegt wird, der Kraftstoff in einem ersten Raum 101 (einem Abführdurchlass 14) über ein Ventilloch 41, die Zwischenkammer 104, das Loch 561, einen Raum innerhalb eines rohrförmigen Abschnitts 52, einen Raum innerhalb eines rohrförmigen Abschnitts 71, einen Raum zwischen dem Loch 73 und dem Abschnitt 612 mit kleinem Durchmesser, einen Raum zwischen dem Federsitz 70 und dem Dichtungsabschnitt 80 und ein zweites Loch 27 hin zu einem zweiten Raum 102 (einer Kraftstoffkammer 15) strömen. Im Ergebnis kann der Kraftstoffdruck in dem Abfahrdurchlass 14 gesenkt werden.
Dritte Bezugsausführungsform
Die 16A und 16B zeigen ein Überströmventil gemäß einer dritten Bezugsausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Bei der dritten Bezugsausführungsform weist ein Körper 20 kein erstes Loch 25 und keine Lochöffnung 26 auf, die bei der ersten Ausführungsform (1A und 1B) beschrieben werden.
Bei der dritten Bezugsausführungsform weist das Überströmventil einen Stift 63 auf. Der Stift 63 ist in einer Stabform, insbesondere einer langgestreckten konischen Form, ausgebildet, die aus Metall ausgebildet ist, wie beispielsweise Edelstahl. Ein Ende, das einen großen Außendurchmesser des Stifts 63 aufweist, ist an einem Ventilsitzabschnitt 40 befestigt.
Ein Ventilelement 50 weist ein Loch 561 auf. Das Loch 561 ist ausgebildet, um eine Wandoberfläche eines Bodens 56 des Ventilelements 50 an einer Seite des Ventilsitzabschnitts 40 und eine Wandoberfläche des Bodens 56 des Ventilelements 50 an einer Seite eines Federsitzes 70 zu verbinden.
Der Stift 63 ist derart angeordnet, dass ein anderes Ende mit einem kleinen Außendurchmesser sich in einem Zustand, in welchem ein Sitz 58 mit einem Ventilsitz 42 kontaktiert, innerhalb des Lochs 561 des Ventilelements 50 befindet. Zu diesem Zeitpunkt ist das Loch 561 durch den Stift 63 geschlossen. Das heißt, dass eine Außenwand des Stifts 63 und eine Innenwand des Lochs 561 miteinander kontaktieren. Andererseits sind, wenn sich das Ventilelement 50 in einer Richtung weg von dem Ventilsitzabschnitt 40 bewegt, die Außenwand des Stifts 63 und die Innenwand des Lochs 561 getrennt (siehe 16B).
Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann, wie in 16B gezeigt wird, wenn das Überströmventil geöffnet ist und der Kraftstoffdruck in einer Zwischenkammer 104 erhöht ist und das Ventilelement 50 in der Richtung weg von dem Ventilsitzabschnitt 40 bewegt wird, der Kraftstoff in einem ersten Raum 101 (einem Abführdurchlass 14) über ein Ventilloch 41, die Zwischenkammer 104, das Loch 561, einen Raum innerhalb eines rohrförmigen Abschnitts 52, einen Raum innerhalb eines rohrförmigen Abschnitts 71, ein Loch 73, einen Raum zwischen dem Federsitz 70 und einem Dichtungsabschnitt 80 und ein zweites Loch 27 hin zu einem zweiten Raum 102 (einer Kraftstoffkammer 15) strömen. Im Ergebnis kann der Kraftstoffdruck in dem Abfahrdurchlass 14 gesenkt werden.
Vierte Bezugsausführungsform
Die 17A und 17B zeigen ein Überströmventil gemäß einer vierten Bezugsausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Bei der vierten Bezugsausführungsform weist ein Körper 20 kein erstes Loch 25 und keine Lochöffnung 26 auf, die bei der ersten Ausführungsform (1A und 1B) beschrieben werden.
Bei der vierten Ausführungsform weist der Körper 20 einen spitz zulaufenden Abschnitt 212 auf. Der spitz zulaufende Abschnitt 212 ist in einer axialen Richtung in der Mitte eines Referenz-Innendurchmesserabschnitts 22 ausgebildet. Der spitz zulaufende Abschnitt 212 ist in einer spitz zulaufenden Form ausgebildet, in welcher ein Innendurchmesser ausgehend von einem Ventilsitzabschnitt 40 hin zu einem Federsitz 70 erhöht ist.
Eine Gleitaußenwand 55 kann auf den Referenz-Innendurchmesserabschnitt 22 des spitz zulaufenden Abschnitts 212 an einer Seite des Ventilsitzabschnitts 40 gleiten.
Ein Ventilelement 50 weist ein Loch 522 auf. Das Loch 522 ist ausgebildet, um eine Außenwand und eine Innenwand eines Abschnitts 53 mit großem Durchmesser eines rohrförmigen Abschnitts 52 zu verbinden.
Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration stehen, wie in 17B gezeigt wird, wenn das Überströmventil geöffnet ist und der Kraftstoffdruck in einer Zwischenkammer 104 erhöht ist und das Ventilelement 50 in der Richtung weg von dem Ventilsitzabschnitt 40 bewegt wird, ein Innenraum der Zwischenkammer 104 und ein Innenraum des rohrförmigen Abschnitts 52 über einen Raum zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 52 und einer rohrförmigen Innenwand 21 (den spitz zulaufenden Abschnitt 212) und das Loch 522 miteinander in Verbindung. Damit kann der Kraftstoff in einem ersten Raum 101 (einem Abführdurchlass 14) über ein Ventilloch 41, die Zwischenkammer 104, den Raum zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 52 und der rohrförmigen Innenwand 21 (dem spitz zulaufenden Abschnitt 212), das Loch 522, einen Raum innerhalb des Federsitzes 70, einen Raum zwischen dem Federsitz 70 und einem Dichtungsabschnitt 80 und einem zweiten Loch 27 hin zu einem zweiten Raum 102 (einer Kraftstoffkammer 15) strömen. Im Ergebnis kann der Kraftstoffdruck in dem Abfuhrdurchlass 14 gesenkt werden.
Fünfte Bezugsausführungsform
Die 18A und 18B zeigen ein Überströmventil gemäß einer fünften Bezugsausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Bei der fünften Bezugsausführungsform ist eine Lochöffnung 26 eines ersten Lochs 25 auf einem Abschnitt 23 mit großem Durchmesser ausgebildet. Somit stehen eine Zwischenkammer 104 und das erste Loch 25 in einem Zustand, in welchem ein Sitz 58 mit einem Ventilsitz 42 kontaktiert, miteinander in Verbindung.
Bei der fünften Ausführungsform ist das Überströmventil mit einem Blattventil 65 vorgesehen. Das Blattventil 65 ist aus einer dünnen Metallplatte ausgebildet, wie beispielsweise Edelstahl. Das Blattventil 65 ist derart angeordnet, dass dieses eine Öffnung des ersten Lochs 25 an einer Seite einer Kraftstoffkammer 15 schließt. Ein Außenrand des Blattventils 65 ist zum Beispiel mittels Schweißen an einem Teil befestigt, das durch einen vorgegebenen Abstand von der Öffnung des ersten Lochs 25 einer Innenwand eines Gehäuses 11 getrennt ist, das die Kraftstoffkammer 15 ausbildet. In dem Blattventil 65 kann ein Teil gegenüber dem Teil, das an der Innenwand des Gehäuses 11 befestigt ist, elastisch verformt sein, um so von der Öffnung des ersten Lochs 25 entfernt angeordnet zu sein.
Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist, wie in 18B gezeigt wird, wenn das Überströmventil geöffnet ist, der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 104 erhöht und ein Ventilelement 50 wird in einer Richtung weg von einem Ventilsitzabschnitt 40 bewegt, und der Kraftstoffdruck in dem ersten Loch 25 ist erhöht und das Blattventil 65 wird geöffnet, indem dieses von der Öffnung des ersten Lochs 25 entfernt angeordnet ist. Damit kann der Kraftstoff in einem ersten Raum 101 (einem Abführdurchlass 14) über ein Ventilloch 41, die Zwischenkammer 104 und das erste Loch 25 hin zu einem zweiten Raum 102 (einer Kraftstoffkammer 15) strömen. Im Ergebnis kann der Kraftstoffdruck in dem Abführdurchlass 14 gesenkt werden.
Sechste Bezugsausführungsform
Die 19A und 19B zeigen ein Überströmventil gemäß einer sechsten Bezugsausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Bei der sechsten Bezugsausführungsform weist der Körper 20 anstatt des ersten Abschnitts 23 mit großem Durchmesser, der bei der ersten Ausführungsform (1A und 1B) gezeigt wird, einen Abschnitt 213 mit kleinem Durchmesser auf. Der Abschnitt 213 mit kleinem Durchmesser ist in einer rohrförmigen Form ausgebildet, die einen Innendurchmesser aufweist, der kleiner ist als ein Innendurchmesser eines Referenz-Innendurchmesserabschnitts 22 einer rohrförmigen Innenwand 21. Der Abschnitt 213 mit kleinem Durchmesser ist an einer Seite eines Ventilsitzabschnitts 40 des Referenz-Innendurchmesserabschnitts 22 ausgebildet. Eine Lochöffnung 26 eines ersten Lochs 25 ist an einer Seite des Abschnitts 213 mit kleinem Durchmesser des Referenz-Innendurchmesserabschnitts 22 ausgebildet.
Bei dem Abschnitt 213 mit kleinem Durchmesser ist der Innendurchmesser derart eingestellt, dass dieser im Wesentlichen der gleiche ist wie ein Außendurchmesser eines Abschnitts 54 mit kleinem Durchmesser eines Ventilelements 50 oder etwas größer als der Außendurchmesser des Abschnitts 54 mit kleinem Durchmesser. Damit kann eine Außenwand des Abschnitts 54 mit kleinem Durchmesser auf eine Innenwand des Abschnitts 213 mit kleinem Durchmesser gleiten. Eine Außenwand eines Abschnitts 53 mit großem Durchmesser des Ventilelements 50 kann auf den Referenz-Innendurchmesserabschnitt 22 gleiten.
In einem Zustand, in welchem ein Sitz 58 mit einem Ventilsitz 42 kontaktiert, ist ein ringförmiger Raum 105 zwischen dem Abschnitt 54 mit kleinem Durchmesser des Ventilelements 50 und dem Referenz-Innendurchmesserabschnitt 22 des Körpers 20 ausgebildet. Zu diesem Zeitpunkt stehen der ringförmige Raum 105 und eine Zwischenkammer 104 nicht miteinander in Verbindung, während der ringförmige Raum 105 und ein erstes Loch 25 miteinander in Verbindung stehen.
Wenn das Ventilelement 50 in einer Richtung weg von dem Ventilsitzabschnitt 40 bewegt wird, stehen die Zwischenkammer 104 und der ringförmige Raum 105 miteinander in Verbindung (siehe 19B).
Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration stehen dann, wie in 19B gezeigt wird, wenn das Überströmventil geöffnet ist, der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 104 erhöht ist und das Ventilelement 50 in einer Richtung weg von dem Ventilsitzabschnitt 40 bewegt wird, die Zwischenkammer 104 und der ringförmige Raum 105 miteinander in Verbindung. Damit kann der Kraftstoff in einem ersten Raum 101 (einem Abführdurchlass 14) über ein Ventilloch 41, die Zwischenkammer 104, den ringförmigen Raum 105 und das erste Loch 25 hin zu einem zweiten Raum 102 (einer Kraftstoffkammer 15) strömen. Im Ergebnis kann der Kraftstoffdruck in dem Abfahrdurchlass 14 gesenkt werden.
Bei der sechsten Bezugsausführungsform gleitet ein Außenrand der Lochöffnung 26 weder auf die Außenwand (die Gleitaußenwand 55) des Abschnitts 53 mit gro-ßem Durchmesser noch die Außenwand des Abschnitts 54 mit kleinem Durchmesser. Somit kann ein Verschleiß des Außenrands der Lochöffnung 26 unterbunden werden. Ein Betriebsversagen (Ventilöffnungsversagen) des Ventilelements 50 kann unterbunden werden, weil die Außenwand des Abschnitts 53 mit großem Durchmesser (die Gleitaußenwand 55) oder die Außenwand des Abschnitts 54 mit kleinem Durchmesser mit dem Außenrand oder einem Innenrand der Lochöffnung 26 verhakt ist.
Andere Ausführungsformen
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können der Körper und der Ventilsitzabschnitt als entsprechende Elemente getrennt ausgebildet sein.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird als ein Beispiel eine Konfiguration beschrieben, bei welcher die Schraubendruckfeder, die als das Vorspannelement ausgebildet ist, zwischen dem Ventilelement und dem Federsitz angeordnet ist, um das Ventilelement hin zu dem Ventilsitz vorzuspannen. Allerdings kann bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zum Beispiel das Vorspannelement, das aus einer Plattenfeder oder dergleichen ausgebildet ist, zwischen dem Ventilelement und dem Körper angeordnet sein, um das Ventilelement hin zu dem Ventilsitz vorzuspannen.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird als ein Beispiel eine Konfiguration beschrieben, bei welcher dann, wenn der Bewegungs-Beschränkungsabschnitt die Bewegung des Ventilelements hin zu dem Federsitz einschränkt, d. h., dass das Ventilelement und der Bewegungs-Beschränkungsabschnitt (der Federsitz) miteinander kontaktieren, der Überlappungsbereich zwischen der Lochöffnung und der Gleitaußenwand gleich „0“ ist, und der minimale Durchlassbereich zwischen der Zwischenkammer und dem Loch gleich dem Bereich der Lochöffnung ist. Allerdings kann bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wenn der Bewegungs-Beschränkungsabschnitt die Bewegung des Ventilelements hin zu dem Federsitz einschränkt, der Überlappungsbereich zwischen der Lochöffnung und die Gleitaußenwand derart eingestellt sein, dass dieser mehr als „0“ und weniger als den Bereich der Lochöffnung beträgt, und der minimale Durchlassbereich zwischen der Zwischenkammer und dem Loch kann derart eingestellt sein, dass dieser mehr als „0“ und weniger als der Bereich der Lochöffnung beträgt. Diese Konfiguration kann erhalten werden, indem die Position des Bewegungs-Beschränkungsabschnitts (der Federsitz) bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen geeignet hin zu dem Ventilsitzabschnitt verändert wird und indem die Position des Bewegungs-Beschränkungsabschnitts befestigt wird. Auf diese Weise kann durch Einstellen der Position des Ventilelements, das durch den Bewegungs-Beschränkungsabschnitt eingeschränkt werden kann, der maximale Wert des minimalen Durchlassbereichs zwischen der Zwischenkammer und dem Loch derart eingestellt werden, dass dieser weniger beträgt als der Bereich der Lochöffnung.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird als ein Beispiel eine Konfiguration beschrieben, bei welcher der Bewegungs-Beschränkungsabschnitt und der Federsitz integral ausgebildet sind. Allerdings kann der Bewegungs-Beschränkungsabschnitt bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung als ein anderes Element von dem Federsitz getrennt ausgebildet sein. Der Bewegungs-Beschränkungsabschnitt kann mit dem Körper integral ausgebildet sein. Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das Überströmventil auch nicht mit dem Bewegungs-Beschränkungsabschnitt vorgesehen sein.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine Form der Lochöffnung nicht auf einen perfekten Kreis, ein Rechteck oder ein Dreieck beschränkt, und die Form der Lochöffnung kann in einer beliebigen Form wie beispielsweise einer ovalen Form und einer polygonalen Form mit fünf oder mehr Ecken ausgebildet sein. In einem beliebigen Fall, bei welchem die Form der Lochöffnung auf eine beliebigen Form eingestellt ist, wird der Überlappungsbereich zwischen der Lochöffnung und der Gleitaußenwand allmählich kleiner und der minimale Durchlassbereich zwischen der Zwischenkammer und dem Loch wird mit zunehmender Bewegung der Kante der Gleitaußenwand an der Seite des Ventilsitzabschnitts hin zu dem Federsitz auf der Lochöffnung allmählich größer.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird als ein Beispiel eine Konfiguration beschrieben, bei welcher das Überströmventil derart in der Hochdruckpumpe angeordnet ist, dass das Ende des Ventillochs gegenüber der Zwischenkammer mit dem Abführdurchlass verbunden ist und das Ende des Lochs (das erste Loch 25) gegenüber der Zwischenkammer 104 mit der Kraftstoffkammer 15 verbunden ist. Allerdings kann das Überströmventil bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung derart in der Hochdruckpumpe angeordnet sein, dass das Ventilloch mit dem Abführdurchlass verbunden ist und das Loch (das erste Loch 25) mit der Druckbeaufschlagungskammer 12 (einem Raum zwischen dem Ansaugventil 16 und dem Abführventil 17) verbunden ist.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird als ein Beispiel eine Konfiguration beschrieben, bei welcher der Körper des Überströmventils mit dem Gehäuse der Hochdruckpumpe integral ausgebildet ist. Allerdings kann der Körper des Überströmventils bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung als ein anderes Element von dem Gehäuse der Hochdruckpumpe getrennt ausgebildet sein. Das Überströmventil kann unabhängig an einer von dem Gehäuse entfernten Position angeordnet sein.
Das Überströmventil kann derart ausgebildet sein, dass das Ventilloch mit einem Raum verbunden ist, welcher mit dem Abführdurchlass wie beispielsweise einem Raum in dem Rohr 5, einem Raum in dem Kraftstoffverteiler 6 und dergleichen in Verbindung steht. Das Überströmventil kann derart ausgebildet sein, dass das Loch (das erste Loch 25) mit einem Raum in dem Ansaugdurchlass oder dem Raum verbunden ist, welcher mit dem Abführdurchlass wie beispielsweise einem Raum in dem Rohr 4 und einem Raum in dem Kraftstofftank 2 in Verbindung steht. Das Überströmventil kann derart ausgebildet sein, dass das Loch (das erste Loch 25) mit einem Raum an einer Atmosphärenseite verbunden ist, d. h. mit der Atmosphäre verbunden ist. In diesem Fall entspricht der Raum an der atmosphärischen Seite „dem zweiten Raum“.
Das Überströmventil der vorliegenden Offenbarung ist nicht darauf beschränkt, bei der Hochdruckpumpe des Fahrzeugs angewendet zu werden, und daher kann das Überströmventil der vorliegenden Offenbarung bei anderen Vorrichtungen angewendet werden, solange das Ventilloch mit einem Raum verbunden ist, in welchem der Fluiddruck hoch ist.
Auf diese Weise ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und daher kann die vorliegende Offenbarung durch verschiedene Konfigurationen ausgeführt werden, die in dem Umfang des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.

Claims

Hochdruckpumpe, aufweisend: ein Überströmventil (1), das mit einem ersten Raum (101) und einem zweiten Raum (102), der sich von dem ersten Raum unterscheidet und dazu in der Lage ist, einen Fluiddruck in dem ersten Raum zu senken, verbunden ist, wobei das Überströmventil beinhaltet: einen Körper (20) mit einer rohrförmigen Innenwand (21), die als eine Innenwand in einer rohrförmigen Form ausgebildet ist, ein Loch (25), das ausgebildet ist, um einen Innenraum (103), der als ein Raum innerhalb der rohrförmigen Innenwand ausgebildet ist, und den zweiten Raum zu verbinden, und eine Lochöffnung (26), die als eine Öffnung des Lochs ausgebildet ist, das auf der rohrförmigen Innenwand ausgebildet ist; einen Ventilsitzabschnitt (40), der ausgebildet ist, um ein Ende der rohrförmigen Innenwand zu schließen, wobei der Ventilsitzabschnitt (40) ein Ventilloch (41), das ausgebildet ist, um den Innenraum und den ersten Raum zu verbinden, und einen Ventilsitz (42), der in einer Ringform ausgebildet und an einer äußeren Seite in einer radialen Richtung eines Endes des Ventillochs an einer Seite des Innenraums angeordnet ist, aufweist; ein Ventilelement (50), das einen Ventilkörper (51) beinhaltet, der auf eine reziproke Weise in einer axialen Richtung in dem Körper angeordnet ist, eine Gleitaußenwand (55), die eine Außenwand ist, die zwischen der Außenwand des Ventilkörpers auf die rohrförmige Innenwand gleiten soll, und einen Sitz (58), der im Hinblick auf den Ventilkörper an einer Seite des Ventilsitzes ausgebildet ist und mit dem Ventilsitz kontaktierbar ist, wobei das Ventilelement (50), das zwischen der rohrförmigen Innenwand und dem Ventilsitzabschnitt eine Zwischenkammer (104) ausbildet, deren Volumen in Übereinstimmung mit einer Position des Ventilkörpers in der axialen Richtung gegenüber der rohrförmigen Innenwand verändert wird, und die mit dem Ventilloch und dem Loch in Verbindung steht, wobei das Ventilelement (50) das Ventilloch mit der Zwischenkammer in Verbindung setzt, wenn der Sitz von dem Ventilsitz getrennt ist, und wobei das Ventilelement (50) das Ventilloch und die Zwischenkammer trennt, wenn der Sitz mit dem Ventilsitz kontaktiert; und ein Vorspannelement (60), welches das Ventilelement hin zu dem Ventilsitzabschnitt vorspannt, wobei die Hochdruckpumpe ferner ein Gehäuse (11), das eine Druckbeaufschlagungskammer (12) beinhaltet, die Kraftstoff ansaugt und den Kraftstoff mit Druck beaufschlagt, einen Ansaugdurchlass (13), in welchem der Kraftstoff strömt, der in die Druckbeaufschlagungskammer angesaugt wird, und einen Abführdurchlass (14), in welchem der Kraftstoff strömt, der in der Druckbeaufschlagungskammer mit Druck beaufschlagt und aus der Druckbeaufschlagungskammer abgeführt wird, aufweist, wobei das Ventilelement in einer beweglichen Spanne in der axialen Richtung zumindest „eine spezifische Spanne, in welcher ein Überlappungsbereich (Sp), der ein Bereich ist, in welchem die Lochöffnung und die Gleitaußenwand miteinander überlappen, allmählich kleiner wird und ein minimaler Durchlassbereich (Sf), der ein Durchlassbereich zwischen der Zwischenkammer und dem Loch ist, der minimal ist, mit zunehmender Bewegung des Ventilelements in einer Richtung weg von dem Ventilsitz allmählich größer wird“ beinhaltet, der erste Raum als ein Raum in dem Abführdurchlass oder ein Raum, der mit dem Abführdurchlass in Verbindung steht, ausgebildet ist; und der zweite Raum als ein Raum in dem Ansaugdurchlass oder ein Raum (15), der mit dem Ansaugdurchlass an einer Seite gegenüber der Druckbeaufschlagungskammer in Verbindung steht, ausgebildet ist; und einen Bewegungs-Beschränkungsabschnitt (74), der konfiguriert ist, um das Ventilelement, das sich in einer Richtung weg von dem Ventilsitzabschnitt bewegt, einzuschränken.
Hochdruckpumpe gemäß Anspruch 1, wobei die Zwischenkammer und das Loch nicht miteinander in Verbindung stehen, wenn der Sitz mit dem Ventilsitz kontaktiert.
Hochdruckpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Ventilelement einen konkaven Abschnitt (59) beinhaltet, der derart ausgebildet ist, dass dieser ausgehend von der Gleitaußenwand an einer Position, die der Lochöffnung in einem Zustand entspricht, in welchem der Sitz mit dem Ventilsitz kontaktiert, in einer radialen inneren Richtung ausgespart ist.
Hochdruckpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lochöffnung als ein Kreis, ein Rechteck oder ein Dreieck ausgebildet ist.