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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG(EN)
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Die vorliegende Anmeldung ist eine Fortsetzung der Anmeldung Nr. PCT/
KR2016/015443 , die am 29. Dezember 2016 eingereicht wurde und die auf der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0189975 , die am 30. Dezember 2015 beim Koreanischen Patentamt eingereicht wurde und deren Offenbarung in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme in das vorliegende Dokument aufgenommen ist, beruht und deren Priorität beansprucht.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hochdruckpumpe für komplexe Einspritzmotoren, und insbesondere auf eine Hochdruckpumpe für komplexe Einspritzmotoren, bei denen die Saugrohreinspritzung (PFI - port fuel injection) und die Benzindirekteinspritzung (GDI - gasoline direct injection) kombiniert werden.
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STAND DER TECHNIK
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Allgemein wird eine Kraftstoffeinspritzung bei Fahrzeugmotoren in PFI und GDI unterteilt. Die PFI ist ein Einspritzverfahren, das hauptsächlich bei Benzinmotoren verwendet wird, und ist ein Einspritzverfahren, das Kraftstoff mit geringem Druck in einen Einlasskanal einspritzt, um das Innere eines Zylinders mit einem Mischgas, das Luft umfasst, zu versorgen. Die GDI ist ein Einspritzverfahren, das hauptsächlich bei Dieselmotoren verwendet wird, und ist ein Einspritzverfahren, das mit hohem Druck beaufschlagten Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt. Hiernach wird ein Motor, der die PFI verwendet, als PFI-Motor bezeichnet, und ein Motor, der die GDI verwendet, wird als GDI-Motor bezeichnet.
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Bei einer Teillast spritzt der GDI-Motor Kraftstoff in einem letzten Stadium eines Verdichtungshubs ein und zündet somit aufgrund einer Schichtladeverbrennung ohne Weiteres sogar bei einem äußerst gasarmen Luft/Kraftstoff-Verhältnis, was ermöglicht, dass ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis um eine Zündkerze herum ausreichend ist. Bei einer hohen Last spritzt der GDI-Motor in einem Anfangsstadium eines Ansaugtaktes Kraftstoff ein und kühlt somit Ansaugluft durch ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis für eine vollständige Verbrennung, wodurch die Befüllungseffizienz verbessert wird. Der GDI-Motor spritzt Kraftstoff direkt in einen Zylinder ein und verringert somit ein Wandbenetzungsphänomen, bei dem Kraftstoff an einer Wand eines Einlasskanals adsorbiert wird.
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Trotz derartiger Vorteile spritzt der GDI-Motor Kraftstoff in einem Ansaugtaktabschnitt in einen Zylinder ein, und somit weist der GDI-Motor ein schlechteres Homogenisierungsverhalten auf als ein herkömmlicher PFI-Motor. Demgemäß wurde bei Bezinmotoren ein komplexer Einspritzmotor entwickelt, bei dem die PFI und die GDI kombiniert sind.
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Wie oben beschrieben wurde, wird, da der PFI-Motor ein Verfahren eines Einspritzens von Kraftstoff mit geringem Druck in einen Einlasskanal verwendet, bei einem Kraftstoffzufuhrsystem, das auf dem PFI-Motor beruht, Niederdruckkraftstoff, zu dem Kraftstoff, der in einem Kraftstofftank gespeichert ist, modifiziert wird, zu einem Niederdruckeinspritzer transportiert, der den Niederdruckkraftstoff in den Einlasskanal einspritzt, und somit ist es erforderlich, dass eine Niederdruckkraftstoffzufuhrleitung entwickelt wird, die den Niederdruckkraftstoff zu dem Niederdruckeinspritzer transportiert. Da der GDI-Motor außerdem ein Verfahren eines Einspritzens eines Hochdruckkraftstoffs in einen Zylinder verwendet, wird Hochdruckkraftstoff, zu dem Kraftstoff, der in einem Kraftstofftank gespeichert ist, modifiziert wird, zu einem Hochdruckeinspritzer transportiert, der den Hochdruckkraftstoff in den Zylinder einspritzt, und somit muss eine Hochdruckkraftstoffzufuhrleitung entwickelt werden, die den Hochdruckkraftstoff zu dem Zylinder transportiert. Deshalb sollten bei einem Kraftstoffzufuhrsystem der verwandten Technik für komplexe Einspritzmotoren, bei denen die PFI und die GDI kombiniert sind, die Niederdruckkraftstoffzufuhrleitung und die Hochdruckkraftstoffzufuhrleitung gleichzeitig konzipiert werden, und aus diesem Grund sind Entwürfe aller Kraftstoffzufuhrleitungen komplex.
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KURZDARSTELLUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Hochdruckpumpe für komplexe Einspritzmotoren bereitzustellen, bei der ein Teil einer Niederdruckkraftstoffzufuhrleitung in einer Hochdruckpumpe konzipiert ist, die einen Teil einer Hochdruckkraftstoffzufuhrleitung konfiguriert, wodurch ermöglicht wird, dass Kraftstoffzufuhrleitungen auf vereinfachte Weise konzipiert werden.
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Demgemäß kann bei einer Hochdruckpumpe für komplexe Einspritzmotoren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, die eine Druckeinheit, die einen Niederdruckkraftstoff, der von einem Niederdruckkraftstoffeinlass einströmt, mit Druck beaufschlagt, um einen Hochdruckkraftstoff zu erzeugen, einen Dämpfer, der eine Pulsation dämpft, die erzeugt wird, wenn der Niederdruckkraftstoff mit dem Druck beaufschlagt wird, und einen Hochdruckkraftstoffauslass, durch den der Hochdruckkraftstoff, der erhalten wird, indem die Druckeinheit den Niederdruckkraftstoff mit Druck beaufschlagt, zu einem Hochdruckkraftstoffzuteiler ausgebracht wird, umfasst, ein Körper der Hochdruckpumpe folgende Merkmale umfassen: einen ersten Strömungsweg, der den Niederdruckkraftstoff, der durch den Niederdruckkraftstoffeinlass einströmt, transportiert; eine Niederdruckkraftstoffspeicherkammer, die in einem unteren Teil des Körpers angeordnet ist, um den von dem ersten Strömungsweg transportierten Niederdruckkraftstoff zu speichern; einen zweiten Strömungsweg, der den in der Niederdruckkraftstoffspeicherkammer gespeicherten Niederdruckkraftstoff transportiert; ein Strömungssteuerventil, das über der Niederdruckkraftstoffspeicherkammer angeordnet ist, um den Niederdruckkraftstoff, der durch den zweiten Strömungsweg transportiert wird, auf der Basis eines Öffnungs- oder Schließvorgangs zu der Druckeinheit oder dem in einem oberen Teil des Körpers angeordneten Dämpfer auszubringen; und einen Niederdruckkraftstoffauslass, der den Niederdruckkraftstoff, der durch den Dämpfer transportiert wird, zu einem Niederdruckkraftstoffzuteiler ausbringt.
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Bei einer Hochdruckpumpe für komplexe Einspritzmotoren gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Körper der Hochdruckpumpe folgende Merkmale umfassen: einen Dämpfer, dem der Niederdruckkraftstoff durch den Niederdruckkraftstoffeinlass zugeführt wird; ein Strömungssteuerventil, das unter dem Dämpfer angeordnet ist, um den durch den Dämpfer hindurch transportierten Niederdruckkraftstoff auf der Basis eines Öffnungs- oder Schließvorgangs zu der Druckeinheit oder einem ersten Strömungsweg auszubringen; eine Niederdruckkraftstoffspeicherkammer, die in einem unteren Teil des Körpers angeordnet ist, um den von dem ersten Strömungsweg transportierten Niederdruckkraftstoff zu speichern; einen zweiten Strömungsweg, der den in der Niederdruckkraftstoffspeicherkammer gespeicherten Niederdruckkraftstoff transportiert; und einen Niederdruckkraftstoffauslass, der den Niederdruckkraftstoff, der durch den zweiten Strömungsweg transportiert wird, zu einem Niederdruckkraftstoffzuteiler ausbringt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Niederdruckkraftstoffzufuhrleitung in einer Hochdruckpumpe vorgesehen, und somit können Kraftstoffzufuhrleitungen bei einem Kraftstoffsystem für komplexe Einspritzmotoren auf vereinfachte Weise konzipiert werden.
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Figurenliste
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Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu sehen ist, näher hervor:
- 1 ist ein Blockdiagramm eines Kraftstoffsystems für komplexe Einspritzmotoren gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Gesamterscheinungsbild einer in 1 veranschaulichten Hochdruckpumpe gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
- 3 ist eine Draufsicht, wenn die in 2 veranschaulichte Hochdruckpumpe von oben betrachtet wird, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer in 3 veranschaulichten Linie A-A' gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 5 ist eine Querschnittsansicht entlang einer in 3 veranschaulichten Linie B-B' gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 6 ist eine dreidimensionale Querschnittsansicht entlang einer in 3 veranschaulichten Linie A-B' gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 7 ist ein Flussdiagramm, das einen Kraftstoffstrom eines Niederdruckkraftstoffs in einer Hochdruckpumpe gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
- 8 ist ein Flussdiagramm, das einen Kraftstoffstrom eines Niederdruckkraftstoffs in einer Hochdruckpumpe gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug...“ oder ein anderer, ähnlicher Begriff, wie er hierin verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen einschließt, beispielsweise Personenkraftfahrzeuge, einschließlich Geländewagen (SUV, sports utility vehicles), Busse, Lastwagen, diverse gewerbliche Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Verbrennungsfahrzeuge, aufladbare Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativem Kraftstoff (z. B. Kraftstoffen, die aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden).
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Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck, bestimmte Ausführungsbeispiele zu beschreiben, und soll die Erfindung nicht einschränken. Gemäß der Verwendung hierin sollen die Singularformen „ein“, „eine“, „einer“ und „der“, „die“ und „das“ auch die Pluralformen umfassen, es sei denn, der Kontext gibt eindeutig etwas anderes vor. Ferner wird man verstehen, dass die Begriffe „aufweist“ und/oder „aufweisen“, wenn sie in dieser Spezifikation verwendet werden, das Vorliegen aufgeführter Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten angeben, jedoch das Vorhandensein oder die Hinzufügung eines bzw. einer oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen derselben nicht von vorneherein ausschließen. Gemäß der Verwendung hierin umfasst der Begriff „und/oder“ jegliche und sämtliche Kombinationen eines oder mehrerer der zugeordneten aufgeführten Posten.
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Wenn es nicht spezifisch angegeben ist oder sich aus dem Kontext ergibt, wird der Begriff „etwa“ gemäß seiner Verwendung hierin so verstanden, dass er innerhalb einer Bandbreite einer in der Technik normalen Toleranz liegt, beispielsweise innerhalb von 2 Standardabweichungen vom Mittelwert. „Etwa“ kann als innerhalb von 10 %, 9 %, 8 %, 7 %, 6 %, 5 %, 4 %, 3 %, 2 %, 1 %, 0,5 %, 0,1 %, 0,05 % oder 0,01 % des angegebenen Werts liegend verstanden werden. Wenn es nicht ansonsten aus dem Kontext deutlich wird, werden alle hierin bereitgestellten nummerischen Werte durch den Begriff „etwa“ modifiziert.
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Obwohl ein exemplarisches Ausführungsbeispiel dahin gehend beschrieben wird, dass es eine Mehrzahl von Einheiten verwendet, um den exemplarischen Prozess durchzuführen, versteht es sich, dass die exemplarischen Prozesse auch durch eines oder eine Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden können. Außerdem versteht es sich, dass der Begriff Steuerung/Steuerungseinheit sich auf eine Hardwarevorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist dazu konfiguriert, die Module zu speichern, und der Prozessor ist speziell dazu konfiguriert, diese Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse, die nachstehend näher beschrieben werden, durchzuführen.
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Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung und Implementierungsverfahren derselben werden durch folgende exemplarische Ausführungsbeispiele, die unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben sind, verdeutlicht. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in anderen Formen verkörpert sein und sollte nicht dahin gehend ausgelegt werden, dass sie auf die hierin dargelegten exemplarischen Ausführungsbeispiele beschränkt sei. Vielmehr werden diese exemplarischen Ausführungsbeispiele bereitgestellt, damit die vorliegende Offenbarung gründlich und vollständig ist und den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung Fachleuten vollumfänglich vermittelt. Ferner ist die vorliegende Erfindung lediglich durch den jeweiligen Schutzumfang der Patentansprüche definiert. In der folgenden Beschreibung werden die technischen Begriffe lediglich zum Erläutern eines spezifischen exemplarischen Ausführungsbeispiels verwendet und schränken die vorliegende Erfindung dabei nicht ein.
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Hiernach werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Beim Hinzufügen von Bezugszeichen für Elemente in jeder Figur ist zu beachten, dass gleiche Bezugszeichen, die bereits zum Bezeichnen gleicher Elemente in anderen Figuren verwendet wurden, immer dort wo möglich für Elemente verwendet werden. Außerdem werden ausführliche Beschreibungen, die auf hinreichend bekannte Funktionen oder Konfigurationen bezogen sind, ausgeschlossen, um die Gegenstände der vorliegenden Erfindung nicht unnötig unklar werden zu lassen.
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1 ist ein Blockdiagramm eines Kraftstoffsystems für komplexe Einspritzmotoren gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 1 kann bei dem Kraftstoffsystem für komplexe Einspritzmotoren gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Niederdruckkraftstoffzufuhrleitung zum Transportieren von Niederdruckkraftstoff in einer Hochdruckpumpe 500 angeordnet sein, um alle Kraftstoffzufuhrleitungen zu vereinfachen. Insbesondere kann das Kraftstoffsystem für komplexe Einspritzmotoren gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Niederdruckpumpe 300, die Hochdruckpumpe 500, die die Niederdruckkraftstoffzufuhrleitung umfasst, und Kraftstoffzuteiler 700 und 900 umfassen.
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Die Niederdruckpumpe 300 kann dazu konfiguriert sein, einen Kraftstoff, der von einem Kraftstofftank 100 zugeführt wird, mit geringem Druck zu beaufschlagen, und den mit geringem Druck beaufschlagten Kraftstoff (hiernach als Niederdruckkraftstoff bezeichnet) durch eine Kraftstofftankzufuhrleitung 40 der Hochdruckpumpe 500 zuzuführen. Insbesondere kann auf der Kraftstofftankzufuhrleitung 40 ein Kraftstofffilter 42 angeordnet sein, das Verunreinigungen des Niederdruckkraftstoffs entfernt, und auf der Kraftstofftankzufuhrleitung 40 kann eine Rückleitung 44 angeordnet sein, die von der Kraftstofftankzufuhrleitung 40 zwischen der Niederdruckpumpe 300 und dem Kraftstofffilter 42 abzweigt. Auf der Rückleitung 44 kann ein erstes Druckbegrenzungsventil 46 angeordnet sein.
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Ferner verhindern die Rückleitung 44 und das Druckbegrenzungsventil 46, dass eine Druckpulsation des von der Niederdruckpumpe 300 zugeführten Niederdruckkraftstoffs auf die Hochdruckpumpe 500 übertragen wird. Mit anderen Worten führt die Rückleitung 44 den Niederdruckkraftstoff, der die Druckpulsation aufweist, zu dem Kraftstofftank 100 zurück, und das Druckbegrenzungsventil 46 passt einen Strom des Niederdruckkraftstoffs an, damit der Niederdruckkraftstoff, der die Druckpulsation aufweist, lediglich in einer Richtung zu dem Kraftstofftank 100 zurückkehrt, und führt eine Anpassung aus, um zu verhindern, dass der Niederdruckkraftstoff in eine Richtung fließt, die zu der Richtung, die zu dem Kraftstofftank 100 hin führt, entgegengesetzt ist. Deshalb kann das Druckbegrenzungsventil 46 verhindern, dass der Niederdruckkraftstoff, der die Druckpulsation aufweist, der Hochdruckpumpe 500 zugeführt wird. Die Hochdruckpumpe 500 kann dazu konfiguriert sein, den von der Niederdruckpumpe 300 zugeführten Niederdruckkraftstoff mit hohem Druck zu komprimieren und den mit hohem Druck komprimierten Kraftstoff (hiernach als Hochdruckkraftstoff bezeichnet) über eine in der Hochdruckpumpe 500 konzipierte Hochdruckkraftstoffleitung dem Hochdruckkraftstoffzuteiler 900 zuzuführen.
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Insbesondere ist in der Hochdruckpumpe 500 zusätzlich eine Niederdruckkraftstoffzufuhrleitung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konzipiert, und somit kann der durch die Niederdruckkraftstoffzufuhrleitung von der Niederdruckpumpe 300 zugeführte Niederdruckkraftstoff dem Niederdruckkraftstoffzuteiler 700 zugeführt werden. Die Hochdruckpumpe 500 wird nachstehend ausführlich beschrieben. Die Kraftstoffzuteiler 700 und 900 umfassen den Niederdruckkraftstoffzuteiler (einen PFI-Zuteiler) 700 und den Hochdruckkraftstoffzuteiler (einen GDI-Zuteiler) 900. Der Niederdruckkraftstoffzuteiler 700 kann dazu konfiguriert sein, den von der Hochdruckpumpe 500 zugeführten Niederdruckkraftstoff durch eine Mehrzahl von Niederdruckeinspritzern 72 in einen Einlasskanal einzuspritzen. Der Hochdruckkraftstoffzuteiler 900 kann dazu konfiguriert sein, den von der Hochdruckpumpe 500 zugeführten Hochdruckkraftstoff durch eine Mehrzahl von Hochdruckeinspritzern 92 direkt in einen Zylinder einzuspritzen.
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Hiernach wird die in 1 veranschaulichte Hochdruckpumpe 500 ausführlich beschrieben. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Gesamterscheinungsbild einer in 1 veranschaulichten Hochdruckpumpe veranschaulicht, und 3 ist eine Draufsicht, wenn die in 2 veranschaulichte Hochdruckpumpe von oben betrachtet wird.
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Unter Bezugnahme auf 1 bis 3 kann die Hochdruckpumpe 500 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Körper 501 und eine Abdeckung 503, die einen oberen Teil des Körpers 501 abdeckt, umfassen. Die Abdeckung 503 kann einen Dämpfer 523 (in 4 bis 6 veranschaulicht), der über dem Körper 501 angeordnet ist, abdecken. Ein Niederdruckkraftstoffeinlass (oder ein PFI-Einlass) 505, durch den Kraftstoff von der in 1 veranschaulichten Niederdruckpumpe 300 einströmt, und ein Hochdruckkraftstoffauslass (oder GDI-Auslass) 507, durch den der Hochdruckkraftstoff, der durch Beaufschlagen des Niederdruckkraftstoffs mit hohem Druck erhalten wird, zu dem Hochdruckkraftstoffzuteiler 900 ausströmt, können auf einer Seitenoberfläche des Körpers 501 (z. B. einer ersten Seitenoberfläche des Körpers) angeordnet sein.
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Außerdem kann auf der Seitenoberfläche des Körpers 501 (z. B. einer zweiten Seitenoberfläche des Körpers) ein Strömungssteuerventil 517 angeordnet sein, und auf einer Seitenoberfläche der Abdeckung 503 (z. B. einer ersten Seitenoberfläche der Abdeckung) kann ein Niederdruckkraftstoffauslass (ein PFI-Auslass) 511 angeordnet sein, durch den der Niederdruckkraftstoff zu dem Niederdruckkraftstoffzuteiler 700 ausströmt. Ferner können ein Pumpkolben 515A, der vom Inneren des Körpers 501 vorspringt, eine Haltevorrichtung 515C, die fest mit einem unteren Ende des Pumpkolbens 515A gekoppelt ist, und eine Rückstellfeder 515B, deren erstes Ende durch die Haltevorrichtung 515C getragen wird und deren zweites Ende durch eine Trennwand 515D (in 4 und 5 veranschaulicht), die unter dem Körper 501 vorgesehen ist, getragen wird, unter dem Körper 501 angeordnet sein.
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Der Pumpkolben 515A kann beispielsweise durch eine Drehung eines Nockens 60 (in 1 veranschaulicht) eines (nicht gezeigten) Verbrennungsmotors angetrieben werden. Eine Federkraft der Rückstellfeder 515B kann dem Pumpkolben 515A durch die Haltevorrichtung 515C bereitgestellt werden. Der Pumpkolben 515A, die Rückstellfeder 515B und die Haltevorrichtung 515C sind Elemente, die in einer nachstehend beschriebenen Druckeinheit 515 enthalten sind, und ihre jeweilige ausführliche Struktur ist in den 4 bis 6 veranschaulicht.
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Hiernach wird unter Bezugnahme auf 1 und 4 bis 6 eine innere Struktur der Hochdruckpumpe gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer in 3 veranschaulichten Linie A-A', und 5 ist eine Querschnittsansicht entlang einer in 3 veranschaulichten Linie B-B'. Außerdem ist 6 eine dreidimensionale Querschnittsansicht entlang einer in 3 veranschaulichten Linie A-B'. Zum besseren Verständnis der Beschreibung wird die Beschreibung unter Bezugnahme auf 2 bis 6 zusammen mit 1 vorgenommen.
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Der Körper 501 der Hochdruckpumpe 500 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann eine erste Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S1, einen ersten, nach unten verlaufenden Strömungsweg F1, eine Druckeinheit 515, eine zweite Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S2, einen nach oben verlaufenden Strömungsweg F2, ein Strömungssteuerventil 517, ein einseitig gerichtetes Rückschlagventil 519, ein Überdruckventil 521, eine dritte Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S3 und einen Dämpfer 523 umfassen.
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Insbesondere kann die erste Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S1 unter Bezugnahme auf 1, 4 und 6 dazu konfiguriert sein, mit dem Niederdruckkraftstoffeinlass 505 zu kommunizieren und Niederdruckkraftstoff, der durch den Niederdruckkraftstoffeinlass 505 einströmt, zu speichern. Der nach unten verlaufende Strömungsweg F1 kann die erste Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S1 mit der unter der ersten Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S1 angeordneten zweiten Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S2 verbinden und den in der ersten Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S1 gespeicherten Niederdruckkraftstoff zu der zweiten Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S2 transportieren.
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Die Druckeinheit 515 kann dazu konfiguriert sein, den aus dem Strömungssteuerventil 517 ausgebrachten Niederdruckkraftstoff mit Druck zu beaufschlagen, um einen Hochdruckkraftstoff zu erzeugen, und kann den Pumpkolben 515A, der durch die zweite Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S2, eine über der zweiten Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S2 angeordnete Kammer C, die auf der Basis einer geradlinigen Bewegung des Pumpkolbens 515A ein variierendes Volumen aufweist, verläuft, die fest mit dem unteren Ende des Pumpkolbens 515A gekoppelte Haltevorrichtung 515C, die Trennwand 515D, die ein bestimmtes Intervall von einer unteren Oberfläche 10 des Körpers 501 beabstandet ist und die zweite Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S2 konfiguriert, und die Rückstellfeder 515B, deren erstes Ende durch die Haltevorrichtung 515C getragen wird und deren zweites Ende durch die Trennwand 515D getragen wird, umfassen.
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Da insbesondere der Pumpkolben 515A vertikal durch eine Mitte der zweiten Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S2 verläuft, die durch die untere Oberfläche 10 des Körpers 501 und die Trennwand 515D konfiguriert ist, kann in der zweiten Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S2 entlang eines Umfangs des Pumpkolbens 515A ein ringförmiger Strömungsweg angeordnet sein. Die den ringförmigen Strömungsweg bereitstellende zweite Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S2 kann den nach oben verlaufenden Strömungsweg F2 und den nach unten verlaufenden Strömungsweg F1, die sich in einer zu einer Längsrichtung des Pumpkolbens 515A parallelen Richtung erstrecken, verbinden. Deshalb kann die zweite Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S2 dazu konfiguriert sein, den von dem nach unten verlaufenden Strömungsweg F1 zugeführten Niederdruckkraftstoff dem nach oben verlaufenden Strömungsweg F2 zuzuführen. Da 4 eine Querschnittsansicht entlang einer in 3 veranschaulichten Linie A-A' ist, ist der nach oben verlaufende Strömungsweg F2 in 4 nicht veranschaulicht.
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Unter Bezugnahme auf 1, 5 und 6 kann der nach oben verlaufende Strömungsweg F2 dazu konfiguriert sein, den von der zweiten Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S2 zugeführten Niederdruckkraftstoff dem Strömungssteuerventil 517 zuzuführen. Das Strömungssteuerventil 517 kann dazu konfiguriert sein, eine Zufuhrströmungsrate, einen Ausbringdruck und eine Zufuhrrichtung des von dem nach oben verlaufenden Strömungsweg F2 zugeführten Niederdruckkraftstoffs auf der Basis einer Steuerung seitens einer elektronischen Steuereinheit (ECU, electronic control unit) 70 (in 1 veranschaulicht) anzupassen. Beispielsweise kann das Strömungssteuerventil 517 ein elektronisches Steuerventil wie beispielsweise ein Magnetventil sein. Die durch das Strömungssteuerventil 517 angepasste Zufuhrrichtung kann eine Richtung, in der der durch den nach oben verlaufenden Strömungsweg F2 transportierte Niederdruckkraftstoff über die Kammer C dem Hochdruckkraftstoffzuteiler 900 zugeführt wird, und eine Richtung, in der der durch den nach oben verlaufenden Strömungsweg F2 transportierte Niederdruckkraftstoff über den Dämpfer 523 dem Niederdruckkraftstoffzuteiler 700 zugeführt wird, umfassen.
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Demgemäß kann das Strömungssteuerventil 517 einen Ventilkörper 517-1 umfassen, der eine Einströmöffnung 517-3, durch die der Niederdruckkraftstoff von dem nach oben verlaufenden Strömungsweg F2 einströmt (z. B. eintritt), einen Fluidbewegungsweg 517-5, der einen Bewegungsweg für den durch die Einströmöffnung 517-3 einströmenden Niederdruckkraftstoff bereitstellt, eine Steuerkammer 517-7, die den durch den Fluidbewegungsweg 517-5 einströmenden Niederdruckkraftstoff dafür bereitstellt, in einer Richtung hin zu der Kammer C ausgebracht zu werden, und eine Ausbringöffnung 517-9 (z. B. eine zweite Ausbringöffnung), durch die der durch den Fluidbewegungsweg 517-5 einströmende Niederdruckkraftstoff zu der dritten Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S3 ausgebracht werden kann, aufweist.
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Außerdem kann das Strömungssteuerventil 517 eine Nadel 517-11 umfassen, die sich in dem Fluidbewegungsweg 517-5 geradlinig in einer ersten Richtung D1 bewegt, und die Nadel 517-11 kann ein zylindrischer Stab sein. Insbesondere ist die Nadel 517-11 in 5 nicht veranschaulicht und ist lediglich in 6 veranschaulicht. Außerdem kann das Strömungssteuerventil 517 eine in einem ersten Ende der Nadel 517-11 angeordnete Ventilplatte 517-13 umfassen. Die Ventilplatte 517-13 kann dazu konfiguriert sein, sich auf der Basis einer geradlinigen Bewegung der Nadel 517-11 geradlinig zu bewegen, und kann auf der Basis einer geradlinigen Bewegung der Ventilplatte 517-13 zwischen einer geöffneten Position und einer geschlossenen Position des Fluidbewegungswegs 517-5 wechseln.
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Wie oben beschrieben wurde, kann die Steuerkammer 517-7 eine Sperre 517-15 umfassen, und eine Ausbringöffnung 15 (z. B. eine erste Ausbringöffnung), durch die der Niederdruckkraftstoff in Richtung hin zu der Kammer C ausgebracht wird, kann in einer ersten Seite der Steuerkammer 517-1 angeordnet sein, um den durch den Fluidbewegungsweg 517-5 einströmenden Niederdruckkraftstoff in Richtung hin zu der Kammer C auszubringen. Zwischen der Sperre 517-15 und der Ventilplatte 517-13 kann eine elastische Komponente 517-15 angeordnet sein. Die elastische Komponente 517-17 kann eine Spiralfeder sein, ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
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Um eine Funktionsweise des Strömungssteuerventils 517 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kurz zu beschreiben, können bei einem Vorgang, bei dem sich der Pumpkolben 515A auf der Basis einer Drehung des Nockens 60 (in 1 veranschaulicht) von einer Position eines oberen Totpunkts bis zu einer Position eines unteren Totpunkts der Kammer C bewegt, die Nadel 517-11 und die Ventilplatte 517-13 dazu konfiguriert sein, sich auf der Basis eine Steuerung seitens der ECU 70 (in 1 veranschaulicht) in die erste Richtung D1 zu bewegen, und somit kann der Fluidbewegungsweg 517-5 dazu konfiguriert sein, mit der Steuerkammer 517-7 zu kommunizieren. Deshalb wird eine Strömungswegstrecke, die den Fluidbewegungsweg 517-5, die Steuerkammer 517-7, die Ausbringöffnung 15 und die Kammer C verbindet, bereitgestellt. Insbesondere nimmt ein Raum in der Kammer C zu, und somit nimmt der Innendruck der Kammer C ab. Wenn der verringerte Innendruck der Kammer C geringer ist als der Druck der Steuerkammer 517-7, bewegt sich der durch den nach oben verlaufenden Strömungsweg F2 einströmende Niederdruckkraftstoff über den Fluidbewegungsweg 517-5, die Steuerkammer 517-7 und die Ausbringöffnung 15 zu der Kammer C.
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Wenn sich der Pumpkolben 515A auf der Basis einer Drehung des Nockens 60 (in 1 veranschaulicht) von der Position des unteren Totpunkts zu der Position des oberen Totpunkts in der Kammer C bewegt, wird, während der Innendruck der Kammer C aufgrund einer Verringerung des Raums in der Kammer C zunimmt, der Hochdruckkraftstoff, der erhalten wird, indem der Niederdruckkraftstoff, der sich zu der Kammer C bewegt hat, mit Druck beaufschlagt wird, dem nachstehend beschriebenen einseitig gerichteten Rückschlagventil 519 zugeführt.
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Ferner kann das einseitig gerichtete Rückschlagventil 519 dazu konfiguriert sein, den von der Kammer C zugeführten Hochdruckkraftstoff über den Hochdruckkraftstoffauslass 507 dem Hochdruckkraftstoffzuteiler 900 zuzuführen. Wenn das einseitig gerichtete Rückschlagventil 519 den Hochdruckkraftstoff zu dem Hochdruckkraftstoffauslass 507 ausbringt und der Druck des Hochdruckkraftstoffs größer ist als ein bestimmter Druck, kann das Überdruckventil 521 den Hochdruckkraftstoff, dessen Druck größer ist als der bestimmte Druck (z. B. ein Referenzdruck), wieder zu der Kammer C zurückführen. Strukturen des einseitig gerichteten Rückschlagventils 519 und des Überdruckventils 521 sind hinreichend bekannt, und deshalb wird auf ihre jeweilige Beschreibung verzichtet.
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Ein Strömungsweg, der die Einströmöffnung 517-3 und die Ausbringöffnung 517-9 umfasst, kann in einer zweiten Richtung D2 vorgesehen sein. Deshalb bewegen sich bei einer Funktionsweise des Strömungssteuerventils 517 die Nadel 517-11 und die Ventilplatte 517-13 auf der Basis einer Steuerung durch die ECU 70 (in 1 veranschaulicht) in einer zu der ersten Richtung D1 entgegengesetzten Richtung (z. B. in einer zweiten Richtung), und wenn die Kommunikation zwischen dem Fluidbewegungsweg 517-5 und der Steuerkammer 517-7 blockiert ist, kann sich der von dem nach oben verlaufenden Strömungsweg F2 zugeführte Niederdruckkraftstoff über die dritte Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S3 zu dem Dämpfer 523 bewegen, da der Strömungsweg die zweite Richtung D2 aufweist. Der Dämpfer 523 ist, wie hinreichend bekannt ist, ein Element, das eine Pulsation des von dem Strömungssteuerventil 517 durch die dritte Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S3 zugeführten Niederdruckkraftstoffs dämpft. Der Dämpfer 523 kann dazu konfiguriert sein, den gedämpften Niederdruckkraftstoff über den Niederdruckkraftstoffauslass 511 dem Niederdruckkraftstoffzuteiler 700 zuzuführen.
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Wie oben beschrieben wurde, ist gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zusätzlich zu der Hochdruckkraftstoffzufuhrleitung, die den Niederdruckkraftstoffeinlass 505, die erste Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S1, den nach unten verlaufenden Strömungsweg F1, die zweite Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S2, das Strömungssteuerventil 517, die Kammer C, das einseitig gerichtete Rückschlagventil 519 und den Hochdruckkraftstoffauslass 507 umfasst, die Niederdruckkraftstoffzufuhrleitung, die den Niederdruckkraftstoffeinlass 505, die erste Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S1, den nach unten verlaufenden Strömungsweg F1, die zweite Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S2, den nach oben verlaufenden Strömungsweg F2, das Strömungssteuerventil 517, die dritte Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S3, den Dämpfer 521 und den Niederdruckkraftstoffauslass 511 umfasst, in der Hochdruckpumpe 500 konzipiert, und somit können alle Kraftstoffzufuhrleitungen auf vereinfachte Weise konzipiert sein.
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Bei 7 ist ein Strom des Niederdruckkraftstoffs, der sich durch die Niederdruckkraftstoffzufuhrleitung bewegt, die bei der Hochdruckpumpe 500 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in der Reihenfolge des Niederdruckkraftstoffeinlasses 505, der ersten Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S1, des nach unten verlaufenden Strömungswegs F1, der zweiten Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S2, des nach oben verlaufenden Strömungswegs F2, des Strömungssteuerventils 517, der dritten Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S3, des Dämpfers 521 und des Niederdruckkraftstoffauslasses 511 konfiguriert ist, als Pfeil veranschaulicht.
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8 ist ein Flussdiagramm, das einen Kraftstoffstrom eines Niederdruckkraftstoffs bei einer Hochdruckpumpe gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und bei einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung liegt insofern ein Unterschied vor, als der oben unter Bezugnahme auf 7 beschriebene Niederdruckkraftstoffeinlass 505 als Auslass fungiert, durch den der Niederdruckkraftstoff zu dem Niederdruckkraftstoffzuteiler 700 ausgebracht werden kann, und der oben unter Bezugnahme auf 7 beschriebene Niederdruckkraftstoffauslass 511 als Einlass fungieren kann, durch den der Niederdruckkraftstoff eintreten kann.
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Deshalb kann sich bei einer Hochdruckpumpe 500 gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Niederdruckkraftstoff durch eine Niederdruckkraftstoffzufuhrleitung, die in der Reihenfolge des Niederdruckkraftstoffauslasses 511, des Dämpfers 521, der dritten Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S3, des Strömungssteuerventils 517, des nach oben verlaufenden Strömungswegs F2, der zweiten Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S2, des nach unten verlaufenden Strömungswegs F1, der ersten Niederdruckkraftstoffspeicherkammer S1 und des Niederdruckkraftstoffeinlasses 505 konfiguriert ist, zu dem Niederdruckkraftstoffzuteiler 700 bewegen. Demgemäß kann die Niederdruckpumpe mit dem Niederdruckkraftstoffauslass 511 verbunden sein, und sogar dann, wenn der Niederdruckkraftstoffzuteiler 700 mit dem Niederdruckkraftstoffeinlass 505 verbunden ist, können bei der vorliegenden Erfindung Schwierigkeiten beim Implementieren der Niederdruckkraftstoffzufuhrleitung in der Hochdruckpumpe verhindert werden.
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Da die vorliegende Erfindung in mehreren Formen verkörpert werden kann, ohne von der Wesensart oder wesentlichen Charakteristika derselben abzuweichen, versteht es sich ferner, dass die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele durch keinerlei Einzelheiten der vorstehenden Beschreibung beschränkt sind, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben, sondern vielmehr innerhalb der Wesensart und des Schutzumfangs derselben, wie sie bzw. er in den angehängten Patentansprüchen definiert wird, breit ausgelegt werden sollten, und deshalb alle Änderungen und Modifikationen, die innerhalb des Maßes und der Grenzen der Patentansprüche liegen, oder Äquivalente dieses Maßes und dieser Grenzen in den angehängten Patentansprüchen enthalten sein sollen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 2016/015443 [0001]
- KR 1020150189975 [0001]
