DE112017002970T5

DE112017002970T5 - Hochdruckkraftstoffpumpe

Info

Publication number: DE112017002970T5
Application number: DE112017002970.8T
Authority: DE
Inventors: Masahiko Hayatani; Kenichiro Tokuo; Yuta SASO; Satoshi Usui; Katsutoshi Kobayashi
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2016-07-13
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2019-05-02
Also published as: US20190316558A1; WO2018012211A1; JP6697552B2; JPWO2018012211A1

Abstract

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochdruckkraftstoffpumpe zu schaffen, die das Erniedrigen eines Drucks und die Erzeugung von Hohlraumbildung in der Nähe eines Sitzes durch Bereitstellen einer Drosselklappe in einer Entlastungsfederhalterung beschränken kann. Dementsprechend bezieht sich die vorliegende Erfindung, um die vorstehende Aufgabe zu lösen, auf eine Kraftstoffpumpe, die eine Druckkammer, die konfiguriert ist, Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen, und einen Entlastungsventilmechanismus, der konfiguriert ist, Kraftstoff in einem Förderweg auf einer stromabwärts gelegenen Seite des Förderventils zu der Druckkammer zurückzuführen, enthält. Der Entlastungsventilmechanismus enthält einen Entlastungssitz, der konfiguriert ist, einen Entlastungskanal zu schließen, wenn ein Entlastungsventil aufsitzt, eine Entlastungsfeder, die konfiguriert ist, das Entlastungsventil zu dem Entlastungssitz zu betätigen, und eine Entlastungsfederhalterung, die konfiguriert ist, die Entlastungsfeder zu halten. In der Entlastungsfederhalterung ist ein Drosselklappenabschnitt in einem Kraftstoffweg für die Rückführung von einer Entlastungskammer, in der die Entlastungsfeder angeordnet ist, zu der Druckkammer und dem Kanal gebildet. Die vorstehende Aufgabe kann durch die vorstehende Konfiguration gelöst werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Struktur einer Hochdruckkraftstoffpumpe und insbesondere auf eine Entlastungsventilstruktur.
Stand der Technik
Hochdruckkraftstoffpumpen werden weithin für die Druckbeaufschlagung von Kraftstoff in Brennkraftmaschinen mit Zylindereinspritzung, die Kraftstoff direkt in einen Verbrennungsraum einspritzen, verwendet. Als ein Stand der Technik solcher Hochdruckkraftstoffpumpen offenbart JP 2009-114868 A ein Entlastungsventil, das so konfiguriert ist, dass es einen Drosselklappeneffekt (einen Effekt zum Erhöhen der Durchflussmenge eines Fluids, um einen Druck zu erzeugen, der niedriger ist als der an einem Abschnitt mit niedriger Menge) an einem Spalt zwischen einem Gehäuse und einer Ventilelementdruckvorrichtung in einem Kraftstoffweg, in dem ein Fluid von einer Hochdruckseite zu einer Niederdruckseite einer Hochdruckkraftstoffpumpe fließt, aufweist. Durch die vorstehende Konfiguration kann das Entlastungsventil durch eine Druckdifferenz, die zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite der Ventilelementdruckvorrichtung erzeugt wird, signifikant in eine Ventilöffnungsrichtung bewegt werden, und ein Druck in einer Hochdruckleitung kann sofort erniedrigt werden.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
PTL 1: JP 2009-114868 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Wenn jedoch ein Entlastungsventilmechanismus, der die Technik von PTL 1 enthält, auf eine Hochdruckkraftstoffpumpe angewandt wird, die eine Struktur zum Rückführen eines Fluids zu einer Druckkammer (Hochdruckseite) aufweist, wird ein Kraftstoffstrom, der aus dem Entlastungsventil in die Druckkammer gesaugt wird, in einem Ansaugprozess (wenn sich ein Kolben abwärts bewegt) zur Zeit des normalen Betriebs der Hochdruckkraftstoffpumpe erzeugt. Wenn eine Durchflussmenge an einem Spaltabschnitt zwischen einem Gehäuse und einer Ventilelementdruckvorrichtung, die einen kleinen Spalt und einen Entlastungsventilsitzabschnitt in der Nähe des Spaltabschnitts aufweist, erhöht wird und ein Druck an dem Spaltabschnitt erniedrigt wird, führt das zur Erzeugung von Hohlraumbildung und Beschädigung des Sitzabschnitts durch Erosion. Als ein Ergebnis kann eine Kraftstoffabdichtungsfunktion des Entlastungsventilsitzes beeinträchtigt sein.
Mit Blick auf das Vorstehende ist es ein Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochdruckkraftstoffpumpe zu schaffen, die das Erniedrigen eines Drucks und die Erzeugung von Hohlraumbildung in der Nähe eines Sitzes durch Bereitstellen einer Drosselklappe in einer Entlastungsfederhalterung beschränken kann.
Lösung der Aufgabe
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Kraftstoffpumpe, die eine Druckkammer, die konfiguriert ist, Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen, und einen Entlastungsventilmechanismus, der konfiguriert ist, Kraftstoff in einem Förderweg auf einer stromabwärts gelegenen Seite des Förderventils zu der Druckkammer zurückzuführen, enthält. Der Entlastungsventilmechanismus enthält einen Entlastungssitz, der konfiguriert ist, einen Entlastungskanal zu schließen, wenn ein Entlastungsventil sitzt, eine Entlastungsfeder, die konfiguriert ist, das Entlastungsventil zu dem Entlastungssitz zu betätigen, und eine Entlastungsfederhalterung, die konfiguriert ist, die Entlastungsfeder zu halten. In der Entlastungsfederhalterung ist ein Drosselklappenabschnitt in einem Kraftstoffweg zum Zurückführen aus einer Entlastungskammer, in der die Entlastungsfeder angeordnet ist, zu der Druckkammer und dem Kanal gebildet.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, kann Hohlraumbildungserosion in einem Entlastungsventilmechanismus verhindert werden, ferner kann die Zuverlässigkeit einer Hochdruckkraftstoffpumpe verbessert werden.
Figurenliste

1 ist eine Gesamtlängsquerschnittansicht einer Hochdruckkraftstoffpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform, in der die vorliegende Erfindung implementiert ist.
2 ist eine Querschnittsansicht, die die Hochdruckkraftstoffpumpe gemäß der ersten Ausführungsform gesehen aus einem anderen Winkel zeigt.
3 ist eine Querschnittsansicht einer axialen Mitte einer Ansaugöffnung für Kraftstoff und einer axialen Mitte einer Förderöffnung senkrecht zu einer axialen Richtung des Kolbens der Hochdruckkraftstoffpumpe gemäß der ersten Ausführungsform.
4 ist ein Diagramm eines Gesamtsystems, das die Hochdruckkraftstoffpumpe enthält.
5 ist eine Querschnittsansicht eines Entlastungsventilmechanismus gemäß einer ersten Ausführungsform, in der die vorliegende Erfindung implementiert ist.
6 ist ein schematisches Diagramm, das den Fluss von Kraftstoff während eines Ansaugprozesses (wenn sich der Kolben abwärts bewegt) zur Zeit des normalen Betriebs der Hochdruckkraftstoffpumpe gemäß der ersten Ausführungsform, in der die vorliegende Erfindung implementiert ist, zeigt.
7 ist ein schematisches Diagramm, das den Fluss des Kraftstoffs zur Zeit des normalen Betriebs einer Hochdruckkraftstoffpumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend werden Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Erste Ausführungsform
Nachstehend wird eine erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Zuerst werden eine Konfiguration und ein Betrieb eines Systems mit Bezug auf 4 beschrieben. 4 ist ein Diagramm, das eine Gesamtkonfiguration des Systems, das die Hochdruckkraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, zeigt.
Ein Abschnitt, der durch eine gestrichelte Linie eingeschlossen ist, zeigt einen Hauptkörper 1A einer Hochdruckkraftstoffpumpe (nachstehend als Hochdruckpumpe bezeichnet) 1 (siehe 1), und ein Mechanismus und eine Komponente, die in der gestrichelten Linie gezeigt sind, sind integral in dem Hochdruckpumpenhauptkörper 1A integriert.
Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 20 wird durch eine Zuführpumpe 21 hoch gepumpt und wird zu einer Ansaugverbindung 10a des Pumpenhauptkörpers (Pumpenkörpers) 1A über eine Ansaugleitung 28 geschickt. Der Kraftstoff, der durch die Ansaugverbindung 10a hindurchgetreten ist, erreicht einen Ansauganschluss 30a eines elektromagnetischen Ansaugventils 30, das einen Mechanismus zur variablen Verlagerung durch den Druckpulsationsreduktionsmechanismus 9 bildet, einen Ansaugweg 10b. Der Pulsationsverhinderungsmechanismus 9 wird später beschrieben.
Das elektromagnetische Ansaugventil 30 enthält eine elektromagnetische Spule 308. Wenn die elektromagnetische Spule 308 nicht elektrifiziert ist, sind ein Anker (elektromagnetischer Kolben) 305 und ein Ansaugventilelement 301 in einem Zustand, dass sie dadurch, dass sie durch eine Betätigungskraft, die eine Differenz zwischen der Betätigungskraft einer Ankerfeder 303 und einer Betätigungskraft einer Ventilfelder 304 ist, betätigt werden, nach rechts bewegt werden, wie in 3 gezeigt ist. Zu dieser Zeit wird das Ansaugventilelement 301 in einer Ventilöffnungsrichtung betätigt, und eine Ansaugöffnung 30d ist in einem offenen Zustand.
Eine Betätigungskraft der Ankerfeder 303 ist so eingestellt, dass sie größer ist als die Betätigungskraft der Ventilfeder 304.
Andererseits wird in einem Zustand, in dem die elektromagnetische Spule 308 elektrifiziert ist, der Anker 305 in 4 nach links bewegt, und die Ankerfeder 303 ist in einem zusammengedrückten Zustand. Das Ansaugventilelement 301, das an einem Vorderende des Ankers 305 angebracht ist, so dass es koaxial in Kontakt mit dem Vorderende des Ankers 305 ist, schließt die Ansaugöffnung 30d durch eine Betätigungskraft der Ventilfeder 304. Die Ansaugöffnung 30d ist ein Kraftstoffweg (Kraftstoffkanal), der eine Druckkammer 11 und den Ansauganschluss 30a der Hochdruckpumpe 1 verbindet.
Als Nächstes wird der Betrieb der Hochdruckpumpe 1 beschrieben. Wenn ein Kolben 2 in einer Abwärtsrichtung in 4 durch Drehung eines später beschriebenen Nockens 5 und im Zustand eines Ansaugprozesses verlagert wird, wird eine Kapazität der Druckkammer 11 erhöht und ein Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 wird erniedrigt. Wenn in diesem Prozess ein Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 niedriger wird als ein Druck des Ansaugwegs 10b (des Ansauganschlusses 30a), tritt Kraftstoff durch die Ansaugöffnung 30d in einem offenen Zustand hindurch, um in die Druckkammer 11 zu fließen.
Wenn der Ansaugprozess beendet ist und der Übergang zu einem Komprimierungsprozess gemacht wird, macht der Kolben 2 einen Übergang zu dem Komprimierungsprozess (einem Zustand der Bewegung in einer Aufwärtsrichtung in 1). Zu dieser Zeit bleibt die elektromagnetische Spule 308 in einem nicht elektrifizierten Zustand, und es wirkt keine magnetische Betätigungskraft auf den Anker 305. Dementsprechend wird das Ansaugventilelement 301 durch eine Betätigungskraft der Ankerfeder 303 offen gehalten.
In dem Komprimierungsprozess wird die Kapazität der Druckkammer 11 in Übereinstimmung mit der Komprimierungsbewegung des Kolbens 2 verringert. In diesem Zustand wird jedoch Kraftstoff, der einmal in die Druckkammer 11 eingesaugt wird, durch das in einem offenen Zustand befindliche Ansaugventilelement 301 wieder in den Ansaugweg 10b (Ansauganschluss 30a) zurückgeführt. Aus diesem Grund steigt ein Druck der Druckkammer 11 niemals an. Dieser Prozess wird als ein Rückführungsprozess bezeichnet.
In diesem Zustand fließt, wenn ein Steuersignal von einer Kraftmaschinensteuereinheit 27 (nachstehend als ECU bezeichnet) an das elektromagnetische Ansaugventil 30 angelegt wird, ein elektrischer Strom durch die elektromagnetische Spule 308 des elektromagnetischen Ansaugventils 30. Zu dieser Zeit wird eine magnetische Betätigungskraft an den Anker 305 angelegt, und der elektromagnetische Kolben 305 bewegt sich nach links in 4, und die Ankerfeder 303 wird in einen komprimierten Zustand versetzt. Als ein Ergebnis wirkt keine Betätigungskraft der Ankerfeder 303 auf das Ansaugventilelement 301, und es wirken eine Betätigungskraft der Ventilfeder 304 und eine Fluidkraft, die dadurch verursacht ist, dass Kraftstoff in den Ansaugweg 10b (Ansauganschluss 30a) fließt. Aus diesem Grund ist das Ansaugventilelement 301 geschlossen und die Ansaugöffnung 30d ist geschlossen.
Ab der Zeit, wenn die Ansaugöffnung 30d geschlossen wird, steigt ein Kraftstoffdruck der Druckkammer 11 zusammen mit einer Aufwärtsbewegung des Kolbens 2 an. Wenn der Kraftstoffdruck der Druckkammer 11 gleich einem oder höher als ein Kraftstoffdruck auf der Seite der Kraftstoffförderöffnung 12 wird, wird Kraftstoff, der in der Druckkammer 11 bleibt, mit hohem Druck durch einen Förderventilmechanismus 8 gefördert. Der Hochdruckkraftstoff, der zur Seite der Förderverbindung 12 gefördert wird, wird einer „Common Rail“ 23 zugeführt. Dieser Prozess wird als ein Förderprozess bezeichnet.
Das heißt, der Komprimierungsprozess (ein Aufwärtsbewegungsprozess von einem unteren Startpunkt zu einem oberen Startpunkt) des Kolbens 2 besteht aus dem Rückführungsprozess und dem Förderprozess. Durch Steuern der Zeit zum Elektrifizieren der elektromagnetischen Spule 308 des elektromagnetischen Ansaugventils 30 kann eine Menge des geförderten Hochdruckkraftstoffs gesteuert werden. Wenn die Zeit zum Elektrifizieren der elektromagnetischen Spule 308 früher gemacht wird, wird der Anteil des Rückführungsprozesses in dem Komprimierungsprozess kleiner, und der Anteil des Förderprozesses wird größer. Das heißt, eine Kraftstoffmenge, die zu dem Ansaugweg 10b (Ansauganschluss 30a) zurückgeführt wird, wird kleiner, und eine Kraftstoffmenge, die mit hohem Druck gefördert wird, wird größer.
Andererseits wird, wenn die Zeit zum Elektrifizieren der elektromagnetischen Spule 308 verzögert wird, der Anteil des Rückführungsprozesses in dem Komprimierungsprozess größer, und der Anteil des Förderprozesses wird kleiner. Das heißt, eine Kraftstoffmenge, die zu dem Ansaugweg 10b zurückgeführt wird, wird größer, und eine Kraftstoffmenge, die mit hohem Druck gefördert wird, wird kleiner.
Die Zeit zum Elektrifizieren der elektromagnetischen Spule 308 wird durch eine Anweisung aus der ECU 27 gesteuert.
Durch Steuern der Zeit zum Elektrifizieren der elektromagnetischen Spule 308 in der vorstehenden Konfiguration kann eine Kraftstoffmenge, die mit hohem Druck gefördert wird, auf eine Menge, die für eine Brennkraftmaschine erforderlich ist, gesteuert werden.
Der Förderventilmechanismus 8 ist an einem Ausgang der Druckkammer 11 vorgesehen. Der Förderventilmechanismus 8 enthält eine Förderventilsitzfläche (Förderventilsitzabschnitt) 8a, ein Förderventil 8b und eine Förderventilfeder 8c. In einem Zustand, in dem keine Kraftstoffdruckdifferenz zwischen der Druckkammer 11 und der Kraftstoffförderöffnung 12 vorhanden ist, wird das Förderventil 8b gegen die Förderventilsitzfläche 8a durch eine Betätigungskraft der Förderventilfeder 8c gedrückt und ist in einem geschlossenen Zustand. Das Förderventil 8b wird nicht gegen die Förderventilfeder 8c geöffnet, bevor ein Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 größer wird als ein Kraftstoffdruck auf einer Seite der Förderverbindung, die die Förderöffnung 12 bildet. Wenn das Förderventil 8b geöffnet ist, wird Kraftstoff in der Druckkammer 11 mit hohem Druck zu der „Common Rail“ 23 durch die Kraftstoffförderöffnung 12 gefördert.
Wie vorstehend beschrieben wird Kraftstoff, der zu der Ansaugverbindung 10a geführt wird, durch Hin- und Her-Bewegung des Kolbens 2 in der Druckkammer 11 des Pumpenhauptkörpers 1A mit hohem Druck beaufschlagt, und eine notwendige Kraftstoffmenge wird aus der Kraftstoffförderöffnung 12 unter Druck der „Common Rail“ 23 zugeführt.
Die „Common Rail“ 23 ist mit einer Direkteinspritzungs-Einspritzeinrichtung 24 und einem Drucksensor 26 montiert. Die Direkteinspritzungs-Einspritzeinrichtung 24 ist in Übereinstimmung mit der Anzahl von Zylindern einer Brennkraftmaschine montiert und wird in Übereinstimmung mit einem Steuersignal aus der Kraftmaschinensteuereinheit (ECU) 27 geöffnet oder geschlossen, um Kraftstoff in einen Zylinder (einen Verbrennungsraum) der Brennkraftmaschine einzuspritzen.
Der Pumpenhauptkörper 1A ist ferner mit einem Entlastungsventilmechanismus 100 ausgestattet. Der Entlastungsventilmechanismus 100 ist mit einem Entlastungsweg (Rückführungsweg) 101 versehen, der eine stromabwärts gelegene Seite des Förderventils 8b mit der Druckkammer 11 verbindet. Der Entlastungsweg 101 ist getrennt von dem Förderweg 110 vorgesehen und umgeht den Förderventilmechanismus 8. Der Entlastungsweg 101 ist mit einem Entlastungsventil 103 ausgestattet. Das Entlastungsventil 103 schränkt den Fluss des Kraftstoffs auf nur eine Richtung ein, von dem Förderweg 110 zu der Druckkammer 11.
Das Entlastungsventil 103 wird durch eine Entlastungsfeder 102, die eine Druckkraft (Betätigungskraft) erzeugt, gegen den Entlastungsventilsitz 104 gedrückt. Das Entlastungsventil ist so eingestellt, dass es getrennt von dem Entlastungsventilsitz 104 ist, und wird geöffnet, wenn eine Druckdifferenz zwischen einem Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 und einem Kraftstoffdruck in dem Förderweg 110 zu einem spezifizierten Druck oder größer wird.
Wenn ein anomal hoher Druck in der „Common Rail“ 23 und dergleichen aufgrund eines Fehlers oder dergleichen der Direkteinspritzungs-Einspritzeinrichtung 24 auftritt und eine Druckdifferenz zwischen einem Kraftstoffdruck des Förderwegs 110 und einem Kraftstoffdruck der Druckkammer 11 zu einem Ventilöffnungsdruck des Entlastungsventils 103 oder höher wird, wird das Entlastungsventil 103 geöffnet. Wenn das Entlastungsventil 103 geöffnet ist, wird Kraftstoff der „Common Rail“ 23 mit einem anomal hohen Druck aus dem Entlastungsweg 101 in die Druckkammer 11 zurückgeführt. Auf diese Weise wird eine Hochdruckabschnittsleitung der „Common Rail“ 23 und dergleichen geschützt.
Als Nächstes werden eine Konfiguration und ein Betrieb einer Hochdruckkraftstoffpumpe genauer mit Bezug auf die 1, 2, 3 und 4 beschrieben. 1 ist eine Gesamtquerschnittsansicht, die die Hochdruckkraftstoffpumpe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geschnitten in einer axialen Richtung eines Kolbens zeigt. 2 ist eine Gesamtquerschnittsansicht der Hochdruckkraftstoffpumpe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus Sicht eines anderen Winkels und ist eine Querschnittsansicht in einer axialen Mitte einer Ansaugverbindung. 3 ist eine Gesamtquerschnittsansicht, die die Hochdruckkraftstoffpumpe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geschnitten in einer Richtung senkrecht zu seiner axialen Richtung eines Kolbens zeigt, und ist eine Querschnittsansicht an einer axialen Mitte einer Ansaugöffnung des Kraftstoffs und an einer axialen Mitte einer Förderöffnung.
Im Allgemeinen verwendet eine Hochdruckpumpe einen Flansch 1e (siehe 3), der in dem Pumpenhauptkörper 1A so vorgesehen ist, dass er einer ebenen Oberfläche eines Zylinderkopfs 41 einer Brennkraftmaschine fest befestigt ist. Um die Luftdichtigkeit zwischen dem Zylinderkopf 41 und dem Pumpenhauptkörper 1A aufrechtzuerhalten, ist ein O-Ring 61 an den Pumpenhauptkörper 1A eingesetzt.
Ein Zylinder 6 ist an dem Pumpenhauptkörper 1A angebracht. Der Zylinder 6 führt die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung (Hin- und Her-Bewegung) des Kolbens 2 und weist einen Endabschnitt auf, der in einer Röhrenform gebildet ist, um intern die Druckkammer 11 zu bilden. Die Druckkammer 11 ist außerdem mit einem Kommunikationsweg 11a (siehe 3) versehen, um mit dem elektromagnetischen Ansaugventil 30, das zum Zuführen von Kraftstoff verwendet wird, und dem Förderventilmechanismus 8 (siehe 3), der zum Fördern von Kraftstoff zu einem Förderweg aus der Druckkammer 11 verwendet wird, zu kommunizieren. Ein Stößel 3, der eine Drehbewegung des Nockens 5, der an einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine angebracht ist, in eine vertikale Bewegung umsetzt und die Bewegung auf den Kolben 2 überträgt, ist an einem unteren Ende des Kolbens 2 vorgesehen. Der Kolben 2 wird durch eine Feder an den Stößel 3 gedrückt und mit ihm verbunden, wobei ein Halter 15 zwischen ihnen vorgesehen ist. Auf diese Weise kann der Kolben 2 Vorwärts- und Rückwärts- (Hin- und Her-) Bewegung mit der Drehbewegung des Nockens 5 ausführen.
Eine Kolbendichtung 13 (siehe 1), die an einem inneren peripheren unteren Endabschnitt einer Dichtungshalterung 7 gehalten ist, ist in einem unteren Endabschnitt in dem Diagramm des Zylinders 6 in einem Zustand installiert, in dem verschiebbar in Kontakt mit einer äußeren Umfangsfläche des Kolbens 2 ist. Auf diese Weise ist ein Übertrittspalt zwischen dem Kolben 2 und dem Zylinder 6 abgedichtet, was verhindert, dass Kraftstoff außerhalb der Pumpe ausläuft. Zur gleichen Zeit wird verhindert, dass ein Schmiermittel (das Maschinenöl enthält), das einen Verschiebungsabschnitt einer Brennkraftmaschine schmiert, durch den Übertrittspalt in den Pumpenhauptkörper 1 fließt.
Kraftstoff, der durch die Zuführpumpe 21 (siehe 4) hochgepumpt wird, wird zu dem Pumpenhauptkörper 1A über die Ansaugverbindung10A, die mit der Ansaugleitung 28 verbunden ist, geschickt. Eine Dämpferabdeckung 14 bildet dadurch die Niederdruckkraftstoffkammern 10b und 10c, dass sie mit dem Pumpenhauptkörper 1A verbunden ist, und Kraftstoff, der durch die Ansaugverbindung 10a hindurchgetreten ist, fließt in die Niederdruckkraftstoffkammern 10b und 10c. In einer stromaufwärts gelegenen Seite der Niederdruckkraftstoffkammern 10b und 10c ist ein Kraftstofffilter 120 beispielsweise dadurch angebracht, dass er an den Pumpenhauptkörper durch Druck eingelegt ist, um anomale Substanzen wie z. B. Metallpulver, die in dem Kraftstoff enthalten sind, zu entfernen. Die Ansaugverbindung 10a und die Niederdruckkraftstoffkammern 10b und 10c bilden einen Niederdruckkraftstoffwegabschnitt 10, durch den Kraftstoff mit geringem Druck fließt.
Der Druckpulsationsreduktionsmechanismus 9 ist in den Niederdruckkraftstoffkammern 10b und 10c installiert. Der Druckpulsationsreduktionsmechanismus 9 reduziert einen Einfluss, den die Druckpulsation, die in der Hochdruckpumpe 1 erzeugt wird, auf die Kraftstoffleitung 28 ausübt. Wenn Kraftstoff, der einmal in die Druckkammer 11 eingesaugt ist, in den Ansaugweg 10b (Ansauganschluss 30a) über das Ansaugventilelement 301 in einem offenen Zustand zur Kapazitätssteuerung zurückführt wird, erzeugt der Kraftstoff, der zu dem Ansaugweg 10b (Ansauganschluss 30a) zurückgeführt wird, Druckpulsation in den Niederdruckkraftstoffkammern 10b und 10c. Diese Druckpulsation wird jedoch durch den Druckpulsationsreduktionsmechanismus 9 absorbiert und reduziert.
Der Druckpulsationsreduktionsmechanismus 9 ist durch einen Metalldämpfer 9a gebildet, der zwei scheibenförmige Metallplatten aufweist, die eine gewellte Form aufweisen und die auf einer äußeren Umfangsfläche des Metalldämpfers 9a laminiert sind, und enthält injiziertes inertes Gas wie z. B. Argon. Die Druckpulsation wird absorbiert und reduziert, wenn sich der Metalldämpfer 9a ausdehnt und zusammenzieht. Eine Metallfassung 9b zum Anbringen wird zum Befestigen des Metalldämpfers 9a an einem inneren peripheren Abschnitt des Pumpenhauptkörpers 1A verwendet.
Die elektromagnetische Spule 308 des elektromagnetischen Ansaugventils 30 ist mit der ECU 27 mit einem zwischen ihnen vorgesehenen Anschlussdraht 307 verbunden.
Durch Wiederholung der Elektrifizierung und Nicht-Elektrifizierung der elektromagnetischen Spule 308 wird das Öffnen und Schließen des Ansaugventilelements 301 gesteuert. Das elektromagnetische Ansaugventil 30 ist ein variabler Steuermechanismus, der eine Durchflussmenge des Kraftstoffs durch Öffnen und Schließen des Ansaugventilelements 301 steuert. Wenn die elektromagnetische Spule 308 nicht elektrifiziert ist, wird eine Betätigungskraft der Ankerfeder 303 auf das Ansaugventilelement 301 über den Anker 305 und eine Ankerstange 302, die integral mit dem Anker 305 gebildet ist, übertragen.
Die Ventilfeder 304 ist auf eine Art vorgesehen, dass sie einer Betätigungskraft der Ankerfeder 303 entgegenwirkt. Die Ventilfeder 304 ist auf einer Innenseite des Ansaugventilelements 301 installiert. Eine Betätigungskraft der Ankerfeder 303 und eine Betätigungskraft der Ventilfeder 304 sind wie vorstehend beschrieben eingestellt. Als ein Ergebnis wird das Ansaugventilelement 301 in einer Ventilöffnungsrichtung betätigt, und die Ansaugöffnung 30d ist in einem offenen Zustand. Zu dieser Zeit sind die Ankerstange 302 und das Ansaugventilelement 301 an einem Abschnitt 302b in Kontakt miteinander (der in 1 gezeigte Zustand).
Die magnetische Betätigungskraft, die durch Elektrifizierung der elektromagnetischen Spule 308 erzeugt wird, ist auf eine Kraft eingestellt, die es ermöglicht, dass der Anker durch Überwinden einer Betätigungskraft der Ankerfeder 303 zu der Seite eines Stators 306 gesaugt wird.
Wenn die elektromagnetische Spule 308 elektrifiziert ist, bewegt sich der Anker 305 zu der Seite des Stators 306 (linke Seite in dem Diagramm), und ein Stopper 302a, der in einem Endabschnitt der Ankerstange 302 gebildet ist, stößt an und wird durch das Ankerstangenlager 309 arretiert. Ein Zwischenraum ist so eingestellt, dass die Bewegung des Ankers 305 größer ist als eine Bewegung des Ansaugventilelements 301.
Aus diesem Grund wird in einem Zustand, in dem der Stopper 302a auf dem Ankerstangenlager 309 anstößt, der Kontaktabschnitt 302b zwischen der Ankerstange 302 und dem Ansaugventilelement 301 geöffnet. Als ein Ergebnis wird das Ansaugventilelement 301 zu einem Ventilschließzustand durch die Ventilfeder 304 betätigt, und der Ansaugöffnung 30d ist in einem geschlossenen Zustand.
Ein Ansaugventilsitzelement 310 ist in dem elektromagnetischen Ansaugventil 30 vorgesehen, um zu ermöglichen, dass das Ansaugventilelement 301 die Ansaugöffnung 30d, die zu der Druckkammer 11 führt, sperrt. Ein Ansaugventilsitz 310a ist auf dem Ansaugventilsitzelement 310 gebildet. Das Ansaugventilsitzelement 310 wird in einen röhrenförmigen Nabenabschnitt 1b auf luftdichte Weise eingeführt und an dem Pumpenhauptkörper 1A befestigt. Wenn das elektromagnetische Ansaugventil 30 an dem Pumpenhauptkörper 1A angebracht ist, sind der Ansauganschluss 30a und der Ansaugweg 10b verbunden.
Der Förderventilmechanismus 8 enthält eine Förderventilsitzfläche 8a, die in dem Pumpenhauptkörper 1 vorgesehen ist, wobei das Förderventilelement 8b mit einem Lager 8e in einer Mitte ausgestattet ist, um fähig zu sein, eine Hin- und Her-Schiebebewegung aufrechtzuerhalten, und das Förderventilführungselement 8d mit einer Mittelwelle 8f ausgestattet ist, die in Bezug auf ein Lager des Förderventilelements 8b verschiebbar ist.
Das Förderventilelement 8b bildet eine ringförmige Kontaktfläche 8f, die dadurch Öldichtigkeit aufrechterhalten kann, dass sie in Kontakt mit der Förderventilsitzfläche 8a ist.
Die Förderventilfeder 8c ist vorgesehen, um das Förderventilelement 8b in einer Ventilschließrichtung zu betätigen. Durch die vorstehende Konfiguration kann die Neigung des Förderventilelements 8b beschränkt werden, und das Förderventilelement 8b kann in einer axial verschiebbaren Weise eingeschränkt sein. Dementsprechend kann sichergestellt werden, dass ein Sitzabschnitt (die Förderventilsitzfläche 8a) an das Förderventilelement 8b anstößt. Durch Abdichten des Förderventilführungselements 8d in dem Pumpenhauptkörper 1 durch Presspassung der Fassung oder dergleichen wird der Förderventilmechanismus 9 konfiguriert. Der Förderventilmechanismus 8 funktioniert als ein Rückschlagventil, das eine Kraftstoffumlaufrichtung einschränkt.
Als Nächstes werden eine Konfiguration und ein Betrieb des Entlastungsventilmechanismus 100 mit Bezug auf die 5 und 6 beschrieben. Der Entlastungsventilmechanismus 100 ist in einem Aufnahmeloch (Aufnahmeaussparung) 1C enthalten, das auf dem Pumpenhauptkörper 1A gebildet ist. Das Aufnahmeloch 1C kommuniziert mit der Druckkammer 11 über das Kommunikationsloch 11b. Das heißt, der Entlastungsweg (Rückführungsweg) 101 kommuniziert mit der Druckkammer 11 über den Entlastungsventilmechanismus 100 über das Kommunikationsloch 11b.
Der Entlastungsventilmechanismus 100 besteht aus einem Entlastungsventilgehäuse 105 integral mit dem Entlastungsventilsitz 104, dem Entlastungsventil 103, einer Entlastungsventilhalterung 107, der Entlastungsfeder 102 und einer Entlastungsfederhalterung 106. Ein Kraftstoffweg zum Rückführen aus der Entlastungskammer 108, in der die Entlastungsfeder 102 angeordnet ist, zu der Druckkammer 11 ist in der Entlastungsfederhalterung 107 gebildet.
Der Entlastungsventilmechanismus 100 ist als eine Unterbaugruppe außerhalb des Pumpengehäuses 1 montiert. Das Entlastungsventil 103, die Entlastungsventilhalterung 107 und die Entlastungsfeder 102 sind nacheinander in dieser Reihenfolge in das Entlastungsventilgehäuse 105 eingeführt, und die Entlastungsventilhalterung 105 ist in das Entlastungsventilgehäuse 105 pressgepasst und daran befestigt. Eine Sollbelastung der Entlastungsfeder 102 ist durch eine feste Position der Entlastungsfederhalterung 106 bestimmt. Ein Ventilöffnungsdruck des Entlastungsventils 103 ist durch die Sollbelastung der Entlastungsfeder 102 bestimmt.
Die Kraftstoffpumpe der vorliegenden Ausführungsform enthält die Druckkammer 11 für die Druckbeaufschlagung des Kraftstoffs und den Entlastungsventilmechanismus 100, der Kraftstoff in einem Förderweg auf einer stromabwärts gelegenen Seite des Förderventils 8 zu der Druckkammer 11 zurückführt. Der Entlastungsventilmechanismus 100 enthält den Entlastungsventilsitz 104, der den Entlastungskanal schließt, wenn das Entlastungsventil 103 auf dem Sitz aufliegt, die Entlastungsfeder 102, die das Entlastungsventil 103 zu dem Entlastungsventilsitz 104 betätigt, und die Entlastungsfederhalterung 106, die die Entlastungsfeder 102 hält. In der Entlastungsfederhalterung 106 ist ein Drosselklappenabschnitt in einem Kraftstoffweg zum Rückführen aus der Entlastungkammer 108, in der die Entlastungsfeder 102 angeordnet ist, zu der Druckkammer 11 und ein Kanal gebildet.
Zu dieser Zeit fließt in dem Entlastungsventil, das Kraftstoff zu der Druckkammer 11 zurückführt, Kraftstoff in den Entlastungsventilmechanismus 100 während eines Druckaufbauprozesses (zu der Zeit, wenn sich der Kolben aufwärts bewegt), da der Entlastungsventilmechanismus 100 mit der Druckkammer 11 kommuniziert. Da ein Fluss von Kraftstoff, der in die Druckkammer 11 aus dem Entlastungsventil 103 eingesaugt wird, in einem Ansaugprozess erzeugt wird (zu der Zeit, wenn sich der Kolben abwärts bewegt), wird eine Durchflussmenge an einem Spaltabschnitt 20a zwischen dem Gehäuse 105 und einer Ventilelementdruckvorrichtung, der einen kleinen Spalt aufweist, und dem Entlastungsventilsitz 104 in der Nähe des Spaltabschnitts 20a erhöht, und der Druck in der Nähe des Spaltabschnitts 20a wird erniedrigt, was zur Erzeugung von Hohlraumbildung und Beschädigung des Entlastungsventilsitzes 104 durch Erosion führt, und als ein Ergebnis kann eine Kraftstoffabdichtungsfunktion des Entlastungsventilsitzes 104 verringert sein.
Im Hinblick auf das Vorstehende ist eine Drosselklappe in der Entlastungsfederhalterung 106 wie in der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen, um das Verringern des Drucks und die Erzeugung von Hohlraumbildung in der Nähe des Sitzes zu begrenzen, so dass eine Hochdruckkraftstoffpumpe mit hoher Zuverlässigkeit bereitgestellt werden kann. Mehrere Drosselklappenabschnitte können in dem Entlastungsventilmechanismus 100 vorgesehen sein. Der Drosselklappenabschnitt der vorliegenden Ausführungsform wird später genau beschrieben.
Die Entlastungsventilhalterung 107 wird durch die Entlastungsfeder 102 betätigt, um eine Rolle zum Halten des Entlastungsventils 103 zu spielen, und ein Drosselklappenabschnitt 107c ist auf einer äußeren peripheren Seite der Entlastungsventilhalterung 107 gebildet. Mit dem entlastungsventilhalterungsseitigen Drosselklappenabschnitt 107c an dem Entlastungsventil 103 ist die Entlastungsventilhalterung 107 verschiebbar gelagert. Mit dem entlastungsventilhalterungsseitigen Drosselklappenabschnitt 107c kann der Druck des Kraftstoffs, der aus dem Entlastungsventil 103 einfließt, nach dem Durchtreten verringert werden.
Der Entlastungsventilmechanismus 100 enthält ein Entlastungsventilgehäuse 105, das einen äußeren peripheren Abschnitt der Entlastungsventilhalterung 107 hält, und der entlastungsventilhalterungsseitige Drosselklappenabschnitt 107c, der auf der äußeren peripheren Seite der Entlastungsventilhalterung 107 gebildet ist, ist zwischen einem äußeren peripheren Abschnitt der Entlastungsventilhalterung 107 und einem inneren peripheren Abschnitt des Entlastungsventilgehäuses 105 gebildet.
Die Entlastungsfederhalterung 106 des Entlastungsventilmechanismus 100 enthält einen Entlastungsfederaufnahmeabschnitt 106a, der die Entlastungsfeder 102 auf einer äußeren peripheren Seite aufnimmt, und einen Vorsprungabschnitt 106b, der zu der Seite des Entlastungsventils 107 in Bezug auf den Entlastungsfederaufnahmeabschnitt 106a hervorsteht und auf einer inneren peripheren Seite einer Entlastungsfeder angeordnet ist. Ein entlastungsfederhalterungsseitiger Drosselklappenabschnitt 106d der Entlastungsfederhalterung 106 ist auf einer inneren peripheren Seite der Vorsprungabschnitts 106b gebildet. Der Vorsprungabschnitt 106b der Entlastungsfederhalterung 106 spielt eine Rolle zum Halten der Entlastungsfeder 102 und kann die Verformung und Verschlechterung der Entlastungsfeder 102 verhindern. Wenn sich der Kolben 2 abwärts bewegt und Kraftstoff zu einer Druckkammer zurückkehrt, drosselt der entlastungsfederhalterungsseitige Drosselklappenabschnitt 106d Kraftstoff an dem Drosselklappenabschnitt 106d, der auf einer inneren peripheren Seite des Vorsprungabschnitts 106b gebildet ist, und Hohlraumbildungserosion des Entlastungsventilsitzes 104 kann eingeschränkt sein. Mit dem entlastungsfederhalterungsseitigen Drosselklappenabschnitt 106d, der auf einer inneren peripheren Seite des Vorsprungabschnitts 106b vorgesehen ist, wird auch ein vorteilhafter Effekt für die Reduktion eines Totvolumens erhalten.
Die Entlastungsfederhalterung 106 enthält den Entlastungsfederaufnahmeabschnitt 106a, der die Entlastungsfeder 102 auf einer äußeren peripheren Seite aufnimmt, und den Vorsprungabschnitt 106b, der zu der Seite des Entlastungsventils 103 in Bezug auf den Entlastungsfederaufnahmeabschnitt 106a hervorsteht und auf einer inneren peripheren Seite der Entlastungsfeder 102 angeordnet ist. Die Entlastungsventilhalterung 107 enthält einen Vorsprungabschnitt 107b, der zu der Seite der Entlastungsfederhalterung 106 in Bezug auf das Entlastungsventil 102 hervorsteht und auf einer inneren peripheren Seite der Entlastungsfeder 102 angeordnet ist. Eine axiale Länge des Vorsprungabschnitts 106b der Entlastungsfederhalterung 106 ist länger als die axiale Länge des Vorsprungabschnitts 107b der Entlastungsventilhalterung 107.
Der Drosselklappenabschnitt 106d, der in Bezug auf die Entlastungsfederhalterung 106 gebildet ist, ist so konfiguriert, dass er einen Druckverlust aufweist, der beinahe äquivalent demjenigen oder größer als derjenige des Drosselklappenabschnitts 107c ist, der in Bezug auf die Entlastungsventilhalterung 107 gebildet ist. Durch die vorstehende Konfiguration ist eine Kraftstoffdurchflussmenge auf der Seite der Entlastungsfederhalterung 106 so konfiguriert, dass sie höher ist. Als ein Ergebnis wird eine Kraftstoffdurchflussmenge an dem Drosselklappenabschnitt, der auf der Seite der Entlastungsventilhalterung 107 vorgesehen ist, niedriger. Dementsprechend kann die Erzeugung von Hohlraumbildungserosion auf dem Entlastungsventilsitz 104 eingeschränkt sein.
Der entlastungsfederhalterungsseitige Drosselklappenabschnitt 106d, der mit Bezug auf die Entlastungsfederhalterung 106 gebildet ist, ist so konfiguriert, dass er länger ist als der entlastungsventilhalterungsseitige Drosselklappenabschnitt 107c, der in Bezug auf die Entlastungsventilhalterung gebildet ist. Es ist bekannt, dass im Allgemeinen, wenn die Länge größer ist, ein Druckverlust gesteigert wird und ein Drosselungseffekt signifikanter gezeigt wird. Durch eine solche Konfiguration wird, wenn der Fluss von Kraftstoff, der aus dem Kommunikationsloch 11b des Entlastungswegs (Rückführungswegs) 101 in die Druckkammer 11 gesaugt wird, während eines Ansaugprozesses (wenn sich der Kolben abwärts bewegt) zur Zeit des normalen Betriebs der Hochdruckkraftstoffpumpe, die in 6 gezeigt ist, erzeugt wird, ein Drosselungseffekt an dem Durchgangsloch 106c erhalten, und die Erzeugung von Hohlraumbildung, die durch Verringern des Drucks in dem durch die Drosselklappe gebildeten Abschnitt 107c der Entlastungsventilhalterung 107 und in dem Entlastungsventilsitzabschnitt 104 in der Nähe des durch die Drosselklappe gebildeten Abschnitts 107c verursacht ist, kann eingeschränkt sein.
Der Drosselklappenabschnitt auf der Seite der Entlastungsfederhalterung 106, der auf der Entlastungsfederhalterung 106 gebildet ist, ist so konfiguriert, dass er einen Querschnitt von 2 mm³ oder kleiner in Bezug auf die axiale Richtung aufweist. Wie vorstehend beschrieben muss der entlastungsfederhalterungsseitige Drosselklappenabschnitt 106d einen stärkeren Effekt zum Drosseln von Kraftstoff wie derjenige des entlastungsventilhalterungsseitigen Drosselklappenabschnitts 107c aufweisen, um die Hohlraumbildungserosion des Entlastungsventilsitzes 104 einzuschränken.
Ein axialer Querschnitt des entlastungsfederhalterungsseitigen Drosselklappenabschnitts 106d ist eine Maßzahl eines Drosselungseffekts. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein axialer Querschnitt der Entlastungsfederhalterung 106 vorzugsweise 2 mm³ oder kleiner, um die Kraftstoffdurchflussmenge ausreichend zu erhöhen.
Der Entlastungsventilmechanismus 100 enthält die Entlastungsventilhalterung 107, die durch die Entlastungsfeder 102 betätigt wird und das Entlastungsventil 103 hält. In dem Raum der Entlastungskammer 108, die zwischen einer Endfläche auf der Seite der Druckkammer 11 der Entlastungsfederhalterung 106 und dem Entlastungsventilsitz 104 gebildet ist, ist ein Volumen, das durch die Entlastungsfederhalterung 106, die Entlastungsfeder 102, die Entlastungsventilhalterung 107 und das Entlastungsventil 103 eingenommen ist, so konfiguriert, dass es größer ist als ein Volumen der anderen Räume. Durch die vorstehende Konfiguration kann eine Reduktion eines Totvolumens in dem Entlastungsventil 103 erwartet werden, und die Effizienz der Kraftstoffförderung durch eine Hochdruckkraftstoffpumpe kann verbessert sein.
Gemäß der ersten Ausführungsform, die die vorstehende Konfiguration aufweist, kann die Erzeugung von Hohlraumbildungserosion auf dem Entlastungsventilsitz 104 auch zu der Zeit verhindert werden, wenn sich ein Kolben abwärts bewegt, das Verringern einer Kraftstoffabdichtungsfunktion des Entlastungsventils 103 kann eingeschränkt sein, und eine hoch zuverlässige Hochdruckkraftstoffpumpe kann bereitgestellt werden. Obwohl jedoch die vorliegende Ausführungsform mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben worden ist, sind die Formen und dergleichen einer Entlastungsventilstruktur und eines Drosselklappenabschnitts nicht auf die dargestellten beschränkt.
Zweite Ausführungsform
In einer in 7 gezeigten Hochdruckkraftstoffpumpe kommuniziert der Entlastungsweg (Rückführungsweg) 101 mit der Niederdruckkammer 10b über den Entlastungsventilmechanismus 100 durch ein Kommunikationsloch 11c. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Entlastungsventilmechanismus 100 konfiguriert, Kraftstoff in einem Förderweg auf einer stromabwärts gelegenen Seite eines Förderventils direkt zu einer Niederdruckkammer zurückzuführen.
Der modulare Entlastungsventilmechanismus 100 wird durch Presspassung des Entlastungsventilgehäuses 105 an eine innere periphere Wand des Aufnahmelochs (röhrenförmigen Durchgangslochs) 1C, das in dem Pumpenhauptkörper 1A vorgesehen ist, befestigt. Dann wird eine Förderverbindung 12a, die die Kraftstoffförderöffnung 12 bildet, befestigt, um das Aufnahmeloch 1C des Pumpenhauptkörpers 1 zu sperren, um zu verhindern, dass Kraftstoff nach außen aus der Hochdruckpumpe 1 ausläuft, und gleichzeitig die Verbindung mit der „Common Rail“ 23 zu ermöglichen.
Das Aufnahmeloch 1C und ein Aufnahmeloch 1D sind mit dem Förderweg 110 verbunden, wie in 3 gezeigt ist.
Auf diese Weise kommuniziert der Förderweg 110 mit der Kraftstoffförderöffnung 12 über das Aufnahmeloch 1C.
Wenn die Kapazität der Druckkammer 11 durch die Bewegung des Kolbens 2 abzunehmen beginnt, steigt der Druck in der Druckkammer 11 zusammen mit dem Abnehmen der Kapazität an. Wenn der Druck in der Druckkammer 11 höher wird als der Druck in dem Förderkanal 110, wird der Förderventilmechanismus 8 geöffnet, und Kraftstoff wird aus der Druckkammer 11 in den Förderkanal 110 gefördert. Ab dem Moment, wenn der Förderventilmechanismus 8 geöffnet wird, bis unmittelbar danach schießt der Druck in der Druckkammer 11 über und wird zu einem extrem hohen Druck. Dieser hohe Druck breitet sich auch zu dem Inneren des Förderkanals 110 aus, und der Druck in dem Förderkanal 110 schießt zur gleichen Zeit ebenfalls über.
Falls zu dieser Zeit ein Ausgang des Entlastungsventilmechanismus 100 mit dem Ansaugkanal 10b verbunden ist, verursacht das Drucküberschießen in dem Förderkanal 11, dass eine Druckdifferenz zwischen einem Eingang und einem Ausgang des Entlastungsventils 103 höher wird als ein Ventilöffnungsdruck des Entlastungsventilmechanismus 100, und das Entlastungsventil 103 kann fehlerhafterweise betätigt werden.
Im Gegensatz dazu ist in der vorliegenden Ausführungsform ein Ausgang des Entlastungsventilmechanismus 100 mit der Druckkammer 11 verbunden. Dementsprechend wirkt der Druck in der Druckkammer 11 auf den Ausgang des Entlastungsventilmechanismus 100, und der Druck in dem Förderkanal 110 wirkt auf den Eingang des Entlastungsventilmechanismus 11. Der Drucküberschuss tritt zur gleichen Zeit in der Druckkammer 11 und dem Förderkanal 110 auf. Dementsprechend wird die Druckdifferenz zwischen einem Eingang und einem Ausgang des Entlastungsventils 103 niemals zu einem Ventilöffnungsdruck des Entlastungsventils 103 oder höher. Das heißt, dass das Entlastungsventil 103 niemals fehlerhafterweise betätigt wird.
Wenn die Kapazität der Druckkammer 11 beginnt, sich durch die Bewegung des Kolbens 2 zu erhöhen, nimmt der Druck in der Druckkammer 11 ab, wenn die Kapazität ansteigt, und wird niedriger als der Druck in dem Ansaugweg 10b (Ansauganschluss 30a). In diesem Zustand fließt Kraftstoff in die Druckkammer 11 aus dem Ansaugweg 10b (Ansauganschluss 30a). Wenn die Kapazität der Druckkammer 11 beginnt, sich aufgrund der Bewegung des Kolbens 2 wieder zu verringern, wird der Druck des Kraftstoffs auf einen hohen Druck erhöht und durch den vorstehenden Mechanismus gefördert. Selbst wenn diese Struktur verwendet wird, kann eine Verbesserung der Fördereffizienz erwartet werden.
Als Nächstes wird ein Fall, in dem ein anomal hoher Druck in der „Common Rail“ 23 und dergleichen aufgrund eines Fehlers und dergleichen der Direkteinspritzungs-Einspritzeinrichtung 24 erzeugt wird, genau beschrieben.
Falls eine Einspritzfunktion des der Direkteinspritzungs-Einspritzeinrichtung 24 anhält und Kraftstoff, der zu der „Common Rail“ 23 geschickt wird, nicht mehr einem Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine zugeführt werden kann, sammelt sich Kraftstoff zwischen dem Förderventilmechanismus 8 und der „Common Rail“ 23 an, und ein Kraftstoffdruck wird zu einem anomal hohen Druck. In diesem Fall wird dann, wenn sich der Druck allmählich erhöht, durch den Drucksensor 26, der in der „Common Rail“ 23 vorgesehen ist, eine Anomalie detektiert, und eine Sicherheitsfunktion zum Reduzieren einer Fördermenge durch Rückkopplungssteuerung des elektromagnetischen Ansaugventils 30, die ein Kapazitätssteuermechanismus ist, der in dem Ansaugweg 10b (Ansauganschluss 30a) vorgesehen ist, arbeitet. Ein plötzlicher anomal hoher Druck kann jedoch nicht durch Rückkopplungssteuerung unter Verwendung des Drucksensors 26 gehandhabt werden.
Wenn das elektromagnetische Ansaugventil 30 ausfällt und die „Common Rail“ 23 nicht länger funktioniert in einer Betriebsart zu der Zeit der maximalen Kapazität, wird in einem Betriebszustand, in dem keine große Kraftstoffmenge erforderlich ist, ein Förderdruck anomal hoch. In diesem Fall kann, selbst wenn der Drucksensor 26 der „Common Rail“ 23 einen anomal hohen Druck detektiert, dieser anomal hohe Druck nicht eliminiert werden, da der Kapazitätssteuermechanismus selbst ausfällt. Wenn ein solcher anomal hoher Druck auftritt, funktioniert der Entlastungsventilmechanismus 100 der vorliegenden Ausführungsform als ein Sicherheitsventil.
Wenn die Kapazität der Druckkammer 11 durch die Bewegung des Kolbens 2 beginnt zuzunehmen, nimmt der Druck in der Druckkammer 11 zusammen mit dem Zunehmen der Kapazität ab. Zu dieser Zeit, wenn der Druck eines Eingangs des Entlastungsventilmechanismus 100, das heißt des Förderkanals 110, höher wird als ein Druck eines Ausgangs des Entlastungsventils 103, das heißt, der Druckkammer 11, um einen Ventilöffnungsdruck des Entlastungsventilmechanismus 100 oder höher, wird der Entlastungsventilmechanismus 100 geöffnet. Wenn der Entlastungsventilmechanismus 100 geöffnet ist, wird Kraftstoff mit einem anomal hohen Druck in der „Common Rail“ 23 zu der Druckkammer 11 zurückgeführt. Auf diese Weise weist ein Hochdruckleitungssystem, wie z. B. die „Common Rail“ 23, keinen spezifizierten Druck oder höher auf, selbst wenn ein anomal hoher Druck erzeugt wird, und das Hochdruckleitungssystem, wie z. B. die „Common Rail“ 23, ist geschützt.
Damit ist die Beschreibung beendet. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt und enthält eine Vielzahl von Variationen. Die vorstehenden Ausführungsformen sind zum einfachen Verstehen der vorliegenden Erfindung genau beschrieben, und die vorliegende Erfindung ist nicht notwendigerweise auf Ausführungsformen beschränkt, die alle Konfigurationen enthalten. Eine Konfiguration einer speziellen Ausführungsform kann durch eine Konfiguration einer anderen Ausführungsform ersetzt werden, und eine Konfiguration einer speziellen Ausführungsform kann einer Konfiguration einer anderen Ausführungsform hinzugefügt werden. Für einen Teil einer Konfiguration einer Ausführungsform können andere Konfigurationen hinzugefügt, entfernt oder ersetzt werden.
Bezugszeichenliste

1A: Pumpenhauptkörper
2: Kolben
6: Zylinder
8: Förderventilmechanismus
9: Druckpulsationsreduktionsmechanismus
10b: Ansaugweg
11: Druckkammer
23: Common Rail
26: Drucksensor
30: elektromagnetisches Ansaugventil
30a: Ansauganschluss
100: Entlastungsventilmechanismus
103: Entlastungsventil
104: Entlastungsventilsitz
106: Entlastungsfederhalterung
106a: Entlastungsfederaufnahmeabschnitt
106b: entlastungsfederseitiger Vorsprungabschnitt
106c: entlastungsfederseitiges Durchgangsloch
106d: entlastungsfederseitiger Drosselklappenabschnitt
107: Entlastungsventilhalterung
108: Entlastungskammer
110: Förderkanal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009114868 A [0002, 0003]

Claims

Kraftstoffpumpe, die Folgendes umfasst: eine Druckkammer, die konfiguriert ist, Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen; und einen Entlastungsventilmechanismus, der konfiguriert ist, Kraftstoff in einem Förderpfad auf einer stromabwärts gelegenen Seite des Förderventils zu der Druckkammer zurückzuführen, wobei der Entlastungsventilmechanismus Folgendes umfasst: einen Entlastungssitz, der konfiguriert ist, einen Entlastungskanal zu schließen, wenn ein Entlastungsventil aufsitzt; eine Entlastungsfeder, die konfiguriert ist, das Entlastungsventil zu dem Entlastungssitz zu betätigen; und eine Entlastungsfederhalterung, die konfiguriert ist, die Entlastungsfeder zu halten, und wobei in der Entlastungsfederhalterung ein entlastungsfederhalterungsseitiger Drosselklappenabschnitt in einem Kraftstoffweg für die Rückführung von einer Entlastungskammer, in der die Entlastungsfeder angeordnet ist, zu der Druckkammer und dem Kanal gebildet ist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, die ferner eine Entlastungsventilhalterung umfasst, die konfiguriert ist, durch die Entlastungsfeder betätigt zu werden und das Entlastungsventil zu halten, wobei ein entlastungsventilhalterungsseitiger Drosselklappenabschnitt auf einer äußeren peripheren Seite der Entlastungsventilhalterung gebildet ist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, die ferner ein Entlastungsventilgehäuse umfasst, das konfiguriert ist, einen äußeren peripheren Abschnitt der Entlastungsventilhalterung zu halten, wobei ein entlastungsventilhalterungsseitigen Drosselklappenabschnitt, der auf einer äußeren peripheren Seite des Entlastungsventilhalterung gebildet ist, zwischen dem äußeren peripheren Abschnitt der Entlastungsventilhalterung und einem inneren peripheren Abschnitt des Entlastungsventilgehäuses gebildet ist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, wobei die Entlastungsfederhalterung Folgendes umfasst: einen Entlastungsfederaufnahmeabschnitt, der konfiguriert ist, die Entlastungsfeder auf einer äußeren peripheren Seite aufzunehmen; und einen entlastungsfederhalterungsseitigen Vorsprungabschnitt, der konfiguriert ist, zu der Seite des Entlastungsventils hervorzustehen in Bezug auf den Entlastungsfederaufnahmeabschnitt und auf einer inneren peripheren Seite der Entlastungsfeder angeordnet zu sein, und einen entlastungsfederhalterungsseitigen Drosselklappenabschnitt der Entlastungsfederhalterung, der auf einer inneren peripheren Seite des entlastungsfederhalterungsseitigen Vorsprungabschnitts gebildet ist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 2, wobei die Entlastungsfederhalterung Folgendes umfasst: einen Entlastungsfederaufnahmeabschnitt, der konfiguriert ist, die Entlastungsfeder auf einer äußeren peripheren Seite aufzunehmen; und einen entlastungsfederhalterungsseitigen Vorsprungabschnitt, der konfiguriert ist, zu einer Seite des Entlastungsventils hervorzustehen in Bezug auf den Entlastungsfederaufnahmeabschnitt, und auf einer inneren peripheren Seite der Entlastungsfeder angeordnet ist, wobei die Entlastungsventilhalterung einen entlastungsventilhalterungsseitigen Vorsprungabschnitt umfasst, der konfiguriert ist, zu der Seite der Entlastungsfederhalterung hervorzustehen in Bezug auf das Entlastungsventil, und auf einer inneren peripheren Seite der Entlastungsfeder angeordnet ist, und wobei eine axiale Länge des entlastungsfederhalterungsseitigen Vorsprungabschnitts länger ist als eine axiale Länge des entlastungsventilhalterungsseitigen Vorsprungabschnitts.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 2, wobei der entlastungsfederhalterungsseitige Drosselklappenabschnitt, der mit Bezug auf die Entlastungsventilhalterung gebildet ist, im Vergleich zu dem entlastungsventilhalterungsseitigen Drosselklappenabschnitt, der mit Bezug auf die Entlastungsventilhalterung gebildet ist, einen beinahe gleichen oder höheren Druckverlust aufweist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 2, wobei der entlastungsfederhalterungsseitige Drosselklappenabschnitt, der mit Bezug auf die Entlastungsfederhalterung gebildet ist, länger ist als der entlastungsventilhalterungsseitige Drosselklappenabschnitt, der mit Bezug auf die Entlastungsventilhalterung gebildet ist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, wobei der entlastungsfederhalterungsseitige Drosselklappenabschnitt, der mit Bezug auf die Entlastungsfederhalterung gebildet ist, einen Querschnitt von 2 mm³ oder kleiner in Bezug auf die axiale Richtung aufweist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, die ferner eine Entlastungsventilhalterung umfasst, die konfiguriert ist, durch die Entlastungsfeder betätigt zu werden und das Entlastungsventil zu halten, wobei im Raum einer Entlastungskammer, der von einer Endfläche der Seite der Druckkammer der Entlastungsfederhalterung zu dem Entlastungsventilsitz gebildet ist, ein Volumen, das durch die Entlastungsfederhalterung, die Entlastungsfeder, die Entlastungsventilhalterung und das Entlastungsventil eingenommen ist, größer ist als ein Volumen der anderen Räume.
Kraftstoffpumpe, die Folgendes umfasst: eine Druckkammer, die konfiguriert ist, Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen; und einen Entlastungsventilmechanismus, der konfiguriert ist, Kraftstoff in einem Förderpfad auf einer stromabwärts gelegenen Seite des Förderventils direkt einer Niederdruckkammer zuzuführen, wobei der Entlastungsventilmechanismus Folgendes umfasst: einen Entlastungssitz, der konfiguriert ist, einen Entlastungskanal zu schließen, wenn ein Entlastungsventil sitzt; eine Entlastungsfeder, die konfiguriert ist, das Entlastungsventil zu dem Entlastungssitz zu betätigen; und eine Entlastungsfederhalterung, die konfiguriert ist, die Entlastungsfeder zu halten, und in der Entlastungsfederhalterung ein entlastungsfederhalterungsseitiger Drosselklappenabschnitt in einem Kraftstoffweg für die Rückführung aus einer Entlastungskammer, in der die Entlastungsfeder angeordnet ist, zu der Niederdruckkammer und dem Kanal gebildet ist.