DE112018003099T5

DE112018003099T5 - Solenoideinlassventil und damit versehene hochdruck-kraftstoffpumpe

Info

Publication number: DE112018003099T5
Application number: DE112018003099.7T
Authority: DE
Inventors: Yuta SASO; Masahiko Hayatani; Yasuhisa Uchiyama; Masayuki Suganami; Akihiro Munakata; Masashi Nemoto; Moritsugu AKIYAMA
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2017-07-14
Filing date: 2018-06-25
Publication date: 2020-03-26
Also published as: JPWO2019012969A1; JP6754902B2; WO2019012969A1; CN110809670B; CN110809670A

Abstract

Es ist eine Aufgabe, einen Solenoidventilmechanismus, der durch das Unterdrücken einer Zunahme der Presspassungsbelastung, wenn ein Solenoidventilmechanismus 300 in ein in einem Pumpenkörper 1 ausgebildetes Loch eingesetzt und an ihm befestigt wird, die Zusammenbaubarkeit verbessert, oder die Hochdruck-Kraftstoffpumpe zu schaffen. Deshalb schafft die vorliegende Erfindung einen Solenoidventilmechanismus, der einen Ventilkörper, der einen Strömungsweg öffnet und schließt, einen beweglichen Kern und einen Magnetkern, der den beweglichen Kern anzieht, enthält und in ein Einsetzloch eingesetzt und darin befestigt ist, wobei der Solenoidventilmechanismus enthält: einen Presspassungsabschnitt, der an einem äußeren Umfangsabschnitt auf der Seite eines distalen Endes in einer Einsetzrichtung ausgebildet und in ein Einsetzloch mit kleinem Durchmesser eingepresst ist; einen Lückenpassabschnitt, der an dem äußeren Umfangsabschnitt ausgebildet ist, der auf einer Einlassseite in der Einsetzrichtung bezüglich des Presspassungsabschnitts einen größeren Außendurchmesser als der Presspassungsabschnitt aufweist und mit einer vorgegebenen Lücke von einem Einsetzloch mit einem großen Durchmesser, das einen Durchmesser aufweist, der größer als das Einsetzloch mit kleinem Durchmesser ist, angeordnet ist; und einen Schweißabschnitt, der an ein Element geschweißt ist, in dem das Einsetzloch auf der Einlassseite in der Einsetzrichtung bezüglich des Lückenpassabschnitts ausgebildet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Solenoideinlassventil, das für eine Brennkraftmaschine verwendet wird, und auf eine damit versehene Hochdruck-Kraftstoffpumpe.
Technischer Hintergrund
Als technischer Hintergrund der Hochdruck-Kraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung ist eine in PTL 1 beschrieben. In den Abschnitten 0013 und 0014 der Patentliteratur 1 gibt es die Offenbarung, dass „der Kraftstoff, der von einer Niederdruck-Kraftstoffeinlassöffnung 10a durch einen Ansaugstutzen 51 gegangen ist, durch einen Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9 und einen Ansaugkanal 10d geht, um eine Ansaugöffnung 31b eines Solenoidventilmechanismus 300 zu erreichen, der einen Mechanismus mit variabler Kapazität bildet. Der Kraftstoff, der in den Solenoidventilmechanismus 300 geströmt ist, geht durch ein Einlassventil 300 und strömt in eine Druckkammer 11.“
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur
PTL 1: JP 2017-82717 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die 2 und 3 der Patentliteratur 1 zeigen den Solenoidventilmechanismus 300, wobei aber nicht klar ist, durch welches Verfahren der Solenoidventilmechanismus 300 an einem in einem Pumpenkörper 1 ausgebildeten Loch befestigt wird. Deshalb hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, einen Solenoidventilmechanismus zu schaffen, der durch Unterdrücken einer Zunahme der Presspassungsbelastung, wenn ein Solenoidventilmechanismus 300 in ein in einem Pumpenkörper 1 ausgebildetes Loch eingesetzt und befestigt wird, die Zusammenbaubarkeit verbessert, oder die Hochdruck-Kraftstoffpumpe.
Lösung für das Problem
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Solenoidventilmechanismus geschaffen, der einen Ventilkörper, der einen Strömungsweg öffnet und schließt, einen beweglichen Kern und einen Magnetkern, der den beweglichen Kern anzieht, enthält und in ein Einsetzloch eingesetzt und darin befestigt ist, wobei der Solenoidventilmechanismus enthält: einen Presspassungsabschnitt, der an einem äußeren Umfangsabschnitt auf der Seite eines distalen Endes in einer Einsetzrichtung ausgebildet und in ein Einsetzloch mit kleinem Durchmesser eingepresst ist; einen Lückenpassabschnitt, der an dem äußeren Umfangsabschnitt ausgebildet ist, der auf einer Einlassseite in der Einsetzrichtung bezüglich des Presspassungsabschnitts einen größeren Außendurchmesser als der Presspassungsabschnitt aufweist und mit einer vorgegebenen Lücke von einem Einsetzloch mit einem großen Durchmesser, das einen Durchmesser aufweist, der größer als ein Einsetzloch mit kleinem Durchmesser ist, angeordnet ist; und einen Schweißabschnitt, der an ein Element geschweißt ist, in dem das Einsetzloch auf der Einlassseite in der Einsetzrichtung bezüglich des Lückenpassabschnitts ausgebildet ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Solenoidventilmechanismus, der die Zusammenbaubarkeit durch das Unterdrücken einer Zunahme der Presspassungsbelastung, wenn der Solenoidventilmechanismus in das in dem Pumpenkörper 1 ausgebildete Loch eingesetzt und darin befestigt wird, verbessert, oder die Hochdruckkraftstoffpumpe zu schaffen. Weitere Konfigurationen, Operationen und Wirkungen der vorliegenden Erfindung werden in den folgenden Beispielen ausführlich beschrieben.
Figurenliste

1 zeigt eine graphische Konfigurationsdarstellung eines Kraftmaschinensystems, in dem eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird.
2 ist eine Längsschnittansicht der Hochdruck-Kraftstoffpumpe einer Ausführungsform der vorliegenden Ausführungsform.
3 ist eine horizontale Schnittansicht der von oben betrachteten Hochdruck-Kraftstoffpumpe der Ausführungsform der vorliegenden Ausführungsform.
4 ist eine Längsschnittansicht der aus einer anderen Richtung als in 1 betrachteten Hochdruck-Kraftstoffpumpe der Ausführungsform der vorliegenden Ausführungsform.
5 ist eine vergrößerte Längsschnittansicht eines Solenoidventilmechanismus der Hochdruck-Kraftstoffpumpe der vorliegenden Ausführungsform, die einen Zustand zeigt, in dem sich der Solenoidventilmechanismus in einem offenen Zustand befindet.
6 ist eine graphische Darstellung zum Erklären der Einzelheiten eines Verfahrens zum Zusammenbauen des Solenoidventilmechanismus der vorliegenden Ausführungsform.
7 ist eine schematische Ansicht eines Schweißabschnitts (Verbindungsabschnitts) des Solenoidventilmechanismus der vorliegenden Ausführungsform.
8 ist eine schematische Ansicht eines Schweißabschnitts (Verbindungsabschnitts) des Solenoidventilmechanismus der vorliegenden Ausführungsform in einer von der in 7 verschiedenen Konfiguration.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
[Beispiel]
Die vorliegende Ausführungsform bezieht sich auf eine Struktur eines Solenoideinlassventilmechanismus, der insbesondere die Zusammenbaueigenschaft des Solenoideinlassventilmechanismus einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe (Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe) verbessert.
1 zeigt eine graphische Darstellung der Gesamtkonfiguration des Kraftmaschinensystems. Ein durch die gestrichelte Linie umgebener Abschnitt gibt den Hauptkörper der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe (die im Folgenden als eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe bezeichnet wird) an, wobei die auf der Innenseite der gestrichelten Linie gezeigten Mechanismen/Komponenten als einteilig in einen Pumpenkörper 1 aufgenommen angegeben sind. 1 ist eine Zeichnung, die den Betrieb des Kraftmaschinensystems schematisch zeigt, wobei sich die ausführliche Konfiguration von der in 2 und den anschließenden Zeichnungen gezeigten Konfiguration einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe unterscheiden kann. 2 ist eine Längsschnittansicht der Hochdruck-Kraftstoffpumpe der vorliegenden Ausführungsform und 3 ist eine horizontale Schnittansicht der von oben betrachteten Hochdruck-Kraftstoffpumpe. 4 ist ferner eine Längsschnittansicht der aus einer anderen Richtung als in 2 betrachteten Hochdruck-Kraftstoffpumpe. 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Solenoidventilmechanismus 300.
Der Kraftstoff in einem Kraftstofftank 20 wird basierend auf einem Signal von einer Kraftmaschinensteuereinheit 27 (die im Folgenden als eine ECU bezeichnet wird) durch eine Förderpumpe 21 hochgepumpt. Dieser Kraftstoff wird auf einen geeigneten Förderdruck unter Druck gesetzt und durch ein Ansaugrohr 28 zu einer Niederdruck-Kraftstoffeinlassöffnung 10a der Hochdruck-Kraftstoffpumpe geschickt.
Der Kraftstoff, der von der Niederdruck-Kraftstoffeinlassöffnung 10a durch einen Ansaugstutzen 51 gegangen ist, geht durch die Dämpferkammern (10b, 10c), in denen ein Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9 angeordnet ist, um eine Ansaugöffnung 31b des Solenoidventilmechanismus 300 zu erreichen, der einen Mechanismus mit variabler Kapazität bildet. Spezifisch bildet der Solenoidventilmechanismus 300 einen Solenoideinlassventilmechanismus.
Der Kraftstoff, der in den Solenoidventilmechanismus 300 geströmt ist, geht durch eine Einlassöffnung, die durch das Einlassventil 30 geöffnet und geschlossen wird, und strömt in eine Druckkammer 11. Durch einen Nockenmechanismus 93 einer Kraftmaschine wird die Leistung einer Hin- und Herbewegung auf einen Kolben 2 angewendet. Durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens 2 wird der Kraftstoff von dem Einlassventil 30 während eines Abwärtshubs des Kolbens 2 angesaugt, während der Kraftstoff während eines Aufwärtshubs unter Druck gesetzt wird. Der unter Druck gesetzte Kraftstoff wird über einen Auslassventilmechanismus 8 zu einem gemeinsamen Kraftstoffverteiler 23 gepumpt, an dem ein Drucksensor 26 angebracht ist. Basierend auf einem Signal von einer ECU 27 spritzt eine Einspritzdüse 24 den Kraftstoff in die Kraftmaschine ein. Die vorliegende Ausführungsform ist eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe, die in einem sogenannten Direkteinspritz-Kraftmaschinensystem verwendet wird, in dem die Einspritzdüse 24 den Kraftstoff direkt in ein Zylinderrohr der Kraftmaschine einspritzt. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe stößt durch ein Signal von der ECU 27 zu dem Solenoidventilmechanismus 300 den Kraftstoff mit einer Durchflussmenge eines Soll-Versorgungskraftstoffs aus.
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, ist die Hochdruck-Kraftstoffpumpe der vorliegenden Ausführungsform in engem Kontakt mit einem Hochdruckkraftstoffpumpen-Befestigungsabschnitt 90 der Brennkraftmaschine befestigt. Spezifisch ist in einem an dem Pumpenkörper 1 vorgesehenen Befestigungsflansch 1a ein Schraubenloch 1b ausgebildet, wobei mehrere (nicht gezeigte) Bolzen darin eingesetzt sind, wie in 3 gezeigt ist. Im Ergebnis ist der Befestigungsflansch 1a in engen Kontakt mit dem Hochdruckkraftstoffpumpen-Befestigungsabschnitt 90 der Brennkraftmaschine gebracht und an ihm befestigt. Ein O-Ring 61 ist in den Pumpenkörper 1 eingepasst, um zwischen dem Hochdruckkraftstoffpumpen-Befestigungsabschnitt 90 und dem Pumpenkörper 1 abzudichten, um zu verhindern, dass Kraftmaschinenöl zur Außenseite entweicht.
Wie in den 2 und 4 veranschaulicht ist, ist ein Zylinder 6, der die Hin- und Herbewegung des Kolbens 2 führt und zusammen mit dem Pumpenkörper 1 eine Druckkammer 11 bildet, an dem Pumpenkörper 1 befestigt. Das heißt, der Kolben 2 bewegt sich innerhalb des Zylinders hin und her, um das Volumen der Druckkammer zu ändern. Es sind der Solenoidventilmechanismus 300 zum Zuführen von Kraftstoff zu der Druckkammer 11 und ein Auslassventilmechanismus 8 zum Ausstoßen von Kraftstoff aus der Druckkammer 11 zu dem Auslasskanal vorgesehen.
Der Zylinder 6 ist in den Pumpenkörper 1 auf dessen äußerer Umfangsseite eingepresst. Der Pumpenkörper 1 ist mit einem Einsetzloch zum Einsetzen des Zylinders 6 von unten ausgebildet, wobei ein innerer konvexer Umfangsabschnitt ausgebildet ist, so dass er zur inneren Umfangsseite deformiert ist, um mit der Unterseite eines festen Abschnitts 6a des Zylinders 6 am unteren Ende des Einsetzlochs in Kontakt zu gelangen. Die Oberseite des inneren konvexen Umfangsabschnitts des Pumpenkörpers 1 drückt den festen Abschnitt 6a des Zylinders 6 in der Zeichnung nach oben, wobei der unter Druck gesetzte Kraftstoff in der Druckkammer 11 an der oberen Stirnfläche des Zylinders 6 abgedichtet ist, so dass er nicht zur Niederdruckseite entweicht.
Am unteren Ende des Kolbens 2 ist ein Stößel 92 vorgesehen, der die Drehbewegung des an einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine befestigten Nockens 93 in eine vertikale Bewegung umsetzt und sie zu dem Kolben 2 überträgt. Der Kolben 2 ist durch eine Feder 4 durch einen Halter 15 mit dem Stößel 92 durch Druck verbunden. Dadurch kann der Kolben 2 zusammen mit der Drehbewegung des Nockens 93 aufwärts und abwärts hin und her bewegt werden.
Eine am unteren Ende des inneren Umfangs des Dichtungshalters 7 gehaltene Kolbendichtung 13 ist in verschiebbaren Kontakt mit dem äußeren Umfang des Kolbens 2 am unteren Teil des Zylinders 6 in der Figur installiert. Wenn der Kolben 2 gleitet, ist dadurch der Kraftstoff in einer Unterkammer 7a abgedichtet, um zu verhindern, dass der Kraftstoff in die Brennkraftmaschine strömt. Gleichzeitig ist verhindert, dass das Schmieröl (einschließlich des Kraftmaschinenöls), das den Gleitabschnitt in der Brennkraftmaschine schmiert, in den Pumpenkörper 1 strömt.
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, ist ein Ansaugstutzen 51 an der Seitenfläche des Pumpenkörpers 1 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe befestigt. Der Ansaugstutzen 51 ist mit einem Niederdruckrohr verbunden, das Kraftstoff vom Kraftstofftank 20 des Fahrzeugs zuführt, wobei der Kraftstoff von hier in das Innere der Hochdruck-Kraftstoffpumpe zugeführt wird. Ein Ansaugfilter 52 dient dazu, es zu verhindern, dass Fremdkörper, die zwischen dem Kraftstofftank 20 und der Niederdruck-Kraftstoffeinlassöffnung 10a vorhanden sind, durch die Strömung des Kraftstoffs in die Hochdruck-Kraftstoffpumpe absorbiert werden.
Der Kraftstoff, der durch die Niederdruck-Kraftstoffeinlassöffnung 10a gegangen ist, bewegt sich durch einen Niederdruck-Kraftstoffeinlasskanal, der mit dem in 4 in der vertikalen Richtung gezeigten Pumpenkörper 1 in Verbindung steht, zu dem Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9. Der Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9 ist in den Dämpferkammern (10b, 10c) zwischen einer Dämpferabdeckung 14 und der oberen Stirnfläche des Pumpenkörpers 1 angeordnet und ist durch ein Halteelement 9a, das an der unteren Stirnfläche des Pumpenkörpers 1 angeordnet ist, von unten gestützt. Spezifisch ist der Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9 ein Metalldämpfer, der durch das Aufeinanderlegen von zwei Metallmembranen konfiguriert ist. Ein Gas mit 0,3 MPa bis 0,6 MPa ist im Inneren des Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9 abgedichtet, wobei der äußere Umfangsrand durch Schweißen befestigt ist. Deshalb ist der äußere Umfangsrand dünn, wobei er konfiguriert ist, zur inneren Umfangsseite dicker zu werden.
Wie in 2 gezeigt ist, ist ein konvexer Abschnitt zum Befestigen des äußeren Umfangsrandabschnitts des Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9 von unten an der Oberseite des Halteelements 9a ausgebildet. Andererseits ist ein konvexer Abschnitt zum Befestigen des äußeren Umfangsrandabschnitts des Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9 von oben an der Unterseite der Dämpferabdeckung 14 ausgebildet. Diese konvexen Abschnitte sind in einer Kreisform ausgebildet, wobei der Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9 befestigt ist, indem er zwischen diesen konvexen Abschnitten eingelegt ist. Die Dämpferabdeckung 14 ist an dem Außenrand des Pumpenkörpers 1 eingepresst und befestigt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Halteelement 9a elastisch deformiert, um den Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9 zu stützen. In dieser Weise sind die Ober- und die Unterseite des Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9 mit der Niederdruck-Kraftstoffeinlassöffnung 10a und den Dämpferkammern (10b, 10c), die mit dem Niederdruck-Kraftstoffeinlasskanal in Verbindung stehen, ausgebildet. Das Halteelement 9a ist mit einem Kanal ausgebildet, der mit der Oberseite und der Unterseite des Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9 in Verbindung steht, obwohl dies nicht in der Zeichnung gezeigt ist, wodurch die Dämpferkammern (10b, 10c) an der Ober- und der Unterseite des Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9 ausgebildet sind.
Der Kraftstoff, der durch die Dämpferkammern (10b, 10c) gegangen ist, erreicht dann über den Niederdruck-Kraftstoffeinlasskanal 10d, der in Verbindung mit dem Pumpenkörper in der vertikalen Richtung ausgebildet ist, die Ansaugöffnung 31b des Solenoidventilmechanismus 300. Die Ansaugöffnung 31b ist so ausgebildet, dass sie mit dem Einlassventil-Sitzelement 31, das einen Einlassventilsitz 31a in der vertikalen Richtung bildet, in Verbindung steht.
Der Solenoidventilmechanismus 300 wird bezüglich 5 ausführlich beschrieben. Ein Spulenabschnitt enthält ein erstes Joch 42, eine Solenoidspule 43, ein zweites Joch 44, einen Spulenkörper 45, einen Anschluss 46 und einen Verbinder 47. Die Spule 43, in der ein Kupferdraht mehrmals um den Spulenkörper 45 gewickelt ist, ist so angeordnet, dass sie von dem ersten Joch 42 und dem zweiten Joch 44 umgeben ist, wobei sie mit einem Verbinder, der ein Harzelement ist, einteilig geformt und befestigt ist. Die jeweiligen beiden Enden des Anschlusses 46 sind mit beiden Enden des Kupferdrahts der Spule verbunden, so dass sie mit Energie versorgt wird. Ähnlich ist der Anschluss 46 einteilig mit dem Verbinder geformt, wobei das andere Ende mit der Seite der Kraftmaschinensteuereinheit verbunden sein kann.
Der Spulenabschnitt ist in einer derartigen Weise befestigt, dass der Lochabschnitt in der Mitte des ersten Jochs 42 in den äußeren Kern 38 eingepresst ist. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Seite des Innendurchmessers des zweiten Jochs 44 mit dem festen Kern 39 in Kontakt oder nah bei einem geringen Zwischenraum.
Sowohl das erste Joch 42 als auch das zweite Joch 44 sind in Anbetracht der Korrosionsbeständigkeit aus einem magnetischen rostfreien Stahl hergestellt, um einen Magnetkreis zu bilden, während der Spulenkörper 45 und der Verbinder 47 in Anbetracht der Festigkeitseigenschaften und der Wärmebeständigkeitseigenschaften aus einem wärmebeständigen Harz mit hoher Festigkeit hergestellt sind. Die Spule 43 ist aus Kupfer hergestellt, während der Anschluss 46 aus mit einem Metall galvanisch beschichteten Messing hergestellt ist.
In dieser Weise ist der Magnetkreis durch den äußeren Kern 38, das erste Joch 42, das zweite Joch 44, den festen Kern 39 und den Ankerabschnitt 36 ausgebildet, wobei dann, wenn ein Strom in die Spule eingespeist wird, eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern 39 und dem Ankerabschnitt 36 erzeugt wird, um eine Kraft zu erzeugen, die sie zueinander anzieht. Im äußeren Kern 38 ist der Abschnitt in axialer Richtung, wo der feste Kern 39 und der Ankerabschnitt 36 eine magnetische Anziehungskraft erzeugen, so dünn wie möglich hergestellt, so dass fast alles des magnetischen Flusses zwischen dem festen Kern 39 und dem Ankerabschnitt 36 verläuft. Folglich kann die magnetische Anziehungskraft effizient erhalten werden.
Ein Teil des Solenoidventilmechanismus enthält einen Stab 35, der ein beweglicher Abschnitt ist, den Ankerabschnitt 36, eine Stabführung 37, die ein fester Abschnitt ist, einen äußeren Kern 38, einen festen Kern 39, eine Stabvorbelastungsfeder 40 und eine Ankerabschnitt-Vorbelastungsfeder 41.
Der Stab 35, der ein beweglicher Abschnitt ist, und der Ankerabschnitt 36 sind als getrennte Elemente konfiguriert. Der Stab 35 ist auf der inneren Umfangsseite der Stabführung 37 verschiebbar in der axialen Richtung gehalten, während die innere Umfangsseite des Ankerabschnitts 36 auf der äußeren Umfangsseite des Stabes 35 verschiebbar gehalten ist. Das heißt, sowohl der Stab 35 als auch der Ankerabschnitt 36 sind so konfiguriert, dass sie innerhalb eines Bereichs, der geometrisch eingeschränkt ist, in der axialen Richtung verschiebbar sind.
Der Ankerabschnitt 36 weist ein oder mehrere Durchgangslöcher 36a auf, die ihn in der axialen Richtung der Komponente durchdringen, um sich in der axialen Richtung im Kraftstoff frei und gleichmäßig zu bewegen, was die Einschränkung der Bewegung aufgrund des Druckunterschieds vor und nach dem Ankerabschnitt so viel wie möglich eliminiert.
Die Stabführung 37 ist in der radialen Richtung auf der inneren Umfangsseite des Lochs, in das das Einlassventil des Pumpenkörpers 1 eingesetzt ist, eingesetzt und stößt gegen ein Ende des Einlassventilsitzes in der axialen Richtung an. Die Stabführung 37 ist so angeordnet, dass sie zwischen dem äußeren Kern 38, der durch Schweißen an dem Einsetzloch des Pumpenkörpers 1 befestigt ist, und dem Pumpenkörper 1 eingelegt ist. Die Stabführung 37 ist außerdem mit einem Durchgangsloch 37a versehen, das sie in der gleichen Weise wie den Ankerabschnitt 36 in der axialen Richtung durchdringt, und ist so konfiguriert, dass der Druck der Kraftstoffkammer auf der Seite des Ankerabschnitts die Bewegung des Ankerabschnitts nicht behindert, so dass sich der Ankerabschnitt frei und gleichmäßig bewegen kann.
Der äußere Kern 38 weist auf der dem Abschnitt, der an den Pumpenkörper 1 geschweißt ist, gegenüberliegenden Seite eine dünne zylindrische Form auf und ist in einer derartigen Weise durch Schweißen befestigt, dass der feste Kern 39 in seine innere Umfangsseite eingesetzt ist. Die Stabvorbelastungsfeder 40 ist auf der inneren Umfangsseite des festen Kerns 39 mit einem Abschnitt mit schmalem Durchmesser als eine Führung angeordnet, wobei sich der Stab 35 mit dem Einlassventil 30 in Kontakt befindet und eine Vorbelastungskraft in einer Richtung ausübt, in der das Einlassventil 30 weg von dem Einlassventil-Sitzabschnitt 31a, d. h., in der Ventilöffnungsrichtung des Einlassventils, gezogen wird.
Die Ankerabschnitt-Vorbelastungsfeder 41 ist angeordnet, um eine Vorbelastungskraft auf den Ankerabschnitt 36 in der Richtung eines Stabbundabschnitts 35 auszuüben, während dieselbe Achse durch das Einsetzen eines Endes in einen zentralen Lagerabschnitt 37b, der einen zylindrischen Durchmesser aufweist und auf der Mittelseite der Stabführung 37 vorgesehen ist, gehalten ist. Ein Bewegungsbetrag 36e des Ankerabschnitts 36 ist größer als ein Bewegungsbetrag 30e des Einlassventils 30 festgelegt. Dies ist so, weil das Einlassventil 30 sicher geschlossen ist.
Wie in 3 gezeigt ist, enthält der am Auslass der Druckkammer 11 vorgesehene Auslassventilmechanismus 8 einen Auslassventilsitz 8a, ein Auslassventil 8b, das mit dem Auslassventilsitz 8a in Kontakt gelangt und sich von dem Auslassventilsitz 8a trennt, eine Auslassventilfeder 8c, die das Auslassventil 8b zu dem Auslassventilsitz 8a vorbelastet, und einen Auslassventilstopper 8d, der den Hub (die Bewegungsstrecke) des Auslassventils 8b bestimmt. Der Auslassventilstopper 8d und der Pumpenkörper 1 sind durch Schweißen an einem Widerlagerabschnitt 8e verbunden, um zwischen dem Kraftstoff und der Außenseite abzusperren.
In einem Zustand, in dem es zwischen der Druckkammer 11 und einer Auslassventilkammer 12a keinen Kraftstoffdifferenzdruck gibt, ist das Auslassventil 8b durch die Vorbelastungskraft der Auslassventilfeder 8c durch Druck mit dem Auslassventilsitz 8a verbunden, wobei es sich in einem geschlossenen Zustand befindet. Nur wenn der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 höher als der Kraftstoffdruck in der Auslassventilkammer 12a wird, öffnet sich das Auslassventil 8b gegen die Auslassventilfeder 8c. Der Hochdruckkraftstoff in der Druckkammer 11 wird durch die Auslassventilkammer 12a, einen Kraftstoffauslasskanal 12b und die Kraftstoffauslassöffnung 12 zu dem gemeinsamen Kraftstoffverteiler 23 ausgestoßen. Wenn das Auslassventil 8b geöffnet wird, kommt es mit dem Auslassventilstopper 8d in Kontakt, wobei der Hub begrenzt ist. Deshalb ist der Hub des Auslassventils 8b durch den Auslassventilstopper 8d geeignet bestimmt. Dies verhindert eine derartige Situation, dass der Kraftstoff, der mit hohem Druck in die Auslassventilkammer 12a ausgestoßen wird, abermals aufgrund der Verzögerung beim Schließen des Auslassventils 8b, die dadurch verursacht wird, dass der Hub zu groß ist, zurück in die Druckkammer 11 strömt, so dass die Verringerung des Wirkungsgrads der Hochdruck-Kraftstoffpumpe unterdrückt werden kann. Wenn das Auslassventil 8b die Öffnungs- und Schließbewegungen wiederholt, ist ferner das Auslassventil 8b durch die äußere Umfangsfläche des Auslassventilstoppers 8d geführt, so dass es sich nur in der Hubrichtung bewegt. Damit dient der Auslassventilmechanismus 8 als ein Rückschlagventil, das die Strömungsrichtung des Kraftstoffs einschränkt.
Wie oben beschrieben worden ist, enthält die Druckkammer 11 den Pumpenkörper 1, den Solenoidventilmechanismus 300, den Kolben 2, den Zylinder 46 und den Auslassventilmechanismus 8.
5 zeigt eine ausführliche Konfiguration des Solenoidventilmechanismus 300. Wenn sich der Kolben 2 aufgrund der Drehung des Nockens 93 in der Richtung des Nockens 93 bewegt und sich im Ansaughubzustand befindet, nimmt das Volumen der Druckkammer 11 zu, wobei der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 abnimmt. In diesem Prozess wird das Einlassventil 30 geöffnet, wenn der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 tiefer als der Druck in der Ansaugöffnung 31b wird. Das Bezugszeichen 30e bezeichnet die maximale Öffnung, wobei zu diesem Zeitpunkt das Einlassventil 30 mit dem Stopper 32 in Kontakt gelangt. Wenn das Einlassventil 30 geöffnet ist, ist eine in dem Sitzelement 31 ausgebildete Öffnung 31c geöffnet. Der Kraftstoff geht durch die Öffnung 31c und strömt durch ein in dem Pumpenkörper 1 in der seitlichen Richtung ausgebildetes Loch 1c in die Druckkammer 11. Das Loch 1c bildet außerdem einen Teil der Druckkammer 11.
Nachdem der Kolben 2 den Ansaughub abgeschlossen hat, beginnt der Kolben 2, sich nach oben zu bewegen, wobei er sich zu dem Aufwärtshub bewegt. Hier bleibt die Solenoidspule 43 in einem nicht erregten Zustand, wobei keine magnetische Vorbelastungskraft wirkt. Die Stabvorbelastungsfeder 40 belastet einen Stabvorsprung 35a vor, der zur Seite des Außendurchmessers des Stabs 35 konvex ist, wobei sie so festgelegt ist, dass sie eine Vorbelastungskraft aufweist, die notwendig und ausreichend ist, um das Einlassventil 30 in einem nicht erregten Zustand offen zu halten. Das Volumen der Druckkammer 11 nimmt mit der Aufwärtsbewegung des Kolbens 2 ab. In diesem Zustand wird der einmal in die Druckkammer 11 gesaugte Kraftstoff durch eine Öffnung 30a des Einlassventils 30 in dem offenen Zustand des Ventils abermals zu dem Kanal 10d zurückgeführt, wobei folglich der Druck in der Druckkammer nicht zunimmt. Dieser Hub wird als ein Rückkehrhub bezeichnet.
Wenn in diesem Zustand ein Steuersignal von einer Kraftmaschinensteuereinheit 27 (die im Folgenden als eine ECU bezeichnet wird) an den Solenoidventilmechanismus 300 angelegt ist, fließt ein Strom über den Anschluss 46 durch die Solenoidspule 43. Zwischen einem Magnetkern 39 und einem Anker 36 wirkt eine magnetische Anziehungskraft, wobei der Magnetkern 39 und der Anker 36 an der Magnetanziehungsfläche S miteinander in Kontakt gelangen. Die Magnetanziehungskraft überwindet die Vorbelastungskraft der Stabvorbelastungsfeder 40 und drängt den Anker 36. Der Anker 36 gelangt mit dem Stabvorsprung 35a in Eingriff und bewegt den Stab 35 weg von dem Einlassventil 30.
Zu diesem Zeitpunkt ist das Einlassventil 30 durch die Vorbelastungskraft der Einlassventil-Vorbelastungsfeder 33 und die durch den in den Ansaugkanal 10d strömenden Kraftstoff verursachte Fluidkraft geschlossen. Nachdem das Ventil geschlossen ist, steigt der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 zusammen mit der Aufwärtsbewegung des Kolbens 2 an, wobei, wenn der Kraftstoffdruck gleich dem oder größer als der Druck in der Kraftstoffauslassöffnung 12 ist, der Hochdruckkraftstoff durch den Auslassventilmechanismus 8 ausgestoßen wird und dem gemeinsamen Kraftstoffverteiler 23 zugeführt wird. Dieser Hub wird als ein Auslasshub bezeichnet.
Das heißt, der Aufwärtshub von dem unteren Anfangspunkt bis zum oberen Anfangspunkt des Kolbens 2 enthält einen Rückkehrhub und einen Auslasshub. Dann kann durch das Steuern der Erregungszeitsteuerung der Spule 43 des Solenoidventilmechanismus 300 die Menge des Hochdruckkraftstoffs, der ausgestoßen wird, gesteuert werden. Falls die Zeitsteuerung des Erregens der Solenoidspule 43 vorgestellt ist, ist das Verhältnis des Rückkehrhubs während des Verdichtungshubs klein, während das Verhältnis des Auslasshubs groß ist. Das heißt, die Menge des zu dem Ansaugkanal 10d zurückgeführten Kraftstoffs ist klein, während die Menge des mit hohem Druck ausgestoßenen Kraftstoffs groß ist. Falls andererseits die Zeitsteuerung der Erregung verzögert ist, ist das Verhältnis des Rückkehrhubs während des Verdichtungshubs groß, während das Verhältnis des Auslasshubs klein ist. Das heißt, die Menge des zu dem Ansaugkanal 10d zurückgeführten Kraftstoffs ist groß, während die Menge des mit hohem Druck ausgestoßenen Kraftstoffs klein ist. Die Zeitsteuerung des Erregens der Solenoidspule 43 ist durch einen Befehl von der ECU 27 gesteuert. Durch das Steuern der Erregungszeitsteuerung der Solenoidspule 43, wie oben beschrieben worden ist, kann die Menge des mit hohem Druck ausgestoßenen Kraftstoffs auf die Menge gesteuert werden, die durch die Brennkraftmaschine benötigt wird.
In den Niederdruck-Dämpferkammern (10b, 10c) ist der Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9, der die in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe erzeugte Druckpulsation vor dem Ausbreiten bis zum Kraftstoffrohr 28 verringert, installiert. Wenn der einmal in die Druckkammer 11 geströmte Kraftstoff für die Kapazitätssteuerung abermals durch das Einlassventil 30 in dem offenen Zustand des Ventils zu dem Ansaugkanal 10d zurückgeführt wird, wird in der Niederdruck-Kraftstoffkammer 10 durch den zu dem Ansaugkanal 10d zurückgeführten Kraftstoff eine Druckpulsation erzeugt. Der Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9, der in der Niederdruck-Kraftstoffkammer 10 vorgesehen ist, ist jedoch aus einem Metallmembrandämpfer ausgebildet, in dem zwei gewellte scheibenförmige Metallplatten am äußeren Umfang miteinander verbunden sind und ein Inertgas, wie z. B. Argon, in das Innere eingespritzt ist. Die Druckpulsation wird absorbiert und verringert, wenn sich der Metalldämpfer ausdehnt und zusammenzieht.
Der Kolben 2 enthält einen Abschnitt 2a mit großem Durchmesser und einen Abschnitt 2b mit kleinem Durchmesser, wobei sich das Volumen einer Unterkammer 7a vergrößert oder verkleinert, wenn sich der Kolben hin und her bewegt. Die Unterkammer 7a steht durch einen Kraftstoffkanal 10e mit den Dämpferkammern (10b, 10c) in Verbindung. Wenn der Kolben 2 absinkt, strömt Kraftstoff von der Unterkammer 7a zu den Dämpferkammern (10b, 10c), während, wenn er ansteigt, Kraftstoff von den Dämpferkammern (10b, 10c) zu der Unterkammer 7a strömt.
Im Ergebnis ist eine derartige Funktion bereitgestellt, dass die Durchflussmenge des Kraftstoffs in die und aus der Pumpe während des Einlasshubs oder des Rückkehrhubs der Pumpe verringert werden kann, wobei die innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffpumpe erzeugte Druckpulsation verringert ist.
Als Nächstes wird ein Entlastungsventilmechanismus 200, der in den 2 und 3 gezeigt ist, beschrieben.
Der Entlastungsventilmechanismus 200 enthält einen Entlastungskörper 201, ein Entlastungsventil 202, einen Entlastungsventilhalter 203, eine Entlastungsfeder 204 und einen Federstopper 205. Der Entlastungskörper 201 ist mit einem kegelförmigen Sitzabschnitt versehen. Das Ventil 202 ist mit der Belastung der Entlastungsfeder 204 über den Ventilhalter 203 belastet und ist gegen den Sitzabschnitt des Entlastungskörpers 201 gedrückt, um den Kraftstoff in Zusammenarbeit mit dem Sitzabschnitt zu blockieren. Der Ventilöffnungsdruck des Entlastungsventils 202 ist durch die Belastung der Entlastungsfeder 204 bestimmt. Der Federstopper 205 ist in den Entlastungskörper 201 eingepresst und an ihm befestigt, wobei er ein Mechanismus ist, der die Belastung der Entlastungsfeder 204 in Abhängigkeit von der Presspassungs- und Befestigungsposition einstellt.
Wenn der Kraftstoff in der Druckkammer 11 unter Druck gesetzt ist und das Auslassventil 8b geöffnet ist, geht hier der Hochdruckkraftstoff in der Druckkammer 11 durch die Auslassventilkammer 12a und den Kraftstoffauslasskanal 12b, wobei er von der Kraftstoffauslassöffnung 12 ausgestoßen wird. Die Kraftstoffauslassöffnung 12 ist in einem Auslassstutzen 60 ausgebildet, wobei der Auslassstutzen 60 durch einen Schweißabschnitt 61 an den Pumpenkörper 1 geschweißt und an ihm befestigt ist, um einen Kraftstoffkanal sicherzustellen.
Wenn der Druck der Kraftstoffauslassöffnung 12 aufgrund einer Störung des Solenoideinlassventils 300 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe anomal hoch wird und höher als der Solldruck des Entlastungsventilmechanismus 200 wird, wird der anomale Hochdruckkraftstoff über einen Entlastungskanal 213 zu der Dämpferkammer 10c auf der Niederdruckseite ausgestoßen.
Im Folgenden wird die ausführliche Konfiguration des Solenoidventilmechanismus 300 der vorliegenden Ausführungsform bezüglich der 5 und 6 beschrieben. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe zu schaffen, die durch das Unterdrücken des Auftretens eines Zusammenbaufehlers in einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe, die den Solenoidventilmechanismus 300 enthält, eine verbesserte Zusammenbaubarkeit aufweist und die eine große Durchflussmenge bei hoher Geschwindigkeit erreicht.
Der Solenoidventilmechanismus 300 ist in einer dreistufigen Konfiguration in einem in dem Pumpenkörper 1 vorgesehenen Aufnahmeloch 100 aufgenommen. Das Einlassventil-Sitzelement 31 des Solenoidventilmechanismus 300 ist mit einem ersten äußeren Umfangsabschnitt 301 auf der Seite des distalen Endes in der Einsetzrichtung, einem zweiten äußeren Umfangsabschnitt 302 auf der Einlassseite und der Seite des Außendurchmessers in der Einsetzrichtung bezüglich des ersten äußeren Umfangsabschnitts 301 ausgebildet. Hier ist der innere Umfangsabschnitt des äußeren Kerns 38 in den äußeren Umfangsabschnitt der Stabführung 37 des Einlassventil-Sitzelements 31 eingepresst, wobei er befestigt und einteilig ist. Zusätzlich ist ein dritter äußerer Umfangsabschnitt 303 an dem äußeren Kern 38 weiter auf der Einlassseite in der Einsetzrichtung bezüglich des zweiten äußeren Umfangsabschnitts 302 ausgebildet. Ähnlich weist das Aufnahmeloch 100 einen ersten inneren Umfangsabschnitt 101 auf der Seite des distalen Endes in der Einsetzrichtung des Solenoidventilmechanismus 300, einen zweiten inneren Umfangsabschnitt 102 auf der Einlassseite und der Seite des Außendurchmessers in der Einsetzrichtung bezüglich des ersten inneren Umfangsabschnitts 101 und einen dritten inneren Umfangsabschnitt 103 weiter auf der Einlassseite in der Einsetzrichtung bezüglich des zweiten inneren Umfangsabschnitts 102 auf.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der erste äußere Umfangsabschnitt 301 des Solenoidventilmechanismus 300 in den ersten inneren Umfangsabschnitt 101 eingepresst. Ferner wird der zweite äußere Umfangsabschnitt 302 mit einer Lücke in den zweiten inneren Umfangsabschnitt 102 eingepasst. Der dritte äußere Umfangsabschnitt 303 wird mit einer Lücke in den dritten inneren Umfangsabschnitt 103 eingepasst und dann durch Schweißen befestigt.
Wie oben beschrieben worden ist, enthält der Solenoidventilmechanismus 300 der vorliegenden Ausführungsform den Ventilkörper (das Einlassventil 30), der den Strömungsweg öffnet und schließt, den beweglichen Kern (Ankerabschnitt 36) und den Magnetkern (festen Kern 39), der den beweglichen Kern (Ankerabschnitt 36) anzieht, wobei er in das Einsetzloch (Aufnahmeloch 100) eingesetzt und darin befestigt ist. Der Solenoidventilmechanismus 300 enthält den Presspassungsabschnitt (ersten äußeren Umfangsabschnitt 301), der an dem äußeren Umfangsabschnitt auf der Seite des distalen Endes in der Einsetzrichtung ausgebildet und in das Einsetzloch mit kleinem Durchmesser (den ersten inneren Umfangsabschnitt 101) eingepresst ist. Ferner enthält der Solenoidventilmechanismus 300 einen Lückenpassabschnitt (zweiten äußeren Umfangsabschnitt 302), der an dem äußeren Umfangsabschnitt (zweiten äußeren Umfangsabschnitt 302) ausgebildet ist, der auf der Einlassseite in der Einsetzrichtung bezüglich des Presspassungsabschnitts (ersten äußeren Umfangsabschnitts 301) einen größeren Außendurchmesser als der Presspassungsabschnitt (erste äußere Umfangsabschnitt 301) aufweist und mit einer vorgegebenen Lücke von dem Einsetzloch mit großem Durchmesser (zweiten inneren Umfangsabschnitt 102) angeordnet ist, das einen Durchmesser aufweist, der größer als das Einsetzloch mit kleinem Durchmesser (der erste innere Umfangsabschnitt 101) ist. Weiterhin enthält der Solenoidventilmechanismus 300 den Schweißabschnitt (dritten äußeren Umfangsabschnitt 303), der an das Element (den Pumpenkörper 1) geschweißt ist, in dem das Einsetzloch (Aufnahmeloch 100) auf der Einlassseite in der Einsetzrichtung bezüglich des Lückenpassabschnitts (zweiten äußeren Umfangsabschnitts 302) ausgebildet ist.
Hier wird angenommen, dass alle des ersten äußeren Umfangsabschnitts 301, des zweiten äußeren Umfangsabschnitts 302 und des dritten äußeren Umfangsabschnitts 303 des Solenoidventilmechanismus 300 durch Presspassung an dem Pumpenkörper 1 befestigt sind. Wenn sich die Orte der Presspassung in drei Stufen befinden, wie oben beschrieben worden ist, sind die axialen Mitte des Presspassungselements der ersten Stufe und die axialen Mitten der zweiten und der dritten Stufe exzentrisch. Im Ergebnis haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass es ein Problem gibt, dass der Presspassungs-Zwischenraum der zweiten und der dritten Stufe vergrößert ist und dass ein Presspassungsfehler auftritt. Andererseits ist es gemäß der Konfiguration der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform möglich, ein derartiges Problem zu lösen, das Auftreten des Zusammenbaufehlers zu unterdrücken und die Zusammenbaubarkeit zu verbessern.
Die zwischen dem zweiten äußeren Umfangsabschnitt 302 und dem zweiten inneren Umfangsabschnitt 102 ausgebildete Lücke und die zwischen dem dritten äußeren Umfangsabschnitt 303 und dem dritten inneren Umfangsabschnitt 103 ausgebildete Lücke sind so festgelegt, dass sie 0 oder größer sind, sogar wenn die Lücken bezüglich den Mittelachsen des ersten äußeren Umfangsabschnitts 301 und des ersten inneren Umfangsabschnitts 101 exzentrisch sind. Durch das Anwenden einer derartigen Konfiguration kann der Kontakt zwischen dem zweiten äußeren Umfangsabschnitt 302 und dem zweiten inneren Umfangsabschnitt 102 und dem dritten äußeren Umfangsabschnitt 303 und dem dritten inneren Umfangsabschnitt 103 unterdrückt werden, wobei kein Reiben verursacht wird, wenn der Solenoidventilmechanismus 300 in das Aufnahmeloch 100 eingepresst wird, so dass die Zusammenbaubarkeit verbessert werden kann.
Der erste äußere Umfangsabschnitt 301 des Einlassventil-Sitzelements 31 ist bis zum Erreichen des zweiten äußeren Umfangsabschnitts 302 parallel zu der Einsetzrichtung ausgebildet, wobei ein Kraftstoffkanal 10f zwischen dem ersten äußeren Umfangsabschnitt 301 und dem zweiten inneren Umfangsabschnitt 102 ausgebildet ist. Der Kraftstoffkanal 10f ist in der gesamten Umfangsrichtung ausgebildet.
Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform ist der äußere Umfangsabschnitt (erste äußere Umfangsabschnitt 301), an dem der Presspassungsabschnitt (erste äußere Umfangsabschnitt 301) ausgebildet ist, bis zum Erreichen des Lückenpassabschnitts (zweiten äußeren Umfangsabschnitts 302) parallel zu der Einsetzrichtung ausgebildet. Auf der äußeren Umfangsseite des äußeren Umfangsabschnitts (ersten äußeren Umfangsabschnitts 301) ist der Strömungsweg (Kraftstoffkanal 10f) zwischen dem distalen Ende in der Einsetzrichtung des Lückenpassabschnitts (zweiten äußeren Umfangsabschnitts 302) und einem distalen Endabschnitt 102a in der Einsetzrichtung des Einsetzlochs mit großem Durchmesser (zweiten inneren Umfangsabschnitts 102) ausgebildet. Der Außendurchmesser des Lückenpassabschnitts (zweiten äußeren Umfangsabschnitts 302) ist um einen Durchmesser von 0,1 mm oder mehr größer als der Außendurchmesser des Presspassungsabschnitts (ersten äußeren Umfangsabschnitts 301) ausgebildet.
Der Strömungsweg (Kraftstoffkanal 10f) ist in der gesamten Umfangsrichtung auf der äußeren Umfangsseite des äußeren Umfangsabschnitts (ersten äußeren Umfangsabschnitts 301), an dem der Presspassungsabschnitt (erste äußere Umfangsabschnitt 301) ausgebildet ist, ausgebildet. Dadurch wird es möglich, einen Kraftstoffkanal sicherzustellen.
Der erste äußere Umfangsabschnitt 301 und der zweite äußere Umfangsabschnitt 302 sind an dem Einlassventil-Sitzelement 31 ausgebildet und sind dasselbe Element. Das heißt, der Presspassungsabschnitt (erste äußere Umfangsabschnitt 301) und der Lückenpassabschnitt (zweite äußere Umfangsabschnitt 302) sind einteilig aus demselben Element konfiguriert. Der äußere Kern 38, der den dritten äußeren Umfangsabschnitt 303 enthält, um durch Schweißen befestigt zu werden, ist ein von dem Einlassventil-Sitzelement 31 getrenntes Element, wobei der äußere Umfangsabschnitt 31c des Einlassventil-Sitzelements 31 in einen inneren Umfangsabschnitt 38a des äußeren Kerns 38 eingepresst ist. Das heißt, dasselbe Element (Einlassventil-Sitzelement 31) und das Schweißelement (der äußere Kern 38), an dem der Schweißabschnitt (dritte äußere Umfangsabschnitt 303) ausgebildet ist, sind als getrennte Elemente konfiguriert. Der Presspassungsabschnitt, der in den äußeren Umfangsabschnitt 31c desselben Elements (Einlassventil-Sitzelements 31) eingepresst ist, ist an dem inneren Umfangsabschnitt 38a des Schweißelements (äußeren Kerns 38) ausgebildet.
Der äußere Umfangsabschnitt 31c des Sitzelements 31 befindet sich auf der Seite des Innendurchmessers bezüglich des ersten äußeren Umfangsabschnitts 301. Der Presspassungsabschnitt (innere Umfangsabschnitt 38a), der der innere Umfangsabschnitt 38a des Schweißelements (äußeren Kerns 38) ist und in den äußeren Umfangsabschnitt desselben Elements (Einlassventil-Sitzelements 31) eingepresst ist, befindet sich von dem Presspassungsabschnitt (ersten äußeren Umfangsabschnitt 301) radial nach innen, um in das Einsetzloch mit kleinem Durchmesser (den ersten inneren Umfangsabschnitt 101) eingepresst zu werden. Weil das Einlassventil-Sitzelement 31 und der äußere Kern 38 eine getrennte Struktur aufweisen, kann ein Hubeinstellelement 50 des Stabs 35 zwischen dem Einlassventil-Sitzelement 31 und dem äußeren Kern 38 eingesetzt werden. Deshalb kann die Hubvariation des Stabs 35 verringert werden und kann die Produktqualität sichergestellt werden.
Der dritte äußere Umfangsabschnitt 303 des Einlassventil-Sitzelements 31 und der dritte innere Umfangsabschnitt 103 des Aufnahmelochs 100 werden durch Laserbestrahlung von der Seite der Einsetzrichtung des Solenoidventilmechanismus 300 verschweißt. Der Schweißabschnitt (dritte äußere Umfangsabschnitt 303) wird durch Bestrahlen des Einsetzlochs mit großem Durchmesser (zweiten inneren Umfangsabschnitts 102) mit einem Laser entlang der Einsetzrichtung gebildet. Zu diesem Zeitpunkt dringen die Spritzer durch das Laserschweißen in den Pumpenkörper 1 ein, wobei sie aber in einem Raum 104 des Aufnahmelochs 100 aufgenommen werden. Das heißt, in dem Solenoidventilmechanismus 300 ist ein Spritzereinfangloch 104 zwischen dem Lückenpassabschnitt (zweiten äußeren Umfangsabschnitt 302) und dem Schweißabschnitt (dritten äußeren Umfangsabschnitt 303) in der Einsetzrichtung ausgebildet.
Die Lücke zwischen dem zweiten äußeren Umfangsabschnitt 302 und dem Einsetzloch mit großem Durchmesser (zweiten inneren Umfangsabschnitt 102) ist festgelegt, so dass sie kleiner als der Hubbetrag (30e) des Einlassventils 30 oder der (nicht gezeigte) Hubbetrag des Auslassventils 8b ist. Das heißt, der Solenoidventilmechanismus 300 der vorliegenden Ausführungsform enthält einen Stab 35, der den Ventilkörper (das Einlassventil 30) in der Ventilöffnungsrichtung drängt, wobei an demselben Element (Einlassventil-Sitzelement 31) ein Sitzabschnitt, auf dem der Ventilkörper (das Einlassventil 30) sitzt, ausgebildet ist, wobei ein Führungsabschnitt 37, der den äußeren Umfangsabschnitt des Stabs 35 führt, ausgebildet ist. Die vorgegebene Lücke ist so konfiguriert, dass sie kleiner als der maximale Hubbetrag des Ventilkörpers (Einlassventils 30) ist. Ferner enthält die Hochdruck-Kraftstoffpumpe der vorliegenden Ausführungsform den Solenoidventilmechanismus 300 und den Auslassventilmechanismus 8, wobei die vorgegebene Lücke konfiguriert ist, so dass sie kleiner als der maximale Hubbetrag des Auslassventils 8a des Auslassventilmechanismus 8 ist. Dadurch kann der Einfluss bezüglich des Betriebs der Hochdruck-Kraftstoffpumpe unterdrückt werden.
7 zeigt eine schematische graphische Darstellung des dritten äußeren Umfangsabschnitts 303 des äußeren Kerns 38 und des dritten inneren Umfangsabschnitts 303 des Pumpenkörpers 1. Wie oben beschrieben worden ist, ist die Lücke C zwischen dem dritten äußeren Umfangsabschnitt 303, der ein Schweißabschnitt ist, und dem dritten inneren Umfangsabschnitt 303 ausgebildet. Während des Schweißens fließt das geschmolzene Metall des äußeren Kerns 38 und des Pumpenkörpers 1 in die Lücke C. Falls dem Volumen der Lücke C nicht entsprochen werden kann, kann der Schweißabschnitt 138 eine Vertiefung d in dem Schweißabschnitt aufweisen. Theoretisch wird die Schweißlänge L durch die Überlappungslänge des dritten äußeren Umfangsabschnitts 303 und des dritten inneren Umfangsabschnitts 103 berechnet, wobei aber die tatsächliche Schweißlänge La ein Wert ist, der durch das Abziehen der Vertiefung d in dem Schweißabschnitt von der Schweißlänge L erhalten wird. Deshalb kann die Überlappungslänge des dritten äußeren Umfangsabschnitts 303 und des dritten inneren Umfangsabschnitts 103 so festgelegt werden, dass die Schweißlänge, die der erforderlichen Festigkeit entspricht, die tatsächliche Schweißlänge La ist.
8 zeigt eine Struktur zum Schweißen mit einem Laser durch eine Konfiguration, die von der in 7 verschieden ist. Wie in 8 gezeigt ist, kann eine Stufe D auf der Schweißlaser-Bestrahlungsseite des dritten äußeren Umfangsabschnitts 303 des äußeren Kerns 38 und des dritten inneren Umfangsabschnitts 303 des Pumpenkörpers 1 vorgesehen sein. Weil verursacht werden kann, dass das geschmolzene Metall, das dem Volumen eines Eckabschnitts 103c des äußeren Kerns 38 entspricht, während des Schweißens in die Lücke C fließt, ist es möglich, es zu verhindern, dass die Vertiefung d in dem Schweißabschnitt 138 erzeugt wird. Deshalb kann die theoretische Schweißlänge L als die tatsächliche Schweißlänge La betrachtet werden.
Gemäß der obigen Erfindung ist es in dem Solenoidventilmechanismus, der eine hohe Geschwindigkeit und eine große Durchflussmenge erreicht, möglich, eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe zu liefern, die durch das Unterdrücken des Auftretens eines Zusammenbaufehlers des Solenoidventilmechanismus eine verbesserte Zusammenbaubarkeit aufweist.
Bezugszeichenliste

1: Pumpenkörper
2: Kolben
8: Auslassventilmechanismus
9: Druckpulsations-Verringerungsmechanismus
11: Druckkammer
12: Kraftstoffauslassöffnung
30: Ventilkörper (Einlassventil)
31: Einlassventil-Sitzelement
31c: äußerer Umfangsabschnitt des Einlassventil-Sitzelements
36: beweglicher Kern (Ankerabschnitt)
38: Schweißelement (äußerer Kern)
39: Magnetkern (fester Kern 39)
100: Einsetzloch (Aufnahmeloch)
101: Einsetzloch mit kleinem Durchmesser (erster innerer Umfangsabschnitt)
102: zweiter innerer Umfangsabschnitt
103: dritter innerer Umfangsabschnitt 103
300: Solenoidventilmechanismus
301: Presspassungsabschnitt (erster äußere Umfangsabschnitt)
302: Lückenpassabschnitt (zweiter äußerer Umfangsabschnitt)
303: Schweißabschnitt (dritter äußerer Umfangsabschnitt)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017082717 A [0003]

Claims

Solenoidventilmechanismus, der einen Ventilkörper, der einen Strömungsweg öffnet und schließt, einen beweglichen Kern und einen Magnetkern, der den beweglichen Kern anzieht, enthält und in ein Einsetzloch eingesetzt und darin befestigt ist, wobei der Solenoidventilmechanismus umfasst: einen Presspassungsabschnitt, der an einem äußeren Umfangsabschnitt auf der Seite eines distalen Endes in einer Einsetzrichtung ausgebildet und in ein Einsetzloch mit kleinem Durchmesser eingepresst ist; einen Lückenpassabschnitt, der an dem äußeren Umfangsabschnitt ausgebildet ist, der auf einer Einlassseite in der Einsetzrichtung bezüglich des Presspassungsabschnitts einen größeren Außendurchmesser als der Presspassungsabschnitt aufweist und mit einer vorgegebenen Lücke von einem Einsetzloch mit einem großen Durchmesser, das einen Durchmesser aufweist, der größer als ein Einsetzloch mit kleinem Durchmesser ist, angeordnet ist; und einen Schweißabschnitt, der an ein Element geschweißt ist, in dem das Einsetzloch auf der Einlassseite in der Einsetzrichtung bezüglich des Lückenpassabschnitts ausgebildet ist.
Solenoidventilmechanismus nach Anspruch 1, wobei der äußere Umfangsabschnitt, an dem der Presspassungsabschnitt ausgebildet ist, bis zum Erreichen des Lückenpassabschnitts parallel zu der Einsetzrichtung ausgebildet ist und auf einer äußeren Umfangsseite des äußeren Umfangsabschnitts ein Strömungsweg zwischen einem distalen Ende in der Einsetzrichtung des Lückenpassabschnitts und einem Einlassabschnitt in der Einsetzrichtung des Einsetzlochs mit großem Durchmesser ausgebildet ist.
Solenoidventilmechanismus nach Anspruch 1, wobei der Presspassungsabschnitt und der Lückenpassabschnitt einteilig aus demselben Element konfiguriert sind.
Solenoidventilmechanismus nach Anspruch 3, wobei dasselbe Element und ein Schweißelement, an dem der Schweißabschnitt ausgebildet ist, als getrennte Elemente konfiguriert sind und ein Presspassungsabschnitt, der in einen äußeren Umfangsabschnitt desselben Elements eingepresst ist, an einem inneren Umfangsabschnitt des Schweißelements ausgebildet ist.
Solenoidventilmechanismus nach Anspruch 4, wobei sich der Presspassungsabschnitt, der in den äußeren Umfangsabschnitt desselben Elements eingepresst ist, von dem Presspassungsabschnitt radial nach innen befindet, um in das Einsetzloch mit kleinem Durchmesser eingepresst zu sein.
Solenoidventilmechanismus nach Anspruch 1, wobei der Schweißabschnitt durch das Bestrahlen des Einsetzlochs mit großem Durchmesser mit einem Laser entlang der Einsetzrichtung gebildet wird.
Solenoidventilmechanismus nach Anspruch 1, wobei zwischen dem Lückenpassabschnitt und dem Schweißabschnitt in der Einsetzrichtung ein Spritzereinfangloch ausgebildet ist.
Solenoidventilmechanismus nach Anspruch 2, wobei der Strömungsweg in einer gesamten Umfangsrichtung auf der äußeren Umfangsseite des äußeren Umfangsabschnitts, an dem der Presspassungsabschnitt ausgebildet ist, ausgebildet ist.
Solenoidventilmechanismus nach Anspruch 3, der ferner einen Stab umfasst, der den Ventilkörper in einer Ventilöffnungsrichtung drängt, wobei an demselben Element ein Sitzabschnitt, auf dem der Ventilkörper sitzt, ausgebildet ist und ein Führungsabschnitt, der den äußeren Umfangsabschnitt des Stabes führt, ausgebildet ist.
Solenoidventilmechanismus nach Anspruch 1, wobei ein Außendurchmesser des Lückenpassabschnitts um einen Durchmesser von 0,1 mm oder mehr größer als ein Außendurchmesser des Presspassungsabschnitts ausgebildet ist.
Solenoidventilmechanismus nach Anspruch 1, wobei die vorgegebene Lücke konfiguriert ist, so dass sie kleiner als ein maximaler Hubbetrag des Ventilkörpers ist.
Hochdruck-Kraftstoffpumpe, die den Solenoidventilmechanismus und den Auslassventilmechanismus nach Anspruch 1 enthält, wobei die vorgegebene Lücke konfiguriert ist, so dass sie kleiner als ein maximaler Hubbetrag eines Auslassventils des Auslassventilmechanismus ist.