DE112020001277T5

DE112020001277T5 - Elektromagnetischer Ventilmechanismus und Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe, die diesen enthält

Info

Publication number: DE112020001277T5
Application number: DE112020001277.8T
Authority: DE
Inventors: Kiyotaka Ogura; Hiroyuki Yamada; Shingo Tamura
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2019-04-18
Filing date: 2020-02-07
Publication date: 2021-12-02
Also published as: JPWO2020213235A1; CN113692509A; CN113692509B; JP7248783B2; WO2020213235A1

Abstract

Es werden ein elektromagnetischer Ventilmechanismus, der die Neigung des beweglichen Kerns während einer Bewegung verringern kann, und eine Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe, die den elektromagnetischen Ventilmechanismus enthält, geschaffen. Deshalb enthält der elektromagnetische Ventilmechanismus 300 Folgendes: eine Spule 41, die in einer Ringform vorgesehen ist; einen festen Kern 44, der radial in der Spule 41 angeordnet ist; einen beweglichen Kern 45, der radial in der Spule 41 angeordnet ist, derart, dass er dem festen Kern 44 zugewandt ist, gemeinsam mit dem festen Kern 44 einen Teil eines Magnetkreises bildet und durch Erregung der Spule 41 zum festen Kern 44 angezogen wird; und ein festes Führungselement 46, das eine erste Mittelachse A3 besitzt und den beweglichen Kern 45 in einer Richtung in Kontakt mit oder weg vom festen Kern 44 führt. Das Führungselement 46 ist radial im beweglichen Kern 45 angeordnet, um eine Bewegung des beweglichen Kerns 45 zu unterstützen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Ventilmechanismus für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs und eine Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe, die diesen enthält.
Technischer Hintergrund
Einige Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpen für Brennkraftmaschinen von Personenkraftwagen verwenden einen elektromagnetischen Ventilmechanismus (eine elektromagnetische Saugventileinheit) zum Anpassen einer Kraftstoffdurchflussmenge. Der elektromagnetische Ventilmechanismus steuert die Öffnungs-/Schließbewegung des Ventils durch Erregen der Spule.
Im elektromagnetischen Ventilmechanismus wird, wenn eine Erregung der Spule gestartet wird, eine magnetische Anziehungskraft zwischen einem beweglichen Eisenkern (einem beweglichen Kern) und einem festen Eisenkern (einem festen Kern) erzeugt und wird eine Bewegung des beweglichen Eisenkerns zur Seite des festen Eisenkerns gestartet. Wenn er sich um eine Entfernung eines Spalts, die zwischen dem festen Kern und dem beweglichen Kern gebildet ist, bewegt, stößt der bewegliche Eisenkern im Allgemeinen mit dem festen Eisenkern zusammen und stoppt.
Darüber hinaus ist ein elektromagnetischer Ventilmechanismus bekannt, der, um eine Kollision zwischen dem beweglichen Eisenkern und dem festen Eisenkern zu vermeiden, ein Joch, das aus einem Magnetmaterial gebildet ist, eine Spule, die in das Joch aufgenommen ist, einen festen Eisenkern, der in einem Mittelabschnitt der Spule positioniert ist, einen beweglichen Eisenkern, der derart installiert ist, dass er dem festen Eisenkern zugewandt ist, einen Stab, auf den Kraft vom beweglichen Eisenkern übertragen wird und der versetzt wird, und eine ringförmige Komponente an einer Position, die dem Stab zugewandt ist, enthält, wobei in einem Zustand, in dem keine Erregung der Spule vorliegt, eine Position der ringförmigen Komponente derart angepasst wird, dass ein Spalt, der zwischen der ringförmigen Komponente und einem Kolben erzeugt wird, kleiner als ein Spalt ist, der zwischen dem beweglichen Eisenkern und dem festen Eisenkern erzeugt wird (siehe z. B. PTL 1).
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
PTL 1: JP 2015-108409 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Im oben beschriebenen elektromagnetischen Ventilmechanismus ändern sich, wenn der bewegliche Eisenkern sich in einem Zustand, in dem er in Bezug auf den festen Eisenkern relativ geneigt ist, bewegt, die Magnitude des Magnetfelds, das in dem Magnetkreis, der den beweglichen Eisenkern und den festen Eisenkern enthält, erzeugt wird, und der Bewegungsbetrag (der Hubbetrag) des beweglichen Eisenkerns im Vergleich zu einem idealen Fall, in dem der bewegliche Eisenkern sich bewegt, ohne geneigt zu sein. Aus diesem Grund variiert die Betätigung (die Bewegung) des beweglichen Eisenkerns, was die Reaktionsfähigkeit der Öffnungs-/Schließoperation des Ventils beeinträchtigen kann. In der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe unter Verwendung des elektromagnetischen Ventilmechanismus kann, wenn die Betätigung (die Bewegung) des beweglichen Eisenkerns variiert, die Abgabedurchflussmenge des Kraftstoffs in Bezug auf eine gewünschte Durchflussmenge variieren. Deshalb muss der elektromagnetische Ventilmechanismus Variationen der Betätigung des beweglichen Eisenkerns niederhalten. Um die Neigung während der Bewegung des beweglichen Eisenkerns niederzuhalten, ist ein Führungsmechanismus, der die Bewegung des beweglichen Eisenkerns in einer vorgesehenen Richtung führt, wichtig.
In dem Magnetventil (dem elektromagnetischen Ventilmechanismus), das in PTL 1 beschrieben ist, ist der bewegliche Eisenkern an einer axialen Seite eines Stabs befestigt und wird die andere axiale Seite des Stabs durch einen Gleitabschnitt (einen Führungsmechanismus), der einen Führungslochabschnitt besitzt, gleitend getragen. Deshalb wird die Bewegung des beweglichen Eisenkerns mittels des Stabs durch den Gleitabschnitt geführt. Da ein Spalt zwischen dem Stab und dem Gleitabschnitt (dem Führungslochabschnitt) vorgesehen ist, bewegt sich der Stab manchmal in einem geneigten Zustand. Wenn der Stab durch den Gleitabschnitt in einem geneigten Zustand geführt wird, bewegt sich der bewegliche Eisenkern, der am Stab befestigt ist, in einem geneigten Zustand gemäß der Neigung des Stabs. Im Magnetventil, das eine derartige Konfiguration besitzt, erhöht sich ein Abweichungsbetrag des beweglichen Eisenkerns in Bezug auf einen idealen Fall, in dem der bewegliche Eisenkern sich bewegt, ohne geneigt zu sein, (ein Versatzbetrag in einer Richtung senkrecht zu einer idealen Bewegungsrichtung) im Verhältnis zu einer Entfernung von einer Position, bei der der bewegliche Eisenkern am Stab befestigt ist, zu einer Position, bei der der Stab durch den Gleitabschnitt (den Führungsmechanismus) gleitend getragen wird. Das heißt, je größer die Entfernung von dem Führungsmechanismus, der den beweglichen Eisenkern führt, zum beweglichen Eisenkern ist, desto größer ist der Abweichungsbetrag des beweglichen Eisenkerns. Wenn sich der Abweichungsbetrag aufgrund der Neigung des beweglichen Eisenkerns erhöht, kann eine große Schwankung der Betätigung des beweglichen Eisenkerns entsprechend auftreten.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben genannten Probleme zu lösen, und eine ihrer Aufgaben ist, einen elektromagnetischen Ventilmechanismus, der die Neigung des beweglichen Kerns während einer Bewegung verringern kann, und eine Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe, die den elektromagnetische Ventilmechanismus enthält, zu schaffen.
Lösung des Problems
Die vorliegende Anmeldung enthält mehrere Mittel zum Lösen der oben beschriebenen Probleme und ein Beispiel davon enthält Folgendes: eine Spule, die in einer Ringform vorgesehen ist; einen festen Kern, der radial in der Spule angeordnet ist; einen beweglichen Kern, der radial in der Spule angeordnet ist, derart, dass er dem festen Kern zugewandt ist, gemeinsam mit dem festen Kern einen Teil eines Magnetkreises bildet und durch Erregung der Spule zum festen Kern angezogen wird; und ein festes Führungselement, das eine erste Mittelachse besitzt und den beweglichen Kern in einer Richtung in Kontakt mit oder weg vom festen Kern führt, wobei das Führungselement radial im beweglichen Kern angeordnet ist, um die Bewegung des beweglichen Kerns zu unterstützen.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, da das feste Führungselement konfiguriert ist, den beweglichen Kern an der Position radial im beweglichen Kern zu tragen und zu führen, die Position, an der der bewegliche Kern geführt und getragen wird, näher zur Seite des beweglichen Kerns gebracht werden als in der herkömmlichen Struktur und als Ergebnis kann die Neigung des beweglichen Kerns während einer Bewegung verringert werden.
Probleme, Konfigurationen und Wirkungen außer den oben beschriebenen werden durch die folgende Beschreibung der Ausführungsformen verdeutlicht.
Figurenliste

[1] 1 ist eine Konfigurationsansicht, die ein Kraftstoffzufuhrsystem einer Brennkraftmaschine, die eine Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe enthält, die einen elektromagnetischen Ventilmechanismus gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält, veranschaulicht.
[2] 2 ist eine Querschnittansicht, die eine Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe, die den elektromagnetischen Ventilmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält, veranschaulicht.
[3] 3 ist eine vergrößerte Ansicht einer elektromagnetischen Saugventileinheit als der elektromagnetische Ventilmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der in 2 veranschaulicht ist.
[4] 4 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem beweglichen Kern und einem Führungsstrukturabschnitt davon im elektromagnetischen Ventilmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der in 3 veranschaulicht ist, veranschaulicht.
[5] 5 ist eine Querschnittansicht, die einen elektromagnetischen Ventilmechanismus gemäß einer ersten Änderung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
[6] 6 ist eine Querschnittansicht, die einen elektromagnetischen Ventilmechanismus gemäß einer zweiten Änderung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
[7] 7 ist eine Querschnittansicht, die einen elektromagnetischen Ventilmechanismus gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsformen eines elektromagnetischen Ventilmechanismus der vorliegenden Erfindung und einer Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe, die diesen enthält, werden unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
[Erste Ausführungsform]
(Kraftstoffzufuhrsystem)
Zunächst werden die Konfiguration einer Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe, die den elektromagnetischen Ventilmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält, und die Konfiguration eines Kraftstoffzufuhrsystems einer Brennkraftmaschine, das die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe enthält, unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. 1 ist die Konfigurationsansicht, die das Kraftstoffzufuhrsystem der Brennkraftmaschine, die die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe enthält, die den elektromagnetischen Ventilmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält, veranschaulicht. 2 ist eine Querschnittansicht, die die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe, die den elektromagnetischen Ventilmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält, veranschaulicht.
In 1 enthält das Kraftstoffzufuhrsystem der Brennkraftmaschine z. B. einen Kraftstofftank 101, der Kraftstoff bevorratet, eine Speisepumpe 102, die den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 101 pumpt und abgibt, eine Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 1, die den Kraftstoff, der von der Speisepumpe 102 abgegeben wird, mit Druck beaufschlagt und abgibt, und mehrere Injektoren 103, die den Hochdruckkraftstoff, der von der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 1 druckzugeführt wird, einspritzen. Das vorliegende System ist ein System, das Kraftstoff in ein Zylinderrohr einer Kraftmaschine als eine Brennkraftmaschine direkt einspritzt, d. h. ein Brennkraftmaschinensystem mit Direkteinspritzung.
Die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 1 ist mit der Speisepumpe 102 mittels eines Saugrohrs 104 verbunden und ist mit den Injektoren 103 mittels einer Verteilerleitung 105 verbunden. Die Injektoren 103 sind in Übereinstimmung mit der Anzahl von Zylindern der Kraftmaschine in der Verteilerleitung 105 montiert und werden gesteuert, in Übereinstimmung mit einem Steuersignal von einer Kraftmaschinensteuereinheit (die im Folgenden als ECU bezeichnet wird) 107 das Ventil zu öffnen oder das Ventil zu schließen. Ein Drucksensor 106, der den Druck des Kraftstoffs, der aus der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 1 abgegeben wird, detektiert, ist an der Verteilerleitung 105 angebracht. Der Drucksensor 106 gibt ein Druckdetektionssignal zur ECU 107 aus.
Die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 1 enthält ein Pumpengehäuse 1a, in dem eine Druckkammer 4 zum Druckbeaufschlagen von Kraftstoff enthalten ist, einen Kolben 5, der am Pumpengehäuse 1a montiert ist, eine elektromagnetische Saugventileinheit 300 und eine Abgabeventileinheit 500. Der Kolben 5 beaufschlagt durch Wechselbewegung den Kraftstoff in der Druckkammer 4 mit Druck. Die elektromagnetische Saugventileinheit 300 arbeitet als ein Mechanismus mit veränderbarer Kapazität, der eine Durchflussmenge von Kraftstoff, der in die Druckkammer 4 gesaugt wird, anpasst, und wird durch ein Steuersignal von der ECU 107 gesteuert. Die Abgabeventileinheit 500 gibt den Kraftstoff, der durch den Kolben 5 mit Druck beaufschlagt wurde, zur Seite der Verteilerleitung 105 ab.
Wie in 1 und 2 veranschaulicht ist, ist eine mit einem Boden versehene zylindrische (becherförmige) Dämpferabdeckung 10 an der Kopfendabschnittsseite (der Seite des oberen Endabschnitts in 1 und 2) des Pumpengehäuses 1a befestigt. Ein Saugverbinder 11 ist an der Dämpferabdeckung 10 angebracht und der Saugverbinder 11 bildet eine Niederdruckkraftstoffansaugöffnung 2a der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 1. Ein Saugfilter 12 ist im Saugverbinder 11 angebracht. Der Saugfilter 12 spielt eine Rolle des Verhinderns, dass Fremdkörper, die zwischen dem Kraftstofftank 101 und der Niederdruckkraftstoffansaugöffnung 2a vorliegen, durch den Kraftstoffdurchfluss in die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 1 absorbiert werden.
Eine Niederdruckkraftstoffkammer 2b als ein Teil des Kraftstoffströmungswegs ist auf der stromaufwärts liegenden Seite der Druckkammer 4 durch den Kopfendabschnitt des Pumpengehäuses 1a und die Dämpferabdeckung 10 gebildet. Ein Druckpulsationsverringerungsmechanismus 14 ist in der Niederdruckkraftstoffkammer 2b angeordnet. Der Druckpulsationsverringerungsmechanismus 14 verringert die Verbreitung der Druckpulsation, die in der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 1 erzeugt wird, zum Saugrohr 104 und ist auf der stromaufwärts liegenden Seite der elektromagnetischen Saugventileinheit 300 gebildet.
Ein Stößel 6, der die Drehbewegung eines Nockens 108 der Kraftmaschine in eine geradlinige Wechselbewegung umwandelt, ist auf der Kopfendseite (der Seite des unteren Endes in 1) des Kolbens 5 vorgesehen. Der Kolben 5 wird durch die Vorspannkraft einer Feder 8 mittels eines Halters 7, der am Kopfendabschnitt des Kolbens 5 befestigt ist, zum Stößel 6 gequetscht. Dies ermöglicht, dass der Kolben 5 sich mit der Drehbewegung des Nockens 108 hin- und herbewegt.
Die elektromagnetische Saugventileinheit 300 ist auf der Einlassseite der Druckkammer 4 des Pumpengehäuses 1a vorgesehen. Obwohl Details der Konfiguration der elektromagnetischen Saugventileinheit 300 später beschrieben werden, ist ein Saugventil 31 konfiguriert, auf der Grundlage eines Steuersignals der ECU 107 zu öffnen/zu schließen.
Wie in 2 veranschaulicht ist, ist ein Abgabedurchgang 2c auf der Auslassseite der Druckkammer 4 des Pumpengehäuses 1 a gebildet und ist die Abgabeventileinheit 500 im Abgabedurchgang 2c vorgesehen. Ein Abgabeverbinder 16 ist auf der stromabwärts liegenden Seite der Abgabeventileinheit 500 im Abgabedurchgang 2c vorgesehen und der Abgabeverbinder 16 bildet einen Kraftstoffabgabeanschluss 2e der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 1.
Die Abgabeventileinheit 500 enthält einen Abgabeventilsitz 51, ein Abgabeventil 52 in Kontakt mit oder entfernt von dem Abgabeventilsitz 51, eine Abgabeventilfeder 53, die das Abgabeventil 52 zu dem Abgabeventilsitz 51 vorbelastet, und einen Abgabeventilhalter 54, der einen Teil des Abgabeventilsitzes 51, des Abgabeventils 52 und der Abgabeventilfeder 53 aufnimmt. Der Abgabeventilsitz 51 wird z. B. in den Abgabedurchgang 2c des Pumpengehäuses 1a eingepresst und in ihm gehalten. In der Abgabeventileinheit 500 sind der Abgabeventilsitz 51 und der Abgabeventilhalter 54 durch Schweißen verbunden, derart, dass der Abgabeventilsitz 51, das Abgabeventil 52, die Abgabeventilfeder 53 und der Abgabeventilhalter 54 eine integrierte Einheit bilden.
Die Abgabeventileinheit 500 ist derart konfiguriert, dass in einem Zustand, in dem keine Kraftstoffdruckdifferenz zwischen der Druckkammer 4 und der Innenseite des Abgabeverbinders 16 vorliegt, das Abgabeventil 52 durch die Vorspannkraft der Abgabeventilfeder 53 gegen den Abgabeventilsitz 51 gedrückt wird, um in einem geschlossenen Zustand zu sein. Andererseits öffnet sich dann, wenn der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 4 größer als der Kraftstoffdruck im Abgabeverbinder 16 ist, das Abgabeventil 52 gegen die Vorspannkraft der Abgabeventilfeder 53. Darüber hinaus ist sie derart konfiguriert, dass die Innenumfangsoberfläche des Abgabeventilhalters 54 das Abgabeventil 52 führt und das Abgabeventil 52 sich lediglich in der Hubrichtung bewegt, wenn das Ventil geöffnet und geschlossen wird. Mit der oben beschriebenen Konfiguration arbeitet die Abgabeventileinheit 500 als ein Rückschlagventil, das die Strömungsrichtung des Kraftstoffs auf eine Richtung beschränkt, um einen Rückstrom zu verhindern.
Im vorliegenden Kraftstoffzufuhrsystem wird, wie in 1 und 2 veranschaulicht ist, der Kraftstoff im Kraftstofftank 101 durch die Speisepumpe 102 abgepumpt, zu einem geeigneten Speisedruck mit Druck beaufschlagt und durch das Saugrohr 104 zur Niederdruckkraftstoffansaugöffnung 2a der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 1 geschickt. Der Kraftstoff, der die Niederdruckkraftstoffansaugöffnung 2a durchlaufen hat, durchläuft den Saugfilter 12 und erreicht die elektromagnetische Saugventileinheit 300 durch den Druckpulsationsverringerungsmechanismus 14 in der Niederdruckkraftstoffkammer 2b. Der Kraftstoff, der in die elektromagnetische Saugventileinheit 300 geströmt ist, durchläuft das Saugventil 31, das sich auf der Grundlage eines Steuersignals der ECU 107 öffnet/schließt. Der Kraftstoff, der das Saugventil 31 durchlaufen hat, wird im Abwärtshub des Hubtauchkolbens 5 in die Druckkammer 4 gesaugt und wird in der Druckkammer 4 im Aufwärtshub des Kolbens 5 mit Druck beaufschlagt. Der Kraftstoff, der in der Druckkammer 4 mit Druck beaufschlagt wird, durchläuft die Abgabeventileinheit 500 und wird mittels eines Kraftstoffabgabeanschlusses 2d zur Verteilerleitung 105 druckzugeführt.
Der Hochdruckkraftstoff in der Verteilerleitung 105 wird durch die Injektoren 103 in das Zylinderrohr der Kraftmaschine eingespeist. In der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 1 wird der Kraftstoff einer gewünschten Durchflussmenge gemäß einem Steuersignal von der ECU 107 zur elektromagnetischen Saugventileinheit 300 abgegeben.
Dann werden die Konfiguration und die Struktur der elektromagnetischen Saugventileinheit als der elektromagnetische Ventilmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 3 und 4 genau beschrieben. 3 ist eine vergrößerte Ansicht der elektromagnetischen Saugventileinheit als der elektromagnetische Ventilmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der in 2 veranschaulicht ist. 4 ist ein erläuterndes Diagramm, das die Beziehung zwischen dem beweglichen Kern und seinem Führungsstrukturabschnitt im elektromagnetischen Ventilmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 3 veranschaulicht ist, veranschaulicht. Es ist festzuhalten, dass 3 einen Zustand veranschaulicht, in dem die elektromagnetische Saugventileinheit nicht eingeschaltet ist.
In 3 ist die elektromagnetische Saugventileinheit 300 grob in eine Ventilmechanismuseinheit, die das Saugventil 31 enthält, und eine Solenoidmechanismuseinheit, die eine Spule 41 und einen beweglichen Kern 45 enthält, unterteilt. Die Ventilmechanismuseinheit enthält das Saugventil 31, einen Saugventilsitz 32, einen Saugventilanschlag 33 und eine erste Vorspannfeder 34.
Der Saugventilsitz 32 ist z. B. ein mit einem Boden versehenes zylindrisches Element, das sich zu einer Seite (der rechten Seite in 3) öffnet, und besitzt eine Mittelachse A1. Der Saugventilsitz 32 besitzt einen ringförmigen Ventilsitzabschnitt 32a, auf den das Saugventil 31 bei einer Zwischenposition in der axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts aufgesetzt werden kann. Das heißt, das Saugventil 31 ist im zylindrischen Abschnitt des Saugventilsitzes 32 beweglich angeordnet, derart, dass es auf den Ventilsitzabschnitt 32a aufgesetzt oder von ihm getrennt ist. Im zylindrischen Abschnitt des Saugventilsitzes 32 sind mehrere Saugöffnungen 32b, die mit der Niederdruckkraftstoffkammer 2b kommunizieren (siehe 2), in Intervallen in der Umfangsrichtung vorgesehen.
Der Bodenabschnitt des Saugventilsitzes 32 ist mit einem Führungsloch 32c versehen, das ihn entlang der Mittelachse A1 des Saugventilsitzes 32 durchdringt. Der Bodenabschnitt des Saugventilsitzes 32, der das Führungsloch 32c aufweist, arbeitet als ein Stabführungsabschnitt, der einen Stab 48, der später beschrieben wird, entlang der Mittelachse A1 des Saugventilsitzes 32 gleitend trägt (führt). Die Außenumfangsseite des Führungslochs 32c im Bodenabschnitt des Saugventilsitzes 32 ist mit einem Durchgangsloch 32d versehen, das sie im zylindrischen Abschnitt durchdringt. Das Durchgangsloch 32d ist ein Strömungsweg, um eine Bewegung des Kraftstoffs in der elektromagnetischen Saugventileinheit 300, die eine Bewegung (einen Versatz) des beweglichen Kerns 45, der später beschrieben wird, begleitet, zu ermöglichen.
Der Saugventilanschlag 33 ist in einen Öffnungsabschnitt des Saugventilsitzes 32 eingepresst und an ihm befestigt. Der Saugventilanschlag 33 besitzt die Funktion des Steuerns eines Versatzes des Saugventils 31, das sich vom Ventilsitzabschnitt 32a trennt. Die erste Vorspannfeder 34 ist zwischen dem Saugventil 31 und dem Saugventilanschlag 33 angeordnet.
Das heißt, die erste Vorspannfeder 34 besitzt eine Stirnseite, die mit dem Saugventil 31 in Kontakt ist, und die andere Stirnseite, die mit dem Saugventilanschlag 33 in Kontakt ist und das Saugventil 31 zur Seite des Ventilsitzabschnitts 32a (der Ventilschließrichtung) vorbelastet.
Die Solenoidmechanismuseinheit enthält z. B. die Spule 41, die in einer Ringform vorgesehen ist, ein Gehäuse 42, das radial in der Spule 41 angeordnet ist, ein ringförmiges Joch 43, das die Spule 41 umgibt und am Außenumfangsabschnitt des Gehäuses 42 befestigt ist, und einen festen Kern 44, den beweglichen Kern 45, ein Führungselement 46, ein geführtes Element 47, den Stab 48 und eine zweite Vorspannfeder 49, die in das Gehäuse 42 aufgenommen sind. Ein Steuersignal von der ECU 107 (siehe 1) wird mittels eines Anschlusses, der nicht veranschaulicht ist, in die Spule 41 eingegeben. In der vorliegenden Solenoidmechanismuseinheit bilden das Joch 43, das Gehäuse 42, der feste Kern 44 und der bewegliche Kern 45 einen Magnetkreis und bilden der bewegliche Kern 45, das geführte Element 47 und der Stab 48 einen beweglichen Abschnitt, der das Saugventil 31 ansteuert. Im beweglichen Abschnitt sind der bewegliche Kern 45 und das geführte Element 47 einteilig vorgesehen, jedoch besitzt der Stab 48 eine getrennte Struktur, die mit dem beweglichen Kern 45 und dem geführten Element 47 in Kontakt gelangen oder von ihm getrennt werden kann. Die vorliegende Ausführungsform ist durch eine Führungsstruktur gekennzeichnet, die die Bewegung des beweglichen Kerns 45 führt.
Das Gehäuse 42 ist z. B. ein mit einem Boden versehenes zylindrisches Element, das sich zu einer Seite (der rechten Seite in 3) öffnet und eine Mittelachse A2 besitzt. Das Gehäuse 42 und der Saugventilsitz 32 sind derart befestigt, dass sie miteinander koaxial sind. Das heißt, das Gehäuse 42 ist derart angeordnet, dass seine Mittelachse A2 im Wesentlichen mit der Mittelachse A1 des Saugventilsitzes 32 übereinstimmt. Eine Innenoberfläche eines Bodenabschnitts 42a des Gehäuses 42 ist in einer Ebene gebildet, die im Wesentlichen zur zweiten Mittelachse A2 senkrecht ist.
Der feste Kern 44 ist auf der Seite des Bodenabschnitts 42a im Gehäuse 42 angeordnet. Der feste Kern 44 ist z. B. derart gebildet, dass er in der axialen Richtung des Gehäuses 42 verläuft, und ist durch Einpressen seiner Außenumfangsoberfläche in das Gehäuse 42 befestigt. Ein Aufnahmeabschnitt 44a, der einen Großteil des Führungselements 46 aufnehmen kann, ist bei einer Position (einem radialen Mittelabschnitt) radial im festen Kern 44 vorgesehen. Der Aufnahmeabschnitt 44a ist z. B. als ein Lochabschnitt gebildet, der in der axialen Richtung eindringt. Der feste Kern 44 bildet einen Teil des Magnetkreises und ist aus einem Magnetmaterial gebildet. Es wird ein Magnetmaterial verwendet, das z. B. eine Vickers-Härte von 200 HV oder weniger besitzt. Eine Stirnfläche des festen Kerns 44 auf der Gehäuseöffnungsseite bildet eine magnetische Anziehungsfläche, auf die eine magnetische Anziehungskraft wirkt.
Der bewegliche Kern 45 ist auf der Öffnungsseite im Gehäuse 42 angeordnet, derart, dass er dem festen Kern 44 zugewandt ist. Der bewegliche Kern 45 ist derart gebildet, dass er einen Spalt mit der Innenumfangsoberfläche des Gehäuses 42 bildet, und ist im Gehäuse 42 beweglich. Der bewegliche Kern 45 bildet gemeinsam mit dem festen Kern 44 einen Teil des Magnetkreises und ist aus einem Magnetmaterial gebildet. Ähnlich zum festen Kern 44 wird z. B. ein Magnetmaterial, das die Vickers-Härte von 200 HV oder weniger besitzt, verwendet. Es ist festzuhalten, dass das Gehäuse 42 und das Joch 43, die den Magnetkreis bilden, ebenso wie der feste Kern 44 und der bewegliche Kern 45 auch aus einem Magnetmaterial gebildet sind. Die Stirnfläche des festen Kerns 44 im bewegliche Kern 45 bildet eine magnetische Anziehungsfläche, auf die eine magnetische Anziehungskraft wirkt. Ein Einpassabschnitt 45a, in den das geführte Element 47 eingepasst ist, ist bei einer Position (einem radialen Mittelabschnitt) radial im beweglichen Kern 45 gebildet. Der Einpassabschnitt 45a ist z. B. als ein Lochabschnitt gebildet, der in der axialen Richtung des Gehäuses 42 eindringt.
Das Führungselement 46, das eine Mittelachse A3 besitzt, ist im Aufnahmeabschnitt 44a des festen Kerns 44 angeordnet. Das Führungselement 46 trägt den beweglichen Kern 45 mittels des geführten Elements 47 bei einer Position (im Einpassabschnitt 45a) radial im beweglichen Kern 45 und führt den beweglichen Kern 45 in einer Richtung in Kontakt mit oder weg vom festen Kern 44 entlang der Mittelachse A3 des Führungselements 46. Das Führungselement 46 enthält einen Basisabschnitt 46a, der am Aufnahmeabschnitt 44a radial im festen Kern 44 befestigt ist, und einen Führungskörper 46b, der einen Außendurchmesser, der kleiner als der des Basisabschnitts 46a ist, besitzt, sich vom Basisabschnitt 46a erstreckt und den beweglichen Kern 45 mittels des geführten Elements 47 führt. Der Kopfendabschnitt (der rechte Endabschnitt in 3) des Führungskörpers 46b ist in einer sich verjüngenden Form gebildet. Die Stirnfläche des Basisabschnitts 46a auf einer axialen Seite des Führungselements 46 ist in einer Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse A3 ist, gebildet. Das Führungselement 46 ist derart angeordnet, dass die Stirnfläche des Basisabschnitts 46a mit der Innenoberfläche des Bodenabschnitts 42a des Gehäuses 42 in Kontakt gelangt, und ist derart befestigt, dass seine Mittelachse A3 im Wesentlichen mit der Mittelachse A2 des Gehäuses 42 übereinstimmt.
Da das Führungselement 46 ein Abschnitt in Kontakt mit dem geführten Element 47 als ein beweglicher Abschnitt ist, ist das Führungselement 46 aus einem Material gebildet, das eine höhere Härte und eine exzellentere Verschleißbeständigkeit als der feste Kern 44 und der bewegliche Kern 45 besitzt, z. B. austenitischer Edelstahl oder martensitischer Edelstahl. Wenn austenitischer Edelstahl verwendet wird, kann die Festigkeit durch Durchführen einer Behandlung wie z. B. einer Karburierung verbessert werden. Wenn martensitischer Edelstahl wird verwendet, kann die Festigkeit durch eine Wärmebehandlung wie z. B. Abschrecken verbessert werden. Es wird ein Material mit einer exzellenten Verschleißbeständigkeit, das z. B die Vickers-Härte im Bereich von etwa 500 bis 800 HV besitzt, verwendet.
Im Einpassabschnitt 45a des beweglichen Kerns 45 ist das geführte Element 47 durch Einpressen mit dem beweglichen Kern 45 einteilig gebildet. Das geführte Element 47 ist ein mit einem Boden versehenes zylindrisches Element, das sich zu einer Seite (der linken Seite in 3) öffnet und einen zylindrischen Abschnitt 47a, in dem das Führungselement 46 angeordnet ist und der gleitend in Bezug auf das Führungselement 46 ist, und einen Sperrteil 47b, der einen Öffnungsabschnitt des zylindrischen Abschnitts 47a auf einer Seite gegenüber dem festen Kern 44 blockiert, enthält. Das heißt, der bewegliche Kern 45 wird durch das Führungselement 46 mittels des geführten Elements 47 getragen und der bewegliche Kern 45 und das geführte Element 47 sind entlang der Mittelachse A3 des Führungselements 46 einteilig beweglich. Der Sperrteil 47b des geführten Elements 47 ist mit einem Durchgangsloch 47c versehen. Das Durchgangsloch 47c verringert einen Fluidwiderstand während einer Bewegung des geführten Elements 47 und erleichtert eine Bewegung des geführten Elements 47. Das geführte Element 47 ist derart angeordnet, dass die Stirnfläche des zylindrischen Abschnitts 47a im Einpassabschnitt 45a des beweglichen Kerns 45 positioniert ist.
Da das geführte Element 47 ein Element ist, das mit dem Führungselement 46 gleitet, ist bevorzugt, dass das geführte Element 47 aus einem Material gebildet ist, das eine Härte besitzt, die im Wesentlichen der des Materials des Führungselements 46 entspricht. Das heißt, das geführte Element 47 ist ebenso wie das Führungselement 46 aus einem hochfesten Material, das eine exzellente Verschleißbeständigkeit besitzt, wie z. B. austenitischer Edelstahl oder martensitischer Edelstahl gebildet. Ähnlich dem Führungselement 46 wird ein Material mit einer exzellenten Verschleißbeständigkeit, das die Vickers-Härte im Bereich von etwa 500 bis 800 HV besitzt, verwendet.
Der Stab 48 ist derart konfiguriert, dass ein axialer Endabschnitt (der linksseitige Endabschnitt in 3) mit dem Sperrteil 47b des geführten Elements 47 in Kontakt gelangen und von ihm getrennt werden kann und der weitere axiale Endabschnitt (der rechtsseitige Endabschnitt in 3) mit dem Saugventil 31 in Kontakt gelangen und von ihm getrennt werden kann. Der Stab 48 ist in das Führungsloch 32c des Saugventilsitzes 32 eingesetzt und durch den Saugventilsitz 32 gleitend getragen. Das heißt, eine Bewegung des Stabs 48 wird durch die Innenwandfläche des Führungslochs 32c geführt.
Die zweite Vorspannfeder 49 ist derart konfiguriert, dass sie im Aufnahmeabschnitt 44a des festen Kerns 44, im Einpassabschnitt 45a des beweglichen Kerns 45 und radial außerhalb des Führungskörpers 46b des Führungselements 46 angeordnet ist. Ein Endabschnitt der zweiten Vorspannfeder 49 ist in Kontakt mit dem Basisabschnitt 46a des Führungselements 46 und der weitere Endabschnitt der zweiten Vorspannfeder 49 ist in Kontakt mit der Stirnfläche des zylindrischen Abschnitts 47a des geführten Elements 47.
Die zweite Vorspannfeder 49 belastet mittels des geführten Elements 47 den beweglichen Kern 45 in einer Richtung weg vom festen Kern 44 vor. Die zweite Vorspannfeder 49 ist derart konfiguriert, dass ihre Vorspannkraft größer als die Vorspannkraft der ersten Vorspannfeder 34 ist. Deshalb gelangen in einem Zustand, in dem die Spule 41 nicht eingeschaltet ist, aufgrund der Differenz zwischen der Vorspannkraft der zweiten Vorspannfeder 49 und der Vorspannkraft der ersten Vorspannfeder 34, der Stab 48 als ein beweglicher Abschnitt in Kontakt mit dem integrierten beweglichen Kern 45 und das geführte Element 47 in Kontakt mit dem Saugventil 31, um das Saugventil 31 in einer Richtung weg vom Ventilsitzabschnitt 32a des Saugventilsitzes 32 vorzubelasten. Zum jetzigen Zeitpunkt tritt das Saugventil 31 gemäß dem Druck in der Druckkammer 4 in einen geöffneten Zustand oder in einen geschlossenen Zustand ein (siehe 2).
Die Solenoidmechanismuseinheit ist derart konfiguriert, dass eine Gleitlänge (eine Führungslänge) S des Führungselements 46 und des geführten Elements 47 größer als eine Entfernung G1, um die der bewegliche Kern 45 sich aufgrund einer Erregung der Spule 41 zur Seite des festen Kern 44 bewegen kann, d. h. eine Hublänge des beweglichen Kerns 45, ist.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Entfernung G1 gleich der Länge des Hohlraums, der zwischen dem beweglichen Kern 45 und dem festen Kern 44 in einem Zustand erzeugt wird, in dem die Spule 41 nicht eingeschaltet ist. Mit dieser Konfiguration werden der bewegliche Kern 45 und das geführte Element 47 durch das Führungselement 46 im Bereich der Hublänge G1 des beweglichen Kerns 45 zuverlässig gleitend getragen.
Wie in 4 veranschaulicht ist, ist die Solenoidmechanismuseinheit derart konfiguriert, dass die Differenz zwischen einem Innendurchmesser D1 des zylindrischen Abschnitts 47a des geführten Elements 47 und einem Außendurchmesser d2 des Führungskörpers 46b des Führungselements 46 kleiner als die Differenz zwischen einem Innendurchmesser D3 des Gehäuses 42 und einem Außendurchmesser d4 des beweglichen Kerns 45 ist. Mit dieser Konfiguration wird der bewegliche Kern 45 durch das Gehäuse 42 nicht gleitend getragen, jedoch durch das Führungselement 46 mittels des geführten Elements 47 zuverlässig getragen.
(Betrieb der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe)
Dann wird der Betrieb der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben. Zunächst wird der Vorgang des Ansaughubs der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe beschrieben.
Im Ansaughub, in dem der Kolben 5, der in 2 veranschaulicht ist, von der oberen Totpunktposition, die durch die gestrichelte Linie angegeben ist, absinkt, befindet sich die Spule 41 der elektromagnetischen Saugventileinheit 300 in einem nicht erregten Zustand. Wenn die Spule 41 nicht eingeschaltet ist, ist in der elektromagnetischen Saugventileinheit 300, die in 3 veranschaulicht ist, wie oben beschrieben ist, aufgrund der Differenz zwischen der Vorspannkraft der zweiten Vorspannfeder 49 und der Vorspannkraft der ersten Vorspannfeder 34, der Stab 48 zu der Seite des Saugventils 31 (der rechten Seite in 3) mittels des geführten Elements 47, das mit dem beweglichen Kern 45 einteilig konfiguriert ist, vorbelastet. Als Ergebnis wird das Saugventil 31, das mit dem Stab 48 in Kontakt ist, vom Ventilsitzabschnitt 32a des Saugventilsitzes 32 getrennt und die Niederdruckkraftstoffkammer 2b und die Druckkammer 4, die in 2 veranschaulicht sind, kommunizieren miteinander. Deshalb strömt der Kraftstoff in der Niederdruckkraftstoffkammer 2b durch das Absinken des Kolbens 5 über den Spalt zwischen dem Saugventil 31 und dem Ventilsitzabschnitt 32a in die Druckkammer 4. Durch den Druckabfall des Kraftstoffs, der durch den Spalt zwischen dem Saugventil 31 und dem Ventilsitzabschnitt 32a strömt, wirkt eine Kraft in der Ventilöffnungsrichtung (der Rechtsrichtung in 3) auf das Saugventil 31.
Dann wird der Vorgang des Förderhubs der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe beschrieben. In einem Zustand, in dem der Kolben 5 den unteren Totpunkt überschreitet und beginnt, zu steigen, wird eine Erregung von der ECU 107 (siehe 1) zur Spule 41 gestartet. Der Magnetfluss, der um die Spule 41 erzeugt wird, durchläuft das Joch 43, den festen Kern 44, das Gehäuse 42 und den beweglichen Kern 45, um einen Magnetkreis zu bilden, und wird eine magnetische Anziehungskraft zwischen den Stirnflächen des beweglichen Kerns 45 und des festen Kerns 44 erzeugt. Wenn diese magnetische Anziehungskraft die Differenz zwischen den Vorspannkräften der zweiten Vorspannfeder 49 und der ersten Vorbelastungsventilfeder überschreitet, wird der bewegliche Kern 45 gemeinsam mit dem geführten Element 47 um die Länge G1 des Hohlraums zwischen dem beweglichen Kern 45 und dem festen Kern 44 versetzt und gelangt der bewegliche Kern 45 in Kontakt mit dem festen Kern 44, um die Betätigungen des beweglichen Kerns 45 und des geführten Elements 47 zu stoppen.
Zum jetzigen Zeitpunkt gleitet im geführten Element 47, das einteilig mit dem Einpassabschnitt 45a radial im beweglichen Kern 45 vorgesehen ist, die Innenumfangsoberfläche des zylindrischen Abschnitts 47a zur Außenumfangsoberfläche des Führungselements 46 und bewegt sich entlang der Ausdehnungsrichtung des Führungselements 46 zur Seite des festen Kerns 44. Das heißt, die Bewegung des beweglichen Kerns 45 zur Seite des festen Kerns 44 durch die magnetische Anziehungskraft wird mittels des geführten Elements 47 durch das Führungselement 46 geführt. Somit ist in der vorliegenden Ausführungsform der feste Führungselement 46 konfiguriert, den beweglichen Kern 45 mittels des geführten Elements 47, das mit dem Einpassabschnitt 45a einteilig vorgesehen ist, radial im beweglichen Kern 45 zu tragen und zu führen.
Im Übrigen liegt eine herkömmliche Struktur vor, in der ein beweglicher Kern, der an einer Seite in der axialen Richtung des Stabs befestigt ist, geführt wird, indem die weitere axiale Seite des Stabs zu einem Führungsloch (einem Führungsmechanismus) des Saugventilsitzes geschoben wird. In dieser herkömmlichen Struktur wird die Entfernung vom beweglichen Kern zum Führungsmechanismus im Vergleich zum Fall der vorliegenden Ausführungsform, in dem das Führungselement 46 (der Führungsmechanismus) den beweglichen Kern 45 an der Position radial im beweglichen Kern 45 trägt, lang. Falls der bewegliche Kern in einem Zustand geführt wird, in dem der Stab, an dem der bewegliche Kern befestigt ist, geneigt ist, erhöht sich ein Abweichungsbetrag (ein Versatzbetrag) zur radialen Richtung des beweglichen Kerns in Bezug auf einen idealen Fall, in dem der bewegliche Kern geführt wird, ohne geneigt zu sein, im Verhältnis zur Entfernung vom beweglichen Kern zum Führungsmechanismus. Wenn sich der Abweichungsbetrag in der radialen Richtung aufgrund der Neigung des beweglichen Kerns erhöht, kann entsprechend eine große Schwankung in der Betätigung des beweglichen Kerns auftreten.
Es existiert eine herkömmliche Struktur, in der die Bewegung des beweglichen Kerns durch einen Stab geführt wird, der durch ein Führungsloch (einen Führungsmechanismus) des Saugventilsitzes geführt wird. In dieser herkömmlichen Struktur wird der bewegliche Kern durch den Stab radial in seinem Inneren gleitend getragen. Deshalb wird die Entfernung von der Gleitträgerposition des beweglichen Kerns durch den Stab zum beweglichen Kern verkürzt. Allerdings erhöht sich, da der Stab, der den beweglichen Kern trägt, durch das Führungsloch (den Führungsmechanismus) gleitend getragen wird, ähnlich dem Fall der oben beschriebenen herkömmlichen Struktur, in der der bewegliche Kern mittels des Stabs zu dem Führungsloch (dem Führungsmechanismus) des Saugventilsitzes geführt wird, dann, wenn der Stab geneigt ist, der Abweichungsbetrag (der Versatzbetrag) zur radialen Richtung des beweglichen Kerns im Verhältnis zur Entfernung vom beweglichen Kern zu dem Führungsloch (dem Führungsmechanismus) des Saugventilsitzes.
Andererseits ist es in der vorliegenden Ausführungsform, da die Entfernung von dem Führungselement 46, das als der Führungsmechanismus am beweglichen Kern 45 befestigt ist, kleiner als in der oben beschriebenen herkömmlichen Struktur ist, möglich, die Neigung des beweglichen Kerns 45 in Bezug auf den festen Kern 44 während einer Bewegung im Vergleich zur herkömmlichen Struktur niederzuhalten.
Wenn der bewegliche Kern 45 und das geführte Element 47 durch die magnetische Anziehungskraft zur Seite des festen Kerns 44 angezogen werden, verschwindet die Vorspannkraft, die das Saugventil 31 vom Ventilsitzabschnitt 32a getrennt hat, und das Saugventil 31 beginnt, sich durch die Vorspannkraft der ersten Vorspannfeder 34 zur Seite des Ventilsitzabschnitts 32a zu bewegen. Das Saugventil 31 wird um eine Länge G2 eines Hohlraums zwischen dem Saugventil 31 und dem Ventilsitzabschnitt 32a, die durch die Differenz zwischen der Vorspannkraft der zweiten Vorspannfeder 49 und der Vorspannkraft der ersten Vorspannfeder 34 erzeugt wird, versetzt und tritt in einen geschlossenen Zustand ein. Zum jetzigen Zeitpunkt ist die Druckdifferenz zwischen dem Spaltraum auf der Seite der Druckkammer 4 (der rechten Seite in 3) des Saugventils 31 und der Saugöffnung 32b, die mit der Niederdruckkraftstoffkammer 2b kommuniziert, größer als der Druck auf der Seite Niederdruckkraftstoffkammer 2b mit dem Druckanstieg in der Druckkammer 4 und unterstützt die Ventilschließoperation des Saugventils 31. Danach nimmt, wenn der Kolben 5 weiterhin steigt, das Volumen in der Druckkammer 4 ab und der Druck in der Druckkammer 4 erhöht sich. Aufgrund dessen überwindet das Abgabeventil 52 der Abgabeventileinheit 500, die in 2 veranschaulicht ist, die Vorspannkraft der Abgabeventilfeder 53 und trennt sich vom Abgabeventilsitz 51 und der Kraftstoff wird über die Verteilerleitung 105 (siehe 1) den Injektoren 103 (siehe 1) zugeführt.
Nachdem das Saugventil 31 vollständig geschlossen ist, erhöht sich der Druck in der Druckkammer 4 und eine Hochdruckabgabe wird gestartet, die Erregung der Spule 41 wird gestoppt. Aufgrund dessen verschwindet die magnetische Anziehungskraft, die zwischen den Stirnflächen des festen Kerns 44 und des beweglichen Kerns 45 erzeugt wird, und die magnetische Anziehungskraft ist kleiner als die Vorspannkraft der zweiten Vorspannfeder 49. Deshalb bewegen sich der bewegliche Kern 45, der geführte Abschnitt und der bewegliche Abschnitt des Stabs 48 durch die Vorspannkraft der zweiten Vorspannfeder 49 zur Seite des Saugventils 31.
Zum jetzigen Zeitpunkt gleitet im geführten Element 47, das mit dem Einpassabschnitt 45a des beweglichen Kerns 45 einteilig vorgesehen ist, die Innenumfangsoberfläche des zylindrischen Abschnitts 47a zu der Außenumfangsoberfläche des Führungselements 46 und bewegt sich entlang der Ausdehnungsrichtung des Führungselements 46 zur Seite des Saugventils 31. Das heißt, die Bewegung des beweglichen Kerns 45 zur Seite des Saugventils 31 durch die Vorspannkraft der zweiten Vorspannfeder 49 wird durch das Führungselement 46 mittels des geführten Elements 47 geführt.
Wenn sich der bewegliche Kern 45, der geführte Abschnitt und der bewegliche Abschnitt des Stabs 48 bewegen und der Stab 48 mit dem Saugventil 31 in Kontakt gelangt, wird die Betätigung (die Bewegung) des beweglichen Abschnitts durch das Saugventil 31 gestoppt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Ventilschließkraft, die auf das Saugventil 31 wirkt, durch den Druck in der Druckkammer 4 größer als die Vorspannkraft der zweiten Vorspannfeder 49 ist. Deshalb wird selbst dann, wenn der Stab 48 das Saugventil 31 drückt, das Saugventil 31 nicht geöffnet. Dieser Zustand wird eine Vorbereitungsoperation, in der der Stab 48 das Saugventil 31 zu dem Zeitpunkt, zu dem der Kolben 5 vom oberen Totpunkt zur Sinkrichtung wendet, in der Ventilöffnungsrichtung vorbelastet.
In der elektromagnetischen Saugventileinheit 300 kann die Durchflussmenge des Kraftstoffs, der bei hohem Druck abgegeben wird, angepasst werden, indem der Zeitpunkt des Erregens der Spule 41 auf der Grundlage einer Anweisung von der ECU 107 gesteuert wird. Wenn der Erregungszeitpunkt derart gesteuert wird, dass das Saugventil 31 geschlossen wird, unmittelbar nachdem der Kolben 5 zum Anstiegsvorgang vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt gewendet hat, ist es möglich, das Kraftstoffverweilen zu verringern und die Kraftstoffmenge, die bei hohem Druck abgegeben werden soll, zu erhöhen. Wie oben beschrieben ist, ist die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 1 derart konfiguriert, dass es durch Steuern der Einschaltzeit der Spule 41 möglich ist, die Ventilschließzeit des Saugventils 31 zu steuern und den Kraftstoff bei einer gewünschten Durchflussmenge abzugeben.
Die elektromagnetische Saugventileinheit 300 (der elektromagnetische Ventilmechanismus) gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben ist, und die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 1, die sie enthält, enthalten Folgendes: die Spule 41, die in einer Ringform vorgesehen ist; den festen Kern 44, der radial in der Spule 41 angeordnet ist; den beweglichen Kern 45, der radial in der Spule 41 angeordnet ist, derart, dass er dem festen Kern 44 zugewandt ist, gemeinsam mit dem festen Kern 44 einen Teil eines Magnetkreises bildet und durch Erregung der Spule 41 zum festen Kern 44 angezogen wird; und das feste Führungselement 46, das die Mittelachse (die erste Mittelachse) A3 besitzt und den beweglichen Kern 45 in einer Richtung in Kontakt mit oder weg vom festen Kern 44 führt, wobei das Führungselement 46 radial im beweglichen Kern 45 angeordnet ist, um eine Bewegung des beweglichen Kerns 45 zu unterstützen. Mit dieser Konfiguration kann die Position, bei der der bewegliche Kern 45 geführt und getragen wird, näher zur Seite des beweglichen Kerns 45 gebracht werden als in der herkömmlichen Struktur, und als Ergebnis kann die Neigung des beweglichen Kerns 45 während einer Bewegung verringert werden.
In der elektromagnetischen Saugventileinheit 300 der vorliegenden Ausführungsform wird der bewegliche Kern 45 durch das Führungselement 46 mittels des geführten Elements 47, das bei einer radialen Innenposition einteilig vorgesehen ist, getragen und besitzt das geführte Element 47 den zylindrischen Abschnitt 47a, in dem das Führungselement 46 angeordnet ist und der in Bezug auf das Führungselement 46 gleitet. Diese Konfiguration kann ein Gleiten des beweglichen Kerns 45 und des Führungselements 46 vermeiden und kann einen Verschleiß aufgrund eines Gleitens des beweglichen Kerns 45, der aus einem Magnetmaterial, das leicht verschleißt, gebildet werden muss, niederhalten. Als Ergebnis ist es deshalb möglich, die Neigung während der Bewegung des beweglichen Kerns 45, die durch den Verschleiß des beweglichen Kerns 45 verursacht wird, niederzuhalten.
Darüber hinaus ist in der vorliegenden Ausführungsform das geführte Element 47 mit dem beweglichen Kern 45 verbunden und durch Einpressen der Außenumfangsoberfläche des zylindrischen Abschnitts 47a in die Innenumfangsoberfläche des beweglichen Kerns 45 mit dem beweglichen Kern 45 integriert. Deshalb ist es einfach, den beweglichen Kern 45 und das geführte Element 47 zusammenzusetzen.
Die elektromagnetische Saugventileinheit 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält ferner das zylindrische Gehäuse 42, das radial innerhalb der Spule 41 und radial außerhalb des beweglichen Kerns 45 angeordnet ist und den beweglichen Kern 45, das geführte Element 47 und das Führungselement 46 aufnimmt und derart konfiguriert ist, dass die Differenz zwischen dem Innendurchmesser D1 des zylindrischen Abschnitts 47a des geführten Abschnitts und dem Außendurchmesser d2 des Führungselements 46 kleiner als die Differenz zwischen dem Innendurchmesser D3 des Gehäuses 42 und dem Außendurchmesser d4 des beweglichen Kerns 45 ist. Mit dieser Konfiguration wird der bewegliche Kern 45 nicht durch das Gehäuse 42 gleitend getragen, jedoch durch das Führungselement 46 mittels des geführten Elements 47 zuverlässig getragen und geführt.
Die elektromagnetische Saugventileinheit 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält ferner das zylindrische Gehäuse 42, das radial innerhalb der Spule 41 und radial außerhalb des beweglichen Kerns 45 angeordnet ist, den beweglichen Kern 45 und das Führungselement 46 aufnimmt und die Mittelachse (die zweite Mittelachse) A2 besitzt, und das Führungselement 46 ist derart angeordnet, dass seine Mittelachse (die erste Mittelachse) A3 mit der Mittelachse (der zweiten Mittelachse) A2 des Gehäuses 42 übereinstimmt. Diese Konfiguration kann die relative Neigung des beweglichen Kerns 45 in Bezug auf den festen Kern 44 zuverlässig verringern. Es ist festzuhalten, dass das Zusammentreffen zwischen der Mittelachse A3 des Führungselements 46 und der Mittelachse A2 des Gehäuses 42, das hier beschrieben wird, nicht nur einen Fall, in dem beide Mittelachsen A3 und A2 vollständig übereinstimmen, sondern auch einen Fall, in dem beide Mittelachsen A3 und A2 im Wesentlichen übereinstimmen, enthält. Der Fall, in dem beide Mittelachsen A3 und A2 im Wesentlichen übereinstimmen, ist ein Konzept, das einen Fall enthält, in dem eine Abweichung zwischen beiden Mittelachsen A3 und A2 in einem Bereich auftritt, der z. B. bei der Montage zulässig ist.
Die elektromagnetische Saugventileinheit 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält ferner das mit einem Boden versehene zylindrische Gehäuse 42, das radial innerhalb der Spule 41 und radial außerhalb des beweglichen Kerns 45 angeordnet ist und den beweglichen Kern 45 und das Führungselement 46 aufnimmt, und das Gehäuse 42 besitzt die Innenoberfläche des Bodenabschnitts 42a, die in einer ebenen Form gebildet ist, das Führungselement 46 besitzt die Stirnfläche auf einer axialen Seite, die in einer Ebene senkrecht zu der Mittelachse (der ersten Mittelachse) A3 gebildet ist, und das Führungselement 46 besitzt die Stirnfläche auf der einen axialen Seite, die derart angeordnet ist, dass sie mit der Innenoberfläche des Bodenabschnitts 42a des Gehäuses 42 in Kontakt ist. Diese Konfiguration erleichtert das Positionieren der Mittelachse A3 des Führungselements 46 (ein Zentrieren des Führungselements 46). Es ist festzuhalten, dass die Ebene senkrecht zur Mittelachse A3, die hier beschrieben ist, nicht nur eine Ebene, die zur Mittelachse A3 vollständig senkrecht ist, sondern auch eine Ebene, die zur Mittelachse A3 im Wesentlichen senkrecht ist, enthält. Die Ebene, die zur Mittelachse A3 im Wesentlichen senkrecht ist, ist ein Konzept, das einen Fall enthält, in dem eine Abweichung in einem Bereich auftritt, der z. B. bei der Montage zulässig ist.
In der elektromagnetischen Saugventileinheit 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Gleitlänge S des geführten Elements 47 und des Führungselements 46 größer als die Bewegungsentfernung G1 des beweglichen Kerns 45 zur Seite des festen Kerns 44 aufgrund einer Erregung der Spule 41 konfiguriert. Diese Konfiguration ermöglicht, dass das Führungselement 46 den beweglichen Kern 45 und das geführte Element 47 im Bereich der Hublänge G1 des beweglichen Kerns 45 zuverlässig gleitend trägt, und ermöglicht, die Neigung des beweglichen Kerns 45 während der Bewegung niederzuhalten.
In der elektromagnetischen Saugventileinheit 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Führungselement 46 aus einem Material gebildet, das eine höhere Härte als der bewegliche Kern 45 besitzt. Diese Konfiguration kann einen Verschleiß des Führungselements 46, der durch Leiten des beweglichen Kerns 45 und des geführten Elements 47 verursacht wird, niederhalten.
Deshalb ist es möglich, die Neigung während der Bewegung des beweglichen Kerns 45, die durch den Verschleiß des Führungselements 46 verursacht wird, niederzuhalten.
In der elektromagnetischen Saugventileinheit 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das geführte Element 47 aus einem Material gebildet, das eine höhere Härte als der bewegliche Kern 45 besitzt. Diese Konfiguration kann einen Verschleiß des geführten Elements 47 aufgrund eines Gleitens mit dem Führungselement 46 niederhalten. Deshalb ist es möglich, die Neigung während der Bewegung des beweglichen Kerns 45, die durch den Verschleiß des geführten Elements 47 verursacht wird, niederzuhalten.
In der elektromagnetischen Saugventileinheit 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind das Führungselement 46 und das geführte Element 47 aus Materialien gebildet, die dieselbe Härte besitzen. Diese Konfiguration kann einen übermäßigen Verschleiß sowohl des Führungselements 46 als auch des geführten Elements 47 aufgrund eines Gleitens des Führungselements 46 oder des geführten Elements 47 niederhalten. Deshalb ist es möglich, eine Zunahme der Neigung während einer Bewegung des beweglichen Kerns 45 aufgrund eines übermäßigen Verschleißes sowohl des Führungselement 46 als auch des geführten Elements 47 niederzuhalten. Es ist festzuhalten, dass dieselbe Härte, die hier beschrieben ist, nicht nur genau denselben Fall bedeutet, sondern auch eine ähnliche Härte enthält. Die ähnliche Härte enthält z. B. einen Bereich, in dem die Vickers-Härte etwa im Bereich von 500 bis 800 HV liegt.
Die elektromagnetische Saugventileinheit 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält die zweite Vorspannfeder 49 (das Federelement), die den beweglichen Kern 45 in einer Richtung weg vom festen Kern 44 vorbelastet, und das Führungselement 46 enthält den Basisabschnitt 46a, der bei einer Position radial innerhalb des festen Kerns 44 befestigt ist und den Führungskörper 46b, der den Außendurchmesser, der kleiner als der Außendurchmesser des Basisabschnitts 46a ist, besitzt und sich vom Basisabschnitt 46a erstreckt, um den zylindrischen Abschnitt 47a des geführten Elements 47 zu führen, und die zweite Vorspannfeder 49 (das Federelement) ist radial außerhalb des Führungskörpers 46b angeordnet und ist derart konfiguriert, dass ein Stirnseitenabschnitt mit dem Basisabschnitt 46a des Führungselements 46 in Kontakt ist und der weitere Stirnseitenabschnitt mit dem zylindrischen Abschnitt 47a des geführten Elements 47 in Kontakt ist. Diese Konfiguration kann einen Verschleiß aufgrund einer Berührung zwischen dem festen Kern 44 und dem beweglichen Kern 45, die aus einem Magnetmaterial, das leicht verschleißt, gebildet sind, und der zweiten Vorspannfeder 49 vermeiden. Mit dem Führungselement 46 und dem geführten Element 47, die als ein Aufnahmeabschnitt der zweiten Vorspannfeder 49 vorgesehen sind, ist es möglich, eine Abnahme der Fläche der Stirnflächen des festen Kerns 44 und des beweglichen Kerns 45 aufgrund der Anordnung der zweiten Vorspannfeder 49 niederzuhalten.
[Änderungen der ersten Ausführungsform]
Dann wird die Konfiguration eines elektromagnetischen Ventilmechanismus gemäß Änderungen der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben. 5 ist eine Querschnittansicht, die den elektromagnetischen Ventilmechanismus gemäß der ersten Änderung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 6 ist eine Querschnittansicht, die den elektromagnetischen Ventilmechanismus gemäß der zweiten Änderung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Es ist festzuhalten, dass in 5 und 6 Komponenten, die dieselben Bezugszeichen besitzen wie die, die in 1 bis 4 veranschaulicht sind, ähnliche Abschnitte sind, und daher wird ihre genaue Beschreibung unterlassen.
Die Differenz zwischen einem elektromagnetischen Ventilmechanismus (einer elektromagnetischen Saugventileinheit 300A) gemäß der ersten Änderung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 5 veranschaulicht ist, und dem elektromagnetischen Ventilmechanismus (der elektromagnetischen Saugventileinheit 300) gemäß der ersten Ausführungsform liegt im Verfahren des Verbindens eines geführten Elements 47A mit einem beweglichen Kern 45A. Das geführte Element 47 des elektromagnetischen Ventilmechanismus (der elektromagnetischen Saugventileinheit 300) gemäß der ersten Ausführungsform ist mit dem beweglichen Kern 45 durch Einpressen verbunden (siehe 3). Andererseits ist in dem elektromagnetischen Ventilmechanismus (der elektromagnetische Saugventileinheit 300A) gemäß der ersten Änderung der ersten Ausführungsform das geführte Element 47A am beweglichen Kern 45A durch Schrauben befestigt und mit ihm integriert.
Speziell ist ein Buchsenschraubenabschnitt 45b an der Innenumfangsoberfläche eines Einpassabschnitts 45a des beweglichen Kerns 45A vorgesehen. Die Außenumfangsoberfläche eines zylindrischen Abschnitts 47a des geführten Elements 47A ist mit einem Bolzenschraubenabschnitt 47d von einer Öffnungsseitenendkante des zylindrischen Abschnitts 47a zu einer vorgegebenen Position versehen. In der ersten Änderung ist der bewegliche Kern 45A mit dem geführten Element 47A durch Schrauben des Bolzenschraubenabschnitt 47d des geführten Elements 47A in den Buchsenschraubenabschnitt 45b des beweglichen Kerns 45A verbunden und mit ihm integriert. Deshalb können sich der bewegliche Kern 45A und das geführte Element 47A einteilig bewegen.
Die Differenz zwischen einem elektromagnetischen Ventilmechanismus (einer elektromagnetischen Saugventileinheit 300B) gemäß der zweiten Änderung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 6 veranschaulicht ist, und dem elektromagnetischen Ventilmechanismus (dem elektromagnetischen Saugventileinheit 300) gemäß der ersten Ausführungsform liegt darin, dass ein geführtes Element 47 des elektromagnetischen Ventilmechanismus (der elektromagnetischen Saugventileinheit 300B) gemäß der zweiten Änderung mit einem beweglichen Kern 45 durch Schmelzverbinden oder Flüssigphasenverbinden verbunden ist und mit ihm integriert ist. Speziell sind der bewegliche Kern 45 und das geführte Element 47 durch einen Schweißabschnitt W, der an der Stirnfläche des beweglichen Kerns 45 auf einer Seite des Stabs 48 und der Außenumfangsoberfläche des geführten Elements 47 vorgesehen ist, verbunden und integriert. Deshalb können sich der bewegliche Kern 45 und das geführte Element 47 einteilig bewegen. Es ist festzuhalten, dass der bewegliche Kern 45 und das geführte Element 47 statt des Schweißabschnitts W durch einen Hartlötabschnitt oder einen Lötabschnitt W verbunden sein können.
Gemäß dem elektromagnetischen Ventilmechanismus gemäß der ersten Änderung und der zweite Änderung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben ist, und der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe, die diesen enthält, kann ebenso wie in der ersten Ausführungsform die Position, bei der der bewegliche Kern 45, 45A geführt und getragen wird, näher zur Seite des beweglichen Kerns 45, 45A gebracht werden als in der herkömmlichen Struktur und als Ergebnis kann die Neigung des beweglichen Kerns 45, 45A während einer Bewegung verringert werden.
In der elektromagnetischen Saugventileinheit 300A gemäß der ersten Änderung enthält der bewegliche Kern 45A den Buchsenschraubenabschnitt 45b an seiner Innenumfangsoberfläche, enthält das geführte Element 47A den Bolzenschraubenabschnitt 47d, der an der Außenumfangsoberfläche des zylindrischen Abschnitts 47a an den Buchsenschraubenabschnitt 45b des beweglichen Kerns 45A geschraubt ist, und ist das geführte Element 47A am beweglichen Kern 45A befestigt und mit dem beweglichen Kern 45A durch Schrauben des Bolzenschraubenabschnitts 47d des zylindrischen Abschnitts 47a in den Buchsenschraubenabschnitt 45b des beweglichen Kerns 45A integriert. Diese Konfiguration erleichtert die Montage des beweglichen Kerns 45A und des geführten Elements 47A.
In der elektromagnetischen Saugventileinheit 300B gemäß der zweiten Änderung ist das geführte Element 47 durch Schmelzverbinden oder Flüssigphasenverbinden mit dem beweglichen Kern 45 verbunden und mit dem beweglichen Kern 45 integriert. Diese Konfiguration kann ein Auftreten einer Abweichung bei der Montage des beweglichen Kerns 45 und des geführten Elements 47 aufgrund einer Berührung (einer Kollision) zwischen dem beweglichen Kern 45 und dem festen Kern 44 verhindern.
[Zweite Ausführungsform]
Dann wird die Konfiguration des elektromagnetischen Ventilmechanismus gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. 7 ist eine Querschnittansicht, die den elektromagnetischen Ventilmechanismus gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Es ist festzuhalten, dass in 7 Komponenten, die dasselbe Bezugszeichen wie die, die in 1 bis 6 veranschaulicht sind, besitzen, ähnliche Abschnitte sind und daher ihre genaue Beschreibung unterlassen wird.
In einem elektromagnetischen Ventilmechanismus (einer elektromagnetischen Saugventileinheit 300C) gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 7 veranschaulicht ist, ist ein Teil des geführten Elements 47 der ersten Ausführungsform als ein Teil eines beweglichen Kerns 45C konfiguriert, während der elektromagnetische Ventilmechanismus (die elektromagnetische Saugventileinheit 300) gemäß der ersten Ausführungsform den beweglichen Kern 45 und das geführte Element 47 besitzt, die mit getrennten Elementen konfiguriert sind (siehe 3). Speziell besitzt der bewegliche Kern 45C einen abgestuften Führungslochabschnitt 45d, der sich zu einer Seite eines festen Kerns 44 öffnet und einen Stab 48 an der Position seines radialen Mittelabschnitts blockiert. Der Führungslochabschnitt 45d enthält einen Abschnitt mit großem Durchmesser 45e auf der Öffnungsseite und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 45f auf der Bodenabschnittsseite. Ein Führungselement 46 ist im Führungslochabschnitt 45d angeordnet und die Innenumfangsoberfläche des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 45f kann mit der Außenumfangsoberfläche des Führungselements 46 gleiten. Ein Teil einer zweiten Vorspannfeder 49 ist in den Abschnitt mit großem Durchmesser 45e aufgenommen. Der weitere Stirnseitenabschnitt (der rechtsseitige Endabschnitt in 7) der zweiten Vorspannfeder 49 ist in Kontakt mit einer abgestufte Oberfläche zwischen dem Abschnitt mit großem Durchmesser 45e und dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 45f. Ein Durchgangsloch 45h ist beim Bodenabschnitt des Führungslochabschnitts 45d des beweglichen Kerns 45C vorgesehen. Das Durchgangsloch 45h besitzt eine Funktion, die der des Durchgangslochs 47c des geführten Elements 47 gemäß der ersten Ausführungsform ähnlich ist.
Gemäß dem elektromagnetischen Ventilmechanismus gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der oben beschrieben ist, und der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe, die diesen enthält, kann ähnlich der ersten Ausführungsform die Position, bei der der bewegliche Kern 45C geführt und getragen wird, näher zur Seite des beweglichen Kerns 45C gebracht werden als in der herkömmlichen Struktur und als Ergebnis kann die Neigung des beweglichen Kerns 45C während einer Bewegung verringert werden.
Es ist festzuhalten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannte Ausführungsform beschränkt ist, sondern verschiedene Änderungen enthält. Die oben beschriebenen Ausführungsformen wurden genau beschrieben, derart, dass die vorliegende Erfindung in einer leicht verständlichen Weise erläutert ist, und sind nicht notwendigerweise auf die beschränkt, die alle Konfigurationen, die beschrieben sind, enthalten. Es ist möglich, einen Teil der Konfiguration einer bestimmten Ausführungsform mit dem der Konfiguration einer weiteren Ausführungsform zu ersetzen, und es ist auch möglich, die Konfiguration einer weiteren Ausführungsform zur Konfiguration einer bestimmten Ausführungsform hinzuzufügen. Eine weitere Konfiguration kann auch zu einem Teil der Konfiguration jeder Ausführungsform hinzugefügt, von ihm gelöscht oder durch ihn ersetzt werden.
Zum Beispiel wurde in der ersten Ausführungsform und ihrer ersten und zweiten Änderung, die oben beschrieben sind, ein Beispiel beschrieben, in dem das geführte Element 47, 47A mit dem beweglichen Kern 45, 45A durch Einpressen, Schrauben oder Schweißverbinden oder Flüssigphasenverbinden verbunden und mit ihm integriert ist.
Andererseits kann das geführte Element 47 durch Gesenkschmieden des beweglichen Kerns 45 und/oder des geführten Elements 47 mit dem beweglichen Kern 45 verbunden und mit dem beweglichen Kern 45 integriert sein. Diese Konfiguration kann ein Auftreten einer Abweichung bei der Montage des beweglichen Kerns 45 und des geführten Elements 47 aufgrund einer Berührung (einer Kollision) zwischen dem beweglichen Kern 45 und dem festen Kern 44 verhindern.
Bezugszeichenliste

1a: Pumpengehäuse
41: Spule
42: Gehäuse
44: Fester Kern
45, 45A, 45C: Beweglicher Kern
45b: Buchsenschraubenabschnitt
46: Führungselement
46a: Basisabschnitt
46b: Führungskörper
47, 47A: Geführtes Element
47a: Zylindrischer Abschnitt
47d: Bolzenschraubenabschnitt
49: Zweite Vorspannfeder (Federelement)
300, 300A, 300B, 300C: Elektromagnetische Saugventileinheit
A3: Mittelachse (erste Mittelachse)
A2: Mittelachse (zweite Mittelachse)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015108409 A [0005]

Claims

Elektromagnetischer Ventilmechanismus, der Folgendes umfasst: eine Spule, die in einer Ringform vorgesehen ist; einen festen Kern, der radial in der Spule angeordnet ist; einen beweglichen Kern, der radial in der Spule angeordnet ist, derart, dass er dem festen Kern zugewandt ist, gemeinsam mit dem festen Kern einen Teil eines Magnetkreises bildet und durch Erregung der Spule zum festen Kern angezogen wird; und ein festes Führungselement, das eine erste Mittelachse besitzt und den beweglichen Kern in einer Richtung in Kontakt mit oder weg von dem festen Kern führt, wobei das Führungselement radial im beweglichen Kern angeordnet ist, um eine Bewegung des beweglichen Kerns zu unterstützen.
Elektromagnetischer Ventilmechanismus nach Anspruch 1, wobei der bewegliche Kern durch das Führungselement mittels eines geführten Elements, das an einer radialen Innenposition einteilig vorgesehen ist, getragen wird und das geführte Element einen zylindrischen Abschnitt enthält, in dem das Führungselement angeordnet ist und der in Bezug auf das Führungselement gleitend ist.
Elektromagnetischer Ventilmechanismus nach Anspruch 2, wobei das geführte Element mit dem beweglichen Kern verbunden und in den beweglichen Kern durch Einpressen einer Außenumfangsoberfläche des zylindrischen Abschnitts mit einer Innenumfangsoberfläche des beweglichen Kerns integriert ist.
Elektromagnetischer Ventilmechanismus nach Anspruch 2, wobei der bewegliche Kern an einer Innenumfangsoberfläche des beweglichen Kerns einen Buchsenschraubenabschnitt enthält, das geführte Element einen Bolzenschraubenabschnitt, der in den Buchsenschraubenabschnitt des beweglichen Kerns geschraubt ist, an einer Außenumfangsoberfläche des zylindrischen Abschnitts enthält und das geführte Element durch Schrauben des Bolzenschraubenabschnitts des zylindrischen Abschnitts in den Buchsenschraubenabschnitt des beweglichen Kerns am beweglichen Kern befestigt und in den beweglichen Kern integriert ist.
Elektromagnetischer Ventilmechanismus nach Anspruch 2, wobei das geführte Element durch Schmelzverbinden oder Flüssigphasenverbinden mit dem beweglichen Kern verbunden und in den beweglichen Kern integriert ist.
Elektromagnetischer Ventilmechanismus nach Anspruch 2, wobei das geführte Element durch Gesenkschmieden mindestens eines des beweglichen Kerns und des geführten Elements mit dem beweglichen Kern verbunden und in den beweglichen Kern integriert ist.
Elektromagnetischer Ventilmechanismus nach Anspruch 2, der ferner Folgendes umfasst: ein zylindrisches Gehäuse, das radial innerhalb der Spule und radial außerhalb des beweglichen Kerns angeordnet ist und den beweglichen Kern, das geführte Element und das Führungselement aufnimmt, wobei eine Differenz zwischen einem Innendurchmesser des zylindrischen Abschnitts des geführten Elements und einem Außendurchmesser des Führungselements kleiner als eine Differenz zwischen einem Innendurchmesser des Gehäuses und einem Außendurchmesser des beweglichen Kerns ist.
Elektromagnetischer Ventilmechanismus nach Anspruch 1, der ferner Folgendes umfasst: ein zylindrisches Gehäuse, das radial innerhalb der Spule und radial außerhalb des beweglichen Kerns angeordnet ist, den beweglichen Kern und das Führungselement aufnimmt und eine zweite Mittelachse besitzt, wobei das Führungselement derart angeordnet ist, dass die erste Mittelachse mit der zweiten Mittelachse des Gehäuses übereinstimmt.
Elektromagnetischer Ventilmechanismus nach Anspruch 1, der ferner Folgendes umfasst: ein mit einem Boden versehenes zylindrisches Gehäuse, das radial innerhalb der Spule und radial außerhalb des beweglichen Kerns angeordnet ist und den beweglichen Kern und das Führungselement aufnimmt, wobei das Gehäuse eine Innenoberfläche eines Bodenabschnitts des Gehäuses, die in einer ebenen Form gebildet ist, besitzt, das Führungselement eine Stirnfläche auf einer axialen Seite besitzt, die in einer Ebene senkrecht zur ersten Mittelachse gebildet ist, und das Führungselement eine Stirnfläche auf der einen axialen Seite besitzt, die derart angeordnet ist, dass sie in Kontakt mit einer Innenoberfläche des Bodenabschnitts des Gehäuses ist.
Elektromagnetischer Ventilmechanismus nach Anspruch 2, wobei eine Gleitlänge des geführten Elements und des Führungselements größer als eine Bewegungsentfernung des beweglichen Kerns zur Seite des festen Kerns aufgrund einer Erregung der Spule ist.
Elektromagnetischer Ventilmechanismus nach Anspruch 2, wobei das Führungselement aus einem Material gebildet ist, das eine höhere Härte als der bewegliche Kern besitzt.
Elektromagnetischer Ventilmechanismus nach Anspruch 2, wobei das geführte Element aus einem Material gebildet ist, das eine höhere Härte als der bewegliche Kern besitzt.
Elektromagnetischer Ventilmechanismus nach Anspruch 2, wobei das Führungselement und das geführte Element aus Materialien gebildet sind, die dieselbe Härte besitzen.
Elektromagnetischer Ventilmechanismus nach Anspruch 2, der ein Federelement umfasst, das den beweglichen Kern in einer Richtung weg vom festen Kern vorbelastet, wobei das Führungselement Folgendes enthält: einen Basisabschnitt, der radial im festen Kern angeordnet ist, und einen Führungskörper, der einen Außendurchmesser besitzt, der kleiner als ein Außendurchmesser des Basisabschnitts ist, und der sich vom Basisabschnitt erstreckt, um den zylindrischen Abschnitt des geführten Elements zu führen, und das Federelement radial außerhalb des Führungskörpers angeordnet ist und derart konfiguriert ist, dass ein Stirnseitenabschnitt mit dem Basisabschnitt des Führungselements in Kontakt ist und ein weiterer Stirnseitenabschnitt mit dem zylindrischen Abschnitt des geführten Elements in Kontakt ist.
Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe, die Folgendes umfasst: ein Pumpengehäuse, das eine Druckkammer zur Druckbeaufschlagung von Kraftstoff im Pumpengehäuse besitzt; und eine elektromagnetische Saugventileinheit, die am Pumpengehäuse montiert ist und eine Durchflussmenge von Kraftstoff, der in die Druckkammer gesaugt wird, anpasst, wobei die elektromagnetische Saugventileinheit den elektromagnetischen Ventilmechanismus nach Anspruch 1 enthält.