DE112020002667T5

DE112020002667T5 - Kraftstoffpumpe

Info

Publication number: DE112020002667T5
Application number: DE112020002667.1T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Usui; Hiroyuki Yamada; Kiyotaka Ogura
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2019-09-11
Filing date: 2020-08-14
Publication date: 2022-04-21
Also published as: JP7178504B2; WO2021049247A1; CN113966434A; CN113966434B; US20220316470A1; JPWO2021049247A1

Abstract

Es wird eine Kraftstoffpumpe geschaffen, die die Produktivität verbessern kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kraftstoffpumpe einen Pumpenkörper 1, einen Kolben 2, ein elektromagnetisches Saugventil 3 und ein Entlastungsventil 4. Der Kolben 2 bewegt sich in einem ersten Raum 1a hin und her, der ein säulenförmiger Raumabschnitt ist, der in dem Pumpenkörper 1 bereitgestellt ist. Das elektromagnetische Saugventil 3 bewirkt, dass Kraftstoff in eine Druckkammer 11 gesaugt wird, die durch den ersten Raum 1a und den Kolben 2 gebildet wird. Wenn der Kraftstoffdruck auf der stromabwärtigen Seite der Druckkammer 11 einen eingestellten Wert überschreitet, öffnet sich das Entlastungsventil 4 und bringt den Kraftstoff zurück in die Druckkammer 11. Der Pumpenkörper 1 weist einen zweiten Raum 1b, in dem das Entlastungsventil 4 angeordnet ist, und ein Verbindungsloch 1e zum Bewirken, dass der erste Raum 1a und der zweite Raum 1b miteinander in Verbindung stehen, auf. Der Durchmesser des Verbindungslochs 1e ist gleich dem Durchmesser des ersten Raums 1a.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff unter hohem Druck an eine Kraftmaschine liefert.
Stand der Technik
Eine Kraftstoffpumpe ist beispielsweise in PTL 1 offenbart. Die in PTL 1 offenbarte Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe umfasst ein Gehäuse, ein Saugventil, ein Förderventil und ein Entlastungsventil. Das Gehäuse umfasst einen Zylinder, der eine Zylinderlaufbuchse aufnimmt, die einen Kolben verschiebbar hält, und ein abgestufter Raum ist, der eine Druckkammer bildet. Das Saugventil wird in einem Zustand geöffnet, in dem einem elektromagnetischen Solenoid kein Strom zugeführt wird. Wenn dem elektromagnetischen Solenoid Strom zugeführt wird, wird das Saugventil geöffnet, um zu bewirken, dass der Kraftstoff in die Druckkammer gesaugt wird.
Das Förderventil ist an einem Förderventil-Aufnahmeabschnitt des Gehäuses montiert. Der Förderventil-Aufnahmeabschnitt steht mit der Druckkammer über ein Kraftstoffförderloch in Verbindung. Der in der Druckkammer unter Druck gesetzte Hochdruckkraftstoff wird dem Förderventil zugeführt. Das Förderventil wird geöffnet, wenn der Druck des zugeführten Kraftstoffs größer oder gleich einem vorgegebenen Druck wird, und der Kraftstoff, der das Förderventil durchlaufen hat, wird einem Speicher unter Druck zugeführt.
Das Entlastungsventil ist an einem Entlastungsventil-Aufnahmeabschnitt des Gehäuses montiert. Der Entlastungsventil-Aufnahmeabschnitt steht mit einem Hochdruckbereich auf der stromabwärtigen Seite des Förderventils in Verbindung und steht mit der Druckkammer über einen Verbindungskanal in Verbindung. Das Entlastungsventil wird geöffnet, wenn der Druck des Kraftstoffs in dem Hochdruckbereich größer oder gleich einem spezifischen Druck wird und bringt somit den Hochdruckkraftstoff zurück in die Druckkammer.
Entgegenhaltungsliste
Patentdokument(e)
PTL 1: JP 2019-2374 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die in PTL 1 offenbarte Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe weist jedoch eine komplizierte Form eines Überschneidungsabschnitts zwischen der Druckkammer und dem Verbindungskanal auf. Daher wird die Verarbeitung des Verbindungskanals kompliziert und ist somit für eine Verbesserung der Produktivität der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe hinderlich.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kraftstoffpumpe zu schaffen, bei der die Produktivität unter Berücksichtigung der vorstehenden Probleme verbessert werden kann.
Lösung für das Problem
Um die vorstehenden Probleme und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, umfasst eine Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung einen Pumpenkörper, einen Kolben, ein Saugventil und ein Entlastungsventil. Der Kolben bewegt sich in einem ersten Raum hin und her, der ein säulenförmiger Raumabschnitt ist, der in dem Pumpenkörper bereitgestellt ist. Das Saugventil bewirkt, dass Kraftstoff in eine Druckkammer gesaugt wird, die durch den ersten Raum und den Kolben gebildet wird. Wenn der Kraftstoffdruck auf der stromabwärtigen Seite der Druckkammer einen festgelegten Wert überschreitet, öffnet das Entlastungsventil und bringt den Kraftstoff zurück in die Druckkammer. Der Pumpenkörper weist einen zweiten Raum, in dem das Entlastungsventil angeordnet ist, und ein Verbindungsloch zum Bewirken, dass der erste Raum und der zweite Raum miteinander in Verbindung stehen, auf. Der Durchmesser des Verbindungslochs ist gleich dem Durchmesser des ersten Raums, und das Verbindungsloch erweitert den ersten Raum.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der Kraftstoffpumpe mit der vorstehenden Konfiguration ist es möglich, die Produktivität zu verbessern.
Andere Aufgaben, Konfigurationen und vorteilhafte Wirkungen als die oben beschriebenen werden durch die Beschreibungen der folgenden Ausführungsformen verdeutlicht.
Figurenliste

[1] 1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm, das ein Kraftstoffversorgungssystem zeigt, das eine Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
[2] 2 ist eine Längsschnittansicht (Teil 1) der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3] 3 ist eine Längsschnittansicht (Teil 2) der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[4] 4 ist eine horizontale Querschnittsansicht der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei Betrachtung von oben.
[5] 5 ist eine Längsschnittansicht (Teil 3) der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung von Ausführungsformen
1. Ausführungsform
Im Folgenden wird eine Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In den Zeichnungen sind die gemeinsamen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
[Kraftstoffversorgungssystem]
Als Nächstes wird ein Kraftstoffversorgungssystem unter Verwendung der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe (Kraftstoffpumpe) gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm, das das Kraftstoffversorgungssystem zeigt, das die Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe gemäß der Ausführungsform verwendet.
Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst das Kraftstoffversorgungssystem eine Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe (Kraftstoffpumpe) 100, eine Kraftmaschinensteuereinheit (ECU) 101, einen Kraftstofftank 103, eine gemeinsame Leiste 106 und mehrere Einspritzvorrichtungen 107. Die Komponenten der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 sind einstückig in den Pumpenkörper 1 integriert.
Der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 103 wird von einer Speisepumpe 102 hochgepumpt, die basierend auf einem Signal von der ECU 101 arbeitet. Der gepumpte Kraftstoff wird durch einen Druckregler (nicht dargestellt) auf einen geeigneten Druck gebracht und einem Niederdruck-Kraftstoffsauganschluss 51 der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 durch ein Niederdruckrohr 104 zugeführt.
Die Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 setzt den aus dem Kraftstofftank 103 zugeführten Kraftstoff unter Druck und speist den Kraftstoff unter Druck in die gemeinsame Leiste 106 ein. Die mehreren Einspritzvorrichtungen 107 und ein Kraftstoffdrucksensor 105 sind an der gemeinsamen Leiste 106 montiert. Di mehreren Einspritzvorrichtungen 107 sind entsprechend der Anzahl von Zylindern (Brennkammern) montiert und spritzen Kraftstoff entsprechend einer Ansteuerstromausgabe aus der ECU 101 ein. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Kraftstoffversorgungssystem ein sogenanntes Direkteinspritzungs-Kraftmaschinensystem, bei dem die Einspritzvorrichtung 107 Kraftstoff direkt in einen Zylinder der Kraftmaschine einspritzt.
Der Kraftstoffdrucksensor 105 gibt die detektierten Druckdaten an die ECU 101 aus. Die ECU 101 berechnet eine geeignete Einspritzkraftstoffmenge (Zieleinspritzkraftstofflänge), einen geeigneten Kraftstoffdruck (Zielkraftstoffdruck) und dergleichen basierend auf Kraftmaschinenzustandsgrößen (z. B. einem Kurbeldrehwinkel, einem Drosselklappenöffnungsgrad, einer Kraftmaschinendrehzahl und einem Kraftstoffdruck), die aus verschiedenen Sensoren erhalten werden.
Außerdem steuert die ECU 101 die Ansteuerung der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 und der mehreren Einspritzvorrichtungen 107 basierend auf dem Berechnungsergebnis des Kraftstoffdrucks (Zielkraftstoffdrucks) und dergleichen. Das heißt, die ECU 101 umfasst eine Pumpensteuereinheit, die die Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 steuert, und eine Einspritzvorrichtungssteuereinheit, die die Einspritzvorrichtung 107 steuert.
Die Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 umfasst einen Druckpulsationsreduktionsmechanismus 9, ein elektromagnetisches Saugventil 3, das ein Mechanismus mit variabler Kapazität ist, ein Entlastungsventil 4 (siehe 2) und ein Förderventil 8. Der Kraftstoff, der aus dem Niederdruck-Kraftstoffansauganschluss 51 strömt, erreicht einen Sauganschluss 31b des elektromagnetischen Saugventils 3 über den Druckpulsationsreduktionsmechanismus 9 und einen Säugkanal 10b.
Der in das elektromagnetische Saugventil 3 strömende Kraftstoff strömt durch einen Ventilabschnitt 32, strömt durch einen in dem Pumpenkörper 1 ausgebildeten Saugkanal 1d und strömt dann in die Druckkammer 11. Der Kolben 2 wird vor und zurück in die Druckkammer 11 eingeführt. Leistung wird durch einen Nocken 91 (siehe 2) der Kraftmaschine auf den Kolben 2 übertragen und somit bewegt sich der Kolben 2 hin und her.
In der Druckkammer 11 wird Kraftstoff bei einem Abwärtshub des Kolbens 2 von dem elektromagnetischen Saugventil 3 angesaugt und bei einem Aufwärtshub wird der Kraftstoff unter Druck gesetzt. Wenn der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird das Förderventil 8 geöffnet und der Hochdruckkraftstoff wird der gemeinsamen Leiste 106 über einen Förderkanal 12a unter Druck zugeführt. Die Kraftstoffabgabe durch die Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 wird durch Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Saugventils, 3 betrieben. Das Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Saugventils 3 wird durch die ECU 101 gesteuert.
[Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe]
Als Nächstes wird eine Konfiguration der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 unter Bezugnahme auf 2 bis 5 beschrieben.
2 ist eine Längsquerschnittsansicht (Teil 1) der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 bei Betrachtung in einem Querschnitt senkrecht zu einer horizontalen Richtung. 3 ist eine Längsquerschnittsansicht (Teil 2) der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 bei Betrachtung in einem Querschnitt senkrecht zu der horizontalen Richtung. 4 ist eine horizontale Querschnittsansicht der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 bei Betrachtung in einem Querschnitt, senkrecht zu einer vertikalen Richtung. 5 ist eine Längsquerschnittsansicht (Teil 3) der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 bei Betrachtung in einem Querschnitt senkrecht zu der horizontalen Richtung.
Wie es in 2 bis 5 gezeigt ist, ist der Pumpenkörper 1 der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 im Wesentlichen in einer Säulenform ausgebildet. Wie es in 2 und 3 gezeigt ist, umfasst der Pumpenkörper 1 einen ersten Raum 1a, einen zweiten Raum 1b, einen dritten Raum 1c und den Saugkanal 1d. Der Pumpenkörper 1 steht in engem Kontakt mit einem Kraftstoffpumpen-Befestigungsabschnitt 90 und ist durch mehrere Bolzen (Schrauben) (nicht dargestellt) fixiert.
Der erste Raum 1a ist ein säulenförmiger Raumabschnitt, der in dem Pumpenkörper 1 bereitgestellt ist. Die Mittellinie 1A des ersten Raums 1a fällt mit der Mittellinie des Pumpenkörpers 1 zusammen. Ein Ende des Kolbens 2 wird in den ersten Raum 1a eingeführt. und der Kolben 2 bewegt sich in dem ersten Raum 1a hin und her. Der erste Raum 1a und das eine Ende des Kolbens 2 bilden die Druckkammer 11.
Der zweite Raum 1b ist ein säulenförmiger Raumabschnitt, der in dem Pumpenkörper 1 bereitgestellt ist. Die Mittellinie des zweiten Raums 1b ist senkrecht zu der Mittellinie des Pumpenkörpers 1 (ersten Raums 1a). Das Entlastungsventil 4 ist in dem zweiten Raum 1b angeordnet. Der Durchmesser des zweiten Raums 1b ist kleiner als der Durchmesser des ersten Raums 1a.
Der erste Raum 1a und der zweite Raum 1b stehen miteinander durch ein kreisförmiges Verbindungsloch 1e in Verbindung. Der Durchmesser des Verbindungslochs 1e ist gleich dem Durchmesser des ersten Raums 1a. Das Verbindungsloch 1e erweitert ein Ende des ersten Raums 1a. Der Durchmesser des Verbindungslochs 1e ist größer als der Außendurchmesser des Kolbens 2. Die Mittellinie des Verbindungslochs 1e ist senkrecht zu der Mittellinie des zweiten Raums 1b.
Wie es in 3 und 5 gezeigt ist, ist der Durchmesser des Verbindungslochs 1e größer als der Durchmesser des zweiten Raums 1b. Das Verbindungsloch 1e weist eine sich verjüngende Oberfläche 1f mit einem Durchmesser, der in einem Querschnitt senkrecht zu der Mittellinie des zweiten Raums 1b zu dem zweiten Raum 1b hin abnimmt, auf. Somit kann der Kraftstoff, der das in dem zweiten Raum 1b angeordnete Entlastungsventil 4 durchlaufen hat, entlang der sich verjüngenden Oberfläche 1f glatt in die Druckkammer 11 zurückgeführt werden.
Der dritte Raum 1c ist ein säulenförmiger Raumabschnitt, der in dem Pumpenkörper 1 bereitgestellt ist und mit dem anderen Ende des ersten Raums 1a durchgängig ist. Die Mittellinie des dritten Raums 1c fällt mit der Mittellinie 1A des ersten Raums 1a und der Mittellinie des Pumpenkörpers 1 zusammen. Der Durchmesser des dritten Raums 1c ist größer als der Durchmesser des ersten Raums 1a. In dem dritten Raum 1c ist ein Zylinder 6 angeordnet, der die Hin- und Herbewegung des Kolbens 2 führt.
Der Zylinder 6 ist in einer Rohrform ausgebildet und an der Außenumfangsseite davon in den dritten Raum 1c des Pumpenkörpers 1 eingepresst. Ein Ende des Zylinders 6 liegt an der oberen Oberfläche (einem Stufenabschnitt zwischen dem ersten Raum 1a und dem dritten Raum 1c) des dritten Raums 1c an. Der Kolben 2 steht gleitend mit der Innenumfangsfläche des Zylinders 6 in Kontakt.
Ein O-Ring 93, der ein spezielles Beispiel eines Sitzelements darstellt, ist zwischen dem Kraftstoffpumpen-Befestigungsabschnitt 90 und dem Pumpenkörper 1 angeordnet. Der O-Ring 93 verhindert, dass Kraftmaschinenöl aus der Kraftmaschine (Brennkraftmaschine) durch einen Raum zwischen dem Kraftstoffpumpen-Befestigungsabschnitt 90 und dem Pumpenkörper 1 nach außen gelangt.
An dem unteren Ende des Kolbens 2 ist ein Stößel 92 bereitgestellt, der eine Drehbewegung des an einer Nockenwelle der Kraftmaschine befestigten Nockens 91 in eine Auf-Ab-Bewegung umwandelt und die Auf-Ab-Bewegung auf den Kolben 2 überträgt. Der Kolben 2 wird durch eine Feder 16 über einen Halter 15 in Richtung des Nockens 91 vorgespannt und wird an den Stößel 92 gequetscht. Der Stößel 92 bewegt sich mit der Drehung des Nockens 91 hin und her. Der Kolben 2 bewegt sich zusammen mit dem Stößel 92 hin und her, um das Volumen der Druckkammer 11 zu ändern.
Zwischen dem Zylinder 6 und dem Halter 15 ist ein Dichtungshalter 17 angeordnet. Der Dichtungshalter 17 ist in einer Rohrform ausgebildet, in die der Kolben 2 eingesetzt ist, und weist einen Hilfsraum 17a an dem oberen Endabschnitt auf der Seite des Zylinders 6 auf. Der Dichtungshalter 17 hält eine Kolbendichtung 18 am unteren Endabschnitt auf der Seite des Halters 15.
Die Kolbendichtung 18 steht gleitend mit dem Außenumfang des Kolbens 2 in Kontakt. Wenn sich der Kolben 2 hin und her bewegt, dichtet die Kolbendichtung 18 den Kraftstoff in dem Hilfsraum 17a ab und somit fließt der Kraftstoff in dem Hilfsraum 17a nicht in die Kraftmaschine. Außerdem verhindert die Kolbendichtung 18, dass Schmieröl (einschließlich Kraftmaschinenöl), das einen gleitenden Abschnitt in der Kraftmaschine schmiert, in den Pumpenkörper 1 strömt.
In 2 bewegt sich der Kolben 2 in einer Auf-Ab-Richtung hin und her. Beim Absenken des Kolbens 2 nimmt das Volumen der Druckkammer 11 zu. Wenn der Kolben 2 aufsteigt, nimmt das Volumen der Druckkammer 11 ab. Das heißt, der Kolben 2 ist so angeordnet, dass er sich in einer Richtung des Vergrößerns und Verminderns des Volumens der Druckkammer 11 hin und her bewegt.
Der Kolben 2 weist einen Abschnitt mit großem Durchmesser 2a und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 2b auf. Wenn sich der Kolben 2 hin und her bewegt, befinden sich der Abschnitt mit großem Durchmesser 2a und der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 2b in dem Hilfsraum 17a. Daher nimmt das Volumen des Hilfsraums 17a durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens 2 zu oder ab.
Der Hilfsraum 17a steht mit einem Niederdruck-Kraftstoffraum 10 durch einen Kraftstoffkanal 10c (siehe 5) in Verbindung. Wenn sich der Kolben 2 absenkt, strömt der Kraftstoff von dem Hilfsraum 17a in den Niederdruck-Kraftstoffraum 10. Wenn der Kolben 2 aufsteigt, strömt der Kraftstoff von dem Niederdruck-Kraftstoffraum 10 zu dem Hilfsraum 17a. Somit ist es möglich, die Kraftstoffdurchflussmenge in die und aus der Pumpe in dem Saughub oder in dem Rückhub der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 zu reduzieren, und es ist möglich, die in der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 erzeugte Druckpulsation zu reduzieren.
Wie es in 3 gezeigt ist, ist der Niederdruck-Kraftstoffraum 10 an dem oberen Abschnitt des Pumpenkörpers 1 der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 bereitgestellt. An einem Seitenflächenabschnitt des Pumpenkörpers 1 ist eine Saugverbindung 5 angebracht. Die Saugverbindung 5 ist mit einem Niederdruck-Rohr 104 verbunden, durch das aus dem Kraftstofftank 103 zugeführter Kraftstoff (siehe 1) strömt. Der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 103 wird aus der Saugverbindung 5 in den Pumpenkörper 1 geliefert.
Die Saugverbindung 5 umfasst den Niederdruck-Kraftstoffsauganschluss 51, der mit dem Niederdruck-Rohr 104 in Verbindung steht, und einen Saugströmungsweg 52, der mit dem Niederdruck-Kraftstoffsauganschluss 51 in Verbindung steht. Der Kraftstoff, der den Saugströmungsweg 52 durchlaufen hat, durchläuft dann einen innerhalb des Pumpenkörpers 1 bereitgestellten Saugfilter 53 und wird dann dem Niederdruck-Kraftstoffraum 10 zugeführt. Der Saugfilter 53 entfernt Fremdstoffe in dem Kraftstoff und verhindert das Eindringen von Fremdstoffen in die Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100.
Der Niederdruck-Kraftstoffraum 10 ist mit einem Niederdruck-Kraftstoffströmungsweg 10a und dem Saugkanal 10b versehen (siehe 2). Der Druckpulsationsreduktionsmechanismus 9 ist in dem Niederdruck-Kraftstoffströmungsweg 10a bereitgestellt. Wenn der in die Druckkammer 11 strömende Kraftstoff durch das elektromagnetische Saugventil 3, das sich wieder in einem Ventilöffnungszustand befindet, zu dem Saugkanal 10b zurückgeführt wird, wird die Druckpulsation in dem Niederdruck-Kraftstoffraum 10 erzeugt. Der Druckpulsationsreduktionsmechanismus 9 reduziert die Ausbreitung der Druckpulsation, die in der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 erzeugt wird, auf das Niederdruck-Rohr 104.
Der Druckpulsationsreduktionsmechanismus 9 wird durch einen Metallmembrandämpfer gebildet, bei dem zwei gewellte scheibenförmige Metallplatten an ihrem Außenumfang miteinander verbunden sind und ein Inertgas wie Argon eingeleitet ist. Der Metallmembrandämpfer des Druckpulsationsreduktionsmechanismus 9 dehnt sich aus und zieht sich zusammen, um die Druckpulsation zu absorbieren oder zu reduzieren.
Der Saugkanal 10b steht mit dem Sauganschluss 31b (siehe 2) des elektromagnetischen Saugventils 3 in Verbindung. Der den Niederdruck-Kraftstoffströmungsweg 10a durchlaufende Kraftstoff erreicht den Sauganschluss 31b des elektromagnetischen Saugventils 3 über den Saugkanal 10b.
Wie es in 2 und 4 gezeigt ist, ist das elektromagnetische Saugventil 3 in ein in dem Pumpenkörper 1 ausgebildetes seitliches Loch eingesetzt. Das elektromagnetische Saugventil 3 umfasst einen Saugventilsitz 31, der in das in dem Pumpenkörper 1 ausgebildete seitliche Loch eingepresst ist, einen Ventilabschnitt 32, eine Stange 33, eine Stangenvorspannfeder 34, eine elektromagnetische Spule 35 und einen Anker 36.
Der Saugventilsitz 31 ist in einer Rohrform ausgebildet und ein Sitzabschnitt 31a ist an einem Innenumfangsabschnitt bereitgestellt. Der Sauganschluss 31b, die von dem Außenumfangsabschnitt zu dem Innenumfangsabschnitt reicht, ist in dem Saugventilsitz 31 ausgebildet. Der Sauganschluss 31b steht mit dem Saugkanal 10b in dem oben beschriebenen Niederdruck-Kraftstoffraum 10 in Verbindung.
Ein dem Sitzabschnitt 31a des Saugventilsitzes 31 zugewandter Anschlag 37 ist in dem in dem Pumpenkörper 1 ausgebildeten seitlichen Loch angeordnet. Der Ventilabschnitt 32 ist zwischen dem Anschlag 37 und dem Sitzabschnitt 31a angeordnet. Die Ventilvorspannfeder 38 ist zwischen dem Stopper 37 und dem Ventilabschnitt 32 angeordnet.
Die Ventilvorspannfeder 38 spannt den Ventilabschnitt 32 in Richtung des Sitzabschnitts 31a vor.
Wenn der Ventilabschnitt 32 an dem Sitzabschnitt 31a anliegt, wird ein Verbindungsabschnitt zwischen dem Sauganschluss 31b und der Druckkammer 11 geschlossen und das elektromagnetische Saugventil 3 geht in den Ventilschließzustand über. Wenn andererseits der Ventilabschnitt 32 an dem Anschlag 37 anliegt, wird der Verbindungsabschnitt zwischen dem Sauganschluss 31b und der Druckkammer 11 geöffnet und das elektromagnetische Saugventil 3 geht in den Ventilöffnungszustand über.
Die Stange 33 durchdringt ein zylindrisches Loch des Saugventilsitzes 31, und ein Ende davon liegt an dem Ventilabschnitt 32 an. Die Stangenvorspannfeder 34 spannt den Ventilabschnitt 32 über die Stange 33 in eine Ventilöffnungsrichtung, die die Seite des Anschlags 37 ist. Ein Ende der Stangenvorspannfeder 34 steht mit dem anderen Ende der Stange 33 in Eingriff und das andere Ende der Stangenvorspannfeder 34 steht mit einem Magnetkern 39 in Eingriff, der so angeordnet ist, dass er die Stangenvorspannfeder 34 umgibt.
Der Anker 36 liegt der Endfläche des Magnetkerns 39 gegenüber. Der Anker 36 steht mit einem Flansch in Eingriff, der in einem Zwischenabschnitt der Stange 33 bereitgestellt ist. Die elektromagnetische Spule 35 ist um den Magnetkern 39 herum angeordnet. Ein Anschlusselement 40 ist mit der elektromagnetischen Spule 35 elektrisch verbunden und ein Strom fließt durch das Anschlusselement 40.
In einem nicht erregten Zustand, in dem kein Strom durch die elektromagnetische Spule 35 fließt, wird die Stange 33 durch die Vorspannkraft der Stangenvorspannfeder 34 in die Ventilöffnungsrichtung vorgespannt und drückt den Ventilabschnitt 32 in die Ventilöffnungsrichtung.
Im Ergebnis wird der Ventilabschnitt 32 von dem Sitzabschnitt 31a getrennt und liegt an dem Anschlag 37 an und somit geht das elektromagnetische Saugventil 3 in den Ventilöffnungszustand über. Das heißt, das elektromagnetische Saugventil 3 ist von einem normalerweise offenen Typ, der sich in dem nichterregten Zustand öffnet.
In dem Ventilöffnungszustand des elektromagnetischen Saugventils 3 strömt der Kraftstoff in dem Sauganschluss 31b zwischen dem Ventilabschnitt 32 und dem Sitzabschnitt 31a, strömt durch mehrere Kraftstoffkanallöcher (nicht dargestellt) des Anschlags 37 und den Saugkanal 1d und strömt dann in die Druckkammer 11. In dem Ventilöffnungszustand des elektromagnetischen Saugventils 3 kommt der Ventilabschnitt 32 mit dem Anschlag 37 in Kontakt und somit wird die Position des Ventilabschnitts 32 in der Ventilöffnungsrichtung geregelt. Ein Spalt zwischen dem Ventilabschnitt 32 und dem Sitzabschnitt 31a in dem Ventilöffnungszustand des elektromagnetischen Saugventils 3 bedeutet einen Bewegungsbereich des Ventilabschnitts 32 und dies ist ein Ventilöffnungshub.
Wenn ein Strom durch die elektromagnetische Spule 35 fließt, wird der Anker 36 durch eine magnetische Anziehungskraft des Magnetkerns 39 in Ventilschließrichtung gezogen. Im Ergebnis bewegt sich der Anker 36 gegen die Vorspannkraft der Stabvorspannfeder 34 und kommt mit dem Magnetkern 39 in Kontakt. Wenn sich der Anker 36 in die Ventilschließrichtung auf der Seite des Magnetkerns 39 bewegt, bewegt sich die Stange 33, mit der der Anker 36 in Eingriff steht, zusammen mit dem Anker 36. Im Ergebnis wird der Ventilabschnitt 32 von der Vorspannkraft in Ventilöffnungsrichtung entlastet und bewegt sich durch die Vorspannkraft der Ventilvorspannfeder 38 in Ventilschließrichtung. Wenn der Ventilabschnitt 32 mit dem Sitzabschnitt 31a des Saugventilsitzes in Kontakt kommt, geht das elektromagnetische Saugventil 3 in einen Ventilschließzustand über.
Wie es in 4 und 5 gezeigt ist, ist das Förderventil 8 mit der Auslassseite (stromabwärtigen Seite) der Druckkammer 11 verbunden. Das Förderventil 8 umfasst einen Förderventilsitz 81, der mit der Druckkammer 11 in Verbindung steht, einen Ventilabschnitt 82, der dem Förderventilsitz 81 in Kontakt steht mit und davon getrennt ist, eine Förderventilfeder 83 zum Vorspannen des Ventilabschnitts 82 in Richtung des Förderventilsitzes 81 und einen Förderventilanschlag 84, der einen Hub (eine Bewegungsstrecke) des Ventilabschnitts 82 bestimmt.
Das Förderventil 8 umfasst einen Stopfen 85, der das Austreten von Kraftstoff nach außen blockiert. Der Förderventilanschlag 84 ist in den Stopfen 85 eingepresst. Der Stopfen 85 ist mit dem Pumpenkörper 1 durch Schweißen an einem geschweißten Abschnitt 86 verbunden. Das Förderventil 8 steht mit einer Förderventilkammer 87 in Verbindung, die durch den Ventilabschnitt 82 geöffnet und geschlossen wird. Die Förderventilkammer 87 ist in dem Pumpenkörper 1 ausgebildet.
Der Pumpenkörper 1 ist mit einem seitlichen Loch versehen, das mit dem zweiten Raum 1b in Verbindung steht (siehe 2), und eine Förderverbindung 12 ist in das seitliche Loch eingesetzt. Die Förderverbindung 12 umfasst den oben beschriebenen Förderkanal 12a, der mit dem seitlichen Loch des Pumpenkörpers 1 und der Förderventilkammer 87 in Verbindung steht, und einen Kraftstoffförderanschluss 12b, der ein Ende des Förderkanals 12a ist. Der Kraftstoffförderanschluss 12b der Förderverbindung 12 steht mit der gemeinsamen Leiste 106 in Verbindung. Die Förderverbindung 12 ist an dem Pumpenkörper 1 durch Schweißen über einen geschweißten Abschnitt 12c fixiert.
In einem Zustand, in dem kein Unterschied im Kraftstoffdruck (Kraftstoffdifferenzdruck) zwischen der Druckkammer 11 und der Förderventilkammer 87 besteht, wird der Ventilabschnitt 82 durch die Vorspannkraft der Förderventilfeder 83 gegen den Förderventilsitz 81 gedrückt und somit geht das Förderventil 8 in den Ventilschließzustand über. Wenn der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 größer wird als der Kraftstoffdruck in der Förderventilkammer 87, bewegt sich der Ventilabschnitt 82 gegen die Vorspannkraft der Förderventilfeder 83 und somit geht das Förderventil 8 in den Ventilöffnungszustand über.
Wenn sich das Förderventil 8 in dem Ventilschließzustand befindet, durchläuft der (Hochdruck-)Kraftstoff in der Druckkammer 11 das Förderventil 8 und erreicht die Förderventilkammer 87. Dann wird der Kraftstoff, der die Förderventilkammer 87 erreicht hat, wird über den Kraftstoffförderanschluss 12b der Förderverbindung 12 an die gemeinsame Leiste 106 (siehe 1) abgegeben. Bei der obigen Konfiguration funktioniert das Förderventil 8 als ein Rückschlagventil, das eine Strömungsrichtung des Kraftstoffs beschränkt.
Das in 2 gezeigte Entlastungsventil 4 ist ein Ventil, das dazu ausgelegt ist, zu arbeiten und den Kraftstoff in dem Förderkanal 12a zurück in die Druckkammer 11 zu bringen, wenn ein Problem in der gemeinsamen Leiste 106 oder einem Element vor der gemeinsamen Leiste 106 auftritt und somit in der gemeinsamen Leiste ein Druck hoch wird, so dass er einen vorgegebenen Druck überschreitet. Das Entlastungsventil 4 ist in der Richtung, in der sich der Kolben 2 hin und her bewegt (Auf-Ab-Richtung), an einer höheren Position als das Förderventil 8 (siehe 5) angeordnet.
Das Entlastungsventil 4 umfasst eine Entlastungsfeder 41, einen Entlastungsventilhalter 42, einen Ventilabschnitt 43 und ein Sitzelement 44. Das Entlastungsventil 4 wird von der Förderverbindung 12 aus eingesetzt und in dem zweiten Raum 1b angeordnet. Ein Endabschnitt der Entlastungsfeder 41 liegt an dem Pumpenkörper 1 (einem Ende des zweiten Raums 1b) an und der andere Endabschnitt liegt an dem Entlastungsventilhalter 42 an. Der Entlastungsventilhalter 42 steht mit dem Ventilabschnitt 43 in Eingriff. Die Vorspannkraft der Entlastungsfeder 41 wirkt über den Entlastungsventilhalter 42 auf den Ventilabschnitt 43.
Der Ventilabschnitt 43 wird durch die Vorspannkraft der Entlastungsfeder 41 gedrückt, um den Kraftstoffkanal des Sitzelements 44 zu schließen. Die Bewegungsrichtung des Ventilabschnitts 43 (Entlastungsventilhalters 42) ist senkrecht zu der Richtung, in der sich der Kolben 2 hin und her bewegt. Die Mittellinie des Entlastungsventils 4 (die Mittellinie des Entlastungsventilhalters 42) ist senkrecht zu der Mittellinie des Kolbens 2.
Das Sitzelement 44 weist einen Kraftstoffkanal auf, der dem Ventilabschnitt 43 zugewandt ist, und eine Seite des Kraftstoffkanals auf einer gegenüberliegenden Seite des Ventilabschnitts 43 steht mit dem Förderkanal 12a in Verbindung. Die Bewegung des Kraftstoffs zwischen der Druckkammer 11 (stromaufwärts) und dem Sitzelement 44 (stromabwärts) wird blockiert, wenn der Ventilabschnitt 43 mit dem Sitzelement 44 in Kontakt (engen Kontakt) kommt, um den Kraftstoffkanal zu schließen.
Wenn der Druck in der gemeinsamen Leiste 106 oder einem Element vor der gemeinsamen Leiste zunimmt, drückt der Kraftstoff auf der Seite des Sitzelements 44 auf den Ventilabschnitt 43 und bewegt den Ventilabschnitt 43 gegen die Vorspannkraft der Entlastungsfeder 41. Im Ergebnis wird der Ventilabschnitt 43 geöffnet und der Kraftstoff in dem Förderkanal 12a wird durch den Kraftstoffkanal des Sitzelements 44 in die Druckkammer 11 zurückgebracht. Daher wird der Druck zum Öffnen des Ventilabschnitts 43 durch die Vorspannkraft der Entlastungsfeder 41 bestimmt.
Die Bewegungsrichtung des Ventilabschnitts 43 (Entlastungsventilhalters 42) in dem Entlastungsventil 4 unterscheidet sich von der oben beschriebenen Bewegungsrichtung des Ventilabschnitts 82 in dem Förderventil 8. Die Bewegungsrichtung des Ventilabschnitts 82 in dem Förderventil 8 ist nämlich eine erste radiale Richtung des Pumpenkörpers 1. Die Bewegungsrichtung des Ventilabschnitts 43 in dem Entlastungsventil 4 ist eine zweite radiale Richtung, die sich von der ersten radialen Richtung des Pumpenkörpers 1 unterscheidet. Somit ist es möglich, das Förderventil 8 und das Entlastungsventil 4 an Positionen anzuordnen, die einander in der Auf-Ab-Richtung nicht überlappen, und es ist möglich, die Größe des Pumpenkörpers 1 durch effektive Nutzung des Raums innerhalb des Pumpenkörpers 1 zu reduzieren.
[Betrieb der Hochdruck-Kraftstoffpumpe]
Als Nächstes wird ein Betrieb der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 2 und 4 beschrieben.
In 2 strömt der Kraftstoff dann, wenn sich der Kolben 2 absenkt und das elektromagnetische Saugventil 3 geöffnet ist, aus dem Saugkanal 1d in die Druckkammer 11. Ein Hub, bei dem sich der Kolben 2 absenkt, wird im Folgenden als Saughub bezeichnet. Wenn andererseits der Kolben 2 aufsteigt und das elektromagnetische Saugventil 3 geschlossen ist, wird der Kraftstoff in der Druckkammer 11 unter Druck gesetzt, strömt durch das Förderventil 8 und wird unter Druck der gemeinsamen Leiste 106 zugeführt (siehe 1). Ein Hub, bei dem der Kolben 2 aufsteigt, wird im Folgenden als Aufwärtshub bezeichnet.
Wie es oben beschrieben ist, wird dann, wenn das elektromagnetische Saugventil 3 während eines Steigvorgangs geschlossen ist, der während des Saughubs in die Druckkammer 11 gesaugte Kraftstoff mit Druck beaufschlagt und zu der Seite der gemeinsamen Leiste 106 abgegeben. Wenn andererseits das elektromagnetische Saugventil 3 während des Steigvorgangs geöffnet ist, wird der Kraftstoff in der Druckkammer 11 zurück in Richtung des Saugkanals 1d gedrückt und nicht in Richtung der gemeinsamen Leiste 106 abgegeben. Wie es oben beschrieben ist, wird die Kraftstoffabgabe durch die Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 durch Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Saugventils 3 betätigt. Das Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Saugventils 3 wird durch die ECU 101 gesteuert.
Beim Saughub nimmt das Volumen der Druckkammer 11 zu und der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 nimmt ab. Somit wird der Fluiddifferenzdruck (nachfolgend als „Fluiddifferenzdruck vor und nach dem Ventilabschnitt 32“ bezeichnet) zwischen dem Sauganschluss 31b und der Druckkammer 11 verringert. Wenn die Vorspannkraft der Stangenvorspannfeder 34 größer wird als der Fluiddifferenzdruck vor und nach dem Ventilabschnitt 32, bewegt sich die Stange 33 in die Ventilöffnungsrichtung, der Ventilabschnitt 32 wird von dem Sitzabschnitt 31a des Saugventilsitzes 31 getrennt und das elektromagnetische Saugventil 3 geht in den Ventilöffnungszustand über.
Wenn sich das elektromagnetische Saugventil 3 in dem Ventilöffnungszustand befindet, strömt der Kraftstoff in dem Sauganschluss 31b zwischen dem Ventilabschnitt 32 und dem Sitzabschnitt 31a durch, strömt durch eine mehrere Kraftstoffkanallöcher (nicht dargestellt) des Anschlags 37 und strömt dann in die Druckkammer 11. In dem Ventilöffnungszustand des elektromagnetischen Saugventils 3 kommt der Ventilabschnitt 32 mit dem Anschlag 37 in Kontakt und somit wird die Position des Ventilabschnitts 32 in der Ventilöffnungsrichtung reguliert. Ein Spalt zwischen dem Ventilabschnitt 32 und dem Sitzabschnitt 31a in dem Ventilöffnungszustand des elektromagnetischen Saugventils 3 bedeutet einen Bewegungsbereich des Ventilabschnitts 32 und dies ist ein Ventilöffnungshub.
Nachdem der Saughub beendet ist, geht der Hub zum Aufwärtshub über. Zu dieser Zeit bleibt die elektromagnetische Spule 35 in dem nichterregten Zustand. Somit wirkt keine magnetische Anziehungskraft zwischen dem Anker 36 und dem Magnetkern 39. Eine Vorspannkraft in Ventilöffnungsrichtung gemäß einer Differenz der Vorspannkraft zwischen der Stangenvorspannfeder 34 und der Ventilvorspannfeder 38 und eine Kraft, die in die Ventilschließrichtung durch eine Fluidkraft drückt, die erzeugt wird, wenn der Kraftstoff von der Druckkammer 11 zu dem Niederdruck-Kraftstoffströmungsweg 10a zurückströmt, wirken auf den Ventilabschnitt 32.
Damit das elektromagnetische Saugventil 3 den Ventilöffnungszustand beibehält, wird in diesem Zustand die Differenz der Vorspannkraft zwischen der Stangenvorspannfeder 34 und der Ventilvorspannfeder 38 größer als die Fluidkraft eingestellt. Das Volumen der Druckkammer 11 nimmt mit dem Aufsteigen des Kolbens 2 ab. Daher strömt der in die Druckkammer 11 gesaugte Kraftstoff wieder zwischen dem Ventilabschnitt 32 und dem Sitzabschnitt 31a hindurch und wird zu dem Sauganschluss 31b zurückgebracht. Somit steigt der Druck in der Druckkammer 11 nicht an. Ein solcher Hub wird als Rückhub bezeichnet.
Wenn bei dem Rückkehrprozess ein Steuersignal von der ECU 101 (siehe 1) an das elektromagnetische Saugventil 3 angelegt wird, fließt ein Strom über das Anschlusselement 40 durch die elektromagnetische Spule 35. Wenn ein Strom in der elektromagnetischen Spule 35 fließt, wirkt eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem Magnetkern 39 und dem Anker 36 und der Anker 36 (die Stange 33) wird von dem Magnetkern 39 angezogen. Im Ergebnis bewegt sich der Anker 36 (die Stange 33) in Ventilschließrichtung (Richtung weg von dem Ventilabschnitt 32) gegen die Vorspannkraft durch die Stangenvorspannfeder 34.
Wenn sich der Anker 36 (die Stange 33) in Ventilschließrichtung bewegt, wird der Ventilabschnitt 32 von der Vorspannkraft in Ventilöffnungsrichtung entlastet und bewegt sich durch die Vorspannkraft der Ventilvorspannfeder 38 und die Fluidkraft, die durch den Kraftstoff verursacht wird, der in den Saugkanal 10b strömt, in Ventilschließrichtung. Wenn der Ventilabschnitt 32 mit dem Sitzabschnitt 31a des Saugventilsitzes 31 in Kontakt kommt (der Ventilabschnitt 32 auf dem Sitzabschnitt 31a sitzt), geht das elektromagnetische Saugventil 3 in den Ventilschließzustand über.
Nachdem sich das elektromagnetische Saugventil 3 in dem Ventilschließzustand befindet, wird der Kraftstoff in der Druckkammer 11 mit Druck beaufschlagt, während der Kolben 2 aufsteigt. Wenn der Druck des Kraftstoffs größer oder gleich dem vorgegebenen Druck wird, strömt der Kraftstoff durch das Förderventil 8 und wird an die gemeinsame Leiste 106 abgegeben (siehe 1). Dieser Hub wird als Förderprozess bezeichnet. Das heißt, der Aufwärtshub von dem unteren Startpunkt zu dem oberen Startpunkt des Kolbens 2 umfasst den Rückhub und den Förderhub. Durch Steuern der Zeitvorgabe der Erregung der elektromagnetischen Spule 35 des elektromagnetischen Saugventils 3 ist es möglich, die abzugebende Hochdruck-Kraftstoffmenge zu steuern.
Wenn die Zeitvorgabe der Erregung der elektromagnetischen Spule 35 nach vorne verlegt wird, wird der Anteil des Rückhubs während des Aufwärtshubs kleiner und der Anteil des Förderhubs größer. Im Ergebnis nimmt die zu dem Saugkanal 10b zurückgeführte Kraftstoffmenge ab und die bei hohem Druck abgegebene Kraftstoffmenge nimmt zu. Wenn hingegen die Zeitvorgabe der Erregung der elektromagnetischen Spule 35 verzögert wird, nimmt der Anteil des Rückhubs während des Aufwärtshubs zu und der Anteil des Förderhubs nimmt ab. Im Ergebnis nimmt die Kraftstoffmenge, die zu dem Saugkanal 10b zurückgeführt wird, zu und die bei hohem Druck abgegebene Kraftstoffmenge nimmt ab. Wie es oben beschrieben ist, ist es durch Steuern der Zeitvorgabe der Erregung der elektromagnetischen Spule 35 möglich, die bei hohem Druck abgegebene Kraftstoffmenge auf eine von der Kraftmaschine (Brennkraftmaschine) benötigte Menge zu steuern.
2. Zusammenfassung
Wie es oben beschrieben ist, umfasst die Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 (Kraftstoffpumpe) gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform den Pumpenkörper 1 (Pumpenkörper), den Kolben 2 (Kolben), das elektromagnetische Saugventil 3 (Saugventil) und das Entlastungsventil 4 (Entlastungsventil). Der Kolben 2 bewegt sich in dem ersten Raum 1a (ersten Raum), der ein säulenförmiger Raumabschnitt ist, der in dem Pumpenkörper 1 bereitgestellt ist, hin und her. Das elektromagnetische Saugventil 3 bewirkt, dass Kraftstoff in die Druckkammer 11 (Druckkammer) gesaugt wird, die durch den ersten Raum 1a und den Kolben 2 gebildet wird. Wenn der Kraftstoffdruck auf der stromabwärtigen Seite der Druckkammer 11 einen eingestellten Wert überschreitet, öffnet sich das Entlastungsventil 4 und bringt den Kraftstoff zurück in die Druckkammer 11. Der Pumpenkörper 1 umfasst einen zweiten Raum 1b (zweiten Raum), in dem das Entlastungsventil 4 angeordnet ist, und ein Verbindungsloch 1e (Verbindungsloch), um zu bewirken, dass der erste Raum 1a und der zweite Raum 1b miteinander in Verbindung stehen. Der Durchmesser des Verbindungslochs 1e ist gleich dem Durchmesser des ersten Raums 1a.
Wenn Löcher wie der erste Raum 1a, der zweite Raum 1b und das Verbindungsloch 1e in dem Pumpenkörper 1 bearbeitet werden, werden unnötige Vorsprünge (Grate) auf der bearbeiteten Oberfläche erzeugt. Wenn der Vorsprung (Grat) zurückbleibt, tritt ein Fehler in der Abmessung des Lochs auf und nachteilige Auswirkungen wie etwa ein Versagen beim Anbringen der Komponente und Verletzungen treten auf, wenn der Vorsprung (Grat) berührt wird. Daher ist es notwendig, den Vorsprung (Grat) zu entfernen. Da in der oben beschriebenen Ausführungsform der Durchmesser des Verbindungslochs 1e gleich dem Durchmesser des ersten Raums 1a ist, ist es möglich, das Verbindungsloch 1e leicht zu bearbeiten und den Vorsprung (Grat) leicht zu entfernen. Außerdem ist es möglich zu verhindern, dass die Form des Pumpenkörpers 1 kompliziert wird. Daher ist es möglich, die Produktivität des Pumpenkörpers 1 und der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 zu verbessern und die Kosten zu reduzieren.
Da der Durchmesser des Verbindungslochs 1e gleich dem Durchmesser des ersten Raums 1a ist, strömt der Kraftstoff leicht von dem Entlastungsventil 4 zu der Druckkammer 11 und somit ist es möglich, die Entlastungsleistung zu verbessern. Da das Entlastungsventil direkt in den zweiten Raum 1b eingebaut ist, der in dem Pumpenkörper 1 bereitgestellt ist, ist es außerdem möglich, ein Gehäuse (Sitzelement) zum Aufnehmen von Komponenten, die das Entlastungsventil bilden, wegzulassen. Somit ist es möglich, die Anzahl der Komponenten zu reduzieren und die Kosten zu reduzieren.
Bei der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 (Kraftstoffpumpe) gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist der zweite Raum 1b (zweite Raum) ein säulenförmiger Raumabschnitt und der Durchmesser des zweiten Raums 1b. ist kleiner als der Durchmesser des Verbindungslochs 1e (Verbindungslochs). Somit ist es möglich, zu bewirken, dass der von dem Entlastungsventil 4 zu der Druckkammer 11 strömende Kraftstoff leicht durch das Verbindungsloch 1e strömt, und die Entlastungsleistung zu verbessern.
Außerdem weist das Verbindungsloch 1e (Verbindungsloch) der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 (Kraftstoffpumpe) gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform die sich verjüngende Oberfläche 1f (sich verjüngende Oberfläche) mit einem Durchmesser, der in Richtung des zweiten Raums 1b in dem Querschnitt senkrecht zu der Mittellinie des zweiten Raums 1b (zweiten Raums) abnimmt, auf. Somit ist es möglich, den Kraftstoff, der das in dem zweiten Raum 1b angeordnete Entlastungsventil 4 durchlaufen hat, entlang der sich verjüngenden Oberfläche 1f glatt zurück, in die Druckkammer 11 zu bringen.
Bei der Hochdruck-Kraftstoffförderpumpe 100 (Kraftstoffpumpe) gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Mittellinie des Verbindungslochs 1e (Verbindungslochs) senkrecht zu der Mittellinie des zweiten Raums 1b (zweiten Raums). Somit ist es möglich, zu bewirken, dass der Kraftstoff, der durch das im zweiten Raum 1b angeordnete Entlastüngsventil 4 geströmt ist, effizient durch das Verbindungsloch 1e strömt, und eine Behinderung der Verbesserung der Entlastungsleistung zu verhindern. Außerdem ist es möglich, zu verhindern, dass die Form des Pumpenkörpers 1 kompliziert wird, und die Produktivität des Pumpenkörpers 1 und der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 zu verbessern.
Bei der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 (Kraftstoffpumpe) gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Durchmesser des Verbindungslochs 1e (Verbindungslochs) größer als der Außendurchmesser des Kolbens 2 (Kolbens). Somit ist es möglich, die Haltbarkeit des Kolbens 2 zu verbessern, ohne dass eine Situation auftritt, in der der Kolben 2, der sich in der Druckkammer 11 hin und her bewegt, mit dem Umfang des Verbindungslochs 1e zusammenstößt.
Die Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 (Kraftstoffpumpe) gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform umfasst die Förderverbindung 12 (Förderverbindung), die an dem Pumpenkörper 1 (Pumpenkörper) auf der stromabwärtigen Seite der Druckkammer 11 (Druckkammer) angebracht ist. Das Entlastungsventil 4 (Entlastungsventil) wird in den zweiten Raum 1b (zweiten Raum) von der Förderverbindung 12 her eingesetzt. Somit ist es möglich, das Entlastungsventil 4 einfach in dem zweiten Raum 1b anzuordnen und die Ausführbarkeit einer Montagearbeit der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 zu verbessern. Außerdem ist es nicht erforderlich, ein Loch zum Bilden des Entlastungsventils 4 in dem zweiten Raum 1b in dem Pumpenkörper 1 neu bereitzustellen, und es ist möglich zu verhindern, dass die Form des Pumpenkörpers 1 kompliziert wird.
Bei der Hochdruck-Kraftstoffförderpumpe 100 (Kraftstoffpumpe) gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Bewegungsrichtung des Ventilabschnitts 43 (Ventilabschnitts) in dem Entlastungsventil 4 (Entlastungsventil) senkrecht zu der Richtung, in der sich der Kolben 2 (Kolben) hin und her bewegt. Somit ist es möglich zu verhindern, dass sich der zweite Raum 1b zum Anordnen des Entlastungsventils 4 in die Richtung erstreckt, in der sich der Kolben 2 hin und her bewegt. Im Ergebnis ist es möglich, die Länge des Pumpenkörpers 1 in der Richtung, in der sich der Kolben 2 hin und her bewegt, zu reduzieren und die Größe des Pumpenkörpers 1 zu reduzieren.
Die Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 (Kraftstoffpumpe) gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform umfasst das Förderventil 8 (Förderventil), das auf der stromabwärtigen Seite der Druckkammer 11 (Druckkammer) angeordnet ist. Die Bewegungsrichtung des Ventilabschnitts 82 (Ventilabschnitts) in dem Förderventil 8 unterscheidet sich von der Bewegungsrichtung des Ventilabschnitts 43 (Ventilabschnitts) in dem Entlastungsventil 4 (Entlastungsventil). Das Entlastungsventil 4 ist in der Auf-Ab-Richtung, in der sich der Kolben 2 (Kolben) hin und her bewegt, an einer höheren Position als das Förderventil 8 angeordnet. Somit ist es möglich, selbst dann, wenn das Förderventil 8 und das Entlastungsventil 4 einander in einer Richtung senkrecht zu der Auf-Ab-Richtung teilweise überlappen, eine gegenseitige Behinderung zwischen dem Ablassventil 8 und dem Entlastungsventil 4 zu verhindern und die Größe des Pumpenkörpers 1 durch effektive Nutzung des Raums im Pumpenkörper 1 zu reduzieren.
Der Pumpenkörper 1 (Pumpenkörper) der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 (Kraftstoffpumpe) gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist im Wesentlichen in einer Säulenform ausgebildet und die Mitte des ersten Raums 1a (ersten Raums) fällt mit der Mitte des Pumpenkörpers 1 zusammen. Die Bewegungsrichtung des Ventilabschnitts 82 (Ventilabschnitts) in dem Förderventil 8 (Förderventil) ist die erste radiale Richtung des Pumpenkörpers 1. Die Bewegungsrichtung des Ventilabschnitts 43 (Ventilabschnitts) in dem Entlastungsventil 4 (Entlastungsventil) ist die zweite radiale Richtung, die sich von der ersten radialen Richtung des Pumpenkörpers 1 unterscheidet. Somit ist es möglich, das Förderventil 8 und das Entlastungsventil 4 an Positionen anzuordnen, die sich nicht gegenseitig in der Bewegungsrichtung (Auf-Ab-Richtung) des Kolbens 2 überlappen, und es ist möglich, die Größe des Pumpenkörpers 1 durch effektive Nutzung des Raums innerhalb des Pumpenkörpers 1 zu reduzieren.
Der Pumpenkörper 1 (Pumpenkörper) der Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe 100 (Kraftstoffpumpe) gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform umfasst den dritten Raum 1c (dritten Raum), der mit dem ersten Raum 1a (ersten Raum) in Verbindung steht und einen größeren Durchmesser als der erste Raum 1a hat. In dem dritten Raum 1c ist der Zylinder 6 (Zylinder) angeordnet, den der Kolben 2 (Kolben) gleitend durchläuft. Somit ist es möglich, zu bewirken, dass die Endfläche des Zylinders 6 an dem Stufenabschnitt zwischen dem ersten Raum 1a und dem dritten Raum 1c anliegt, und zu verhindern, dass der Zylinder 6 in Richtung des ersten Raums 1a verschoben wird.
Bisher wurde die Kraftstoffpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorstehend einschließlich ihrer betrieblichen Wirkungen beschrieben. Die Kraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt und es können verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden, ohne von dem in den Ansprüchen beschriebenen Kern der Erfindung abzuweichen. Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ist im Einzelnen beschrieben, um die vorliegende Erfindung auf eine leicht verständliche Weise zu erklären, und die obige Ausführungsform ist nicht notwendigerweise auf einen Fall beschränkt, der alle beschriebenen Konfigurationen aufweist.
Beispielsweise ist in der oben beschriebenen Ausführungsform die Bewegungsrichtung des Ventilabschnitts 32 in dem elektromagnetischen Saugventil 3 auf die zweite radiale Richtung eingestellt, die gleich der Bewegungsrichtung des Ventilabschnitts 43 in dem Entlastungsventil 4 ist (siehe 2). Jedoch kann sich die Bewegungsrichtung des Ventilabschnitts in dem Entlastungsventil gemäß der vorliegenden Erfindung von der Bewegungsrichtung des Ventilabschnitts in dem elektromagnetischen Saugventil unterscheiden. Bei der Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung können beispielsweise die Bewegungsrichtung des Ventilabschnitts in dem Entlastungsventil, die Bewegungsrichtung des Ventilabschnitts in dem elektromagnetischen Saugventil und die Bewegungsrichtung des Ventilabschnitts in dem Förderventil alle verschieden sein.
Bezugszeichenliste

1: Pumpenkörper
1a: Erster Raum
1b: Zweiter Raum
1c: Dritter Raum
1d: Saugkanal
1e: Verbindungsloch
1f: Sich verjüngende Oberfläche
1A: Mittellinie
2: Kolben
3: Elektromagnetisches Saugventil
4: Entlastungsventil
5: Saugverbindung
6: Zylinder
8: Förderventil
9: Druckpulsationsreduktionsmechanismus
10: Niederdruck-Kraftstoffraum
11: Druckkammer
12: Förderverbindung
31: Saugventilsitz
31a: Sitzfläche
31b: Sauganschluss
32: Ventilabschnitt
33: Stange
35: Elektromagnetische Spule
36: Anker
37: Anschlag
39: Magnetkern
40: Anschlusselement
42: Entlastungsventilhalter
43: Ventilabschnitt
44: Sitzelement
81: Förderventilsitz
82: Ventilabschnitt
84: Förderventilanschlag
85: Stopfen
100: Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe (Kraftstoffpumpe)
101: ECU
102: Speisepumpe
103: Kraftstofftank
104: Niederdruck-Rohr
105: Kraftstoffdrucksensor
106: Gemeinsame Leiste
107: Einspritzvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019002374 A [0005]

Claims

Kraftstoffpumpe, die umfasst: einen Pumpenkörper; einen Kolben, der sich in einem ersten Raum hin und her bewegt, der ein säulenförmiger Raumabschnitt ist, der in dem Pumpenkörper bereitgestellt ist; ein Saugventil, das bewirkt, dass Kraftstoff in eine Druckkammer gesaugt wird, die durch den ersten Raum und den Kolben gebildet wird; und ein Entlastungsventil, das sich dann, wenn der Kraftstoffdruck auf einer stromabwärtigen Seite der Druckkammer einen eingestellten Wert überschreitet, öffnet und Kraftstoff zurück in die Druckkammer bringt, wobei der Pumpenkörper einen zweiten Raum, in dem das Entlastungsventil angeordnet ist, und ein Verbindungsloch zum Bewirken, dass der erste Raum und der zweite Raum miteinander in Verbindung stehen, aufweist, und ein Durchmesser des Verbindungslochs gleich einem Durchmesser des ersten Raums ist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, wobei der zweite Raum ein säulenförmiger Raumabschnitt ist, und ein Durchmesser des zweiten Raums kleiner als der Durchmesser des Verbindungslochs ist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 2, wobei das Verbindungsloch eine sich verjüngende Oberfläche mit einem Durchmesser, der in einem Querschnitt senkrecht zu einer Mittellinie des zweiten Raums zu dem zweiten Raum hin abnimmt, aufweist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 2, wobei eine Mittellinie des Verbindungslochs senkrecht zu einer Mittellinie des zweiten Raums ist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, wobei der Durchmesser des Verbindungslochs größer als ein Außendurchmesser des Kolbens ist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, die ferner umfasst: eine Förderverbindung, die an der stromabwärtigen Seite der Druckkammer an dem Pumpenkörper angebracht ist, wobei das Entlastungsventil von der Förderverbindung her in den zweiten Raum eingesetzt ist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, wobei eine Bewegungsrichtung eines Ventilabschnitts des Entlastungsventils senkrecht zu einer Richtung ist, in der sich der Kolben hin und her bewegt.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, die ferner umfasst: ein Förderventil, das auf der stromabwärtigen Seite der Druckkammer angeordnet ist, wobei sich eine Bewegungsrichtung eines Ventilabschnitts des Förderventils von einer Bewegungsrichtung eines Ventilabschnitts des Entlastungsventils unterscheidet, und das Entlastungsventil in einer Auf-Ab-Richtung, die eine Richtung ist, in der sich der Kolben hin und her bewegt, an einer höheren Position als das Förderventil angeordnet ist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 8, wobei der Pumpenkörper im Wesentlichen säulenförmig ausgebildet ist, eine Mitte des ersten Raums mit einer Mitte des Pumpenkörpers zusammenfällt, die Bewegungsrichtung des Ventilabschnitts des Förderventils eine erste radiale Richtung des Pumpenkörpers ist, und die Bewegungsrichtung des Ventilabschnitts des Entlastungsventils eine zweite radiale Richtung ist, die sich von der ersten radialen Richtung des Pumpenkörpers unterscheidet.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, wobei der Pumpenkörper einen dritten Raum aufweist, der mit dem ersten Raum in Verbindung steht und einen Durchmesser hat, der größer als ein Durchmesser des ersten Raums ist, und in dem dritten Raum ein Zylinder angeordnet ist, den der Kolben gleitend durchläuft.