DE112020004456B4

DE112020004456B4 - Kraftstoffzufuhrpumpe

Info

Publication number: DE112020004456B4
Application number: DE112020004456.4T
Authority: DE
Inventors: Masamichi Yagai; Kiyotaka Ogura; Shingo Tamura; Yuto ISHIZUKA; Hiroyuki Yamada; Kenichiro Tokuo; Minoru Hashida
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2019-11-13
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2024-03-14
Anticipated expiration: 2040-10-31
Also published as: WO2021095556A1; CN114502833B; US11713741B2; JPWO2021095556A1; DE112020004456T5; CN114502833A; US20220381213A1; JP7216840B2

Abstract

Kraftstoffzufuhrpumpe (100), die umfasst:Ein Regulierungselement (84), das einen Ventilkörper (82) führt oder eine Bewegungsstrecke des Ventilkörpers (82) reguliert;einen Hauptgehäuseabschnitt (1), der mit einer Ventilkammer (1d) versehen ist, die das Regulierungselement (84) aufnimmt;ein Dichtungselement (85), das die Ventilkammer (1d) abdichtet; undeinen geschweißten Abschnitt (86), der das Dichtungselement (85) an dem Hauptgehäuseabschnitt (1) befestigt,wobei ein ringförmiger Raumabschnitt (60) entlang einem äußeren Umfang des Regulierungselements (84) zwischen dem geschweißten Abschnitt (86) und dem Regulierungselement (84) ausgebildet ist,das Regulierungselement (84) einen Positionierungsabschnitt (84a) zum Positionieren bezüglich des Hauptgehäuseabschnitts (1) auf einer dem Dichtungselement (85) gegenüberliegenden Seite und einen Spaltbildungsabschnitt (84c), der einen Ringspalt (63) zwischen dem Spaltbildungsabschnitt (84c) und dem Hauptgehäuseabschnitt (1) bildet, enthält, undder Ringspalt (63) ermöglicht, dass ein Raum auf einer Seite des Positionierungsabschnitts (84a) in der Ventilkammer (1d) und der ringförmige Raumabschnitt (60) miteinander in Verbindung stehen, gekennzeichnet dadurch, dass der Spaltbildungsabschnitt (84c) in einer Ringform ausgebildet ist, die von einem äußeren Umfangsabschnitt des Regulierungselements (84) vorsteht und sich entlang dem äußeren Umfangsabschnitt des Regulierungselements (84) fortsetzt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffzufuhrpumpe.
Technischer Hintergrund
Aus dem Stand der Technik ist eine Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe bekannt gewesen, die einen Kraftstoff einem Kraftstoffeinspritzventil einer Brennkraftmaschine unter Druck zuführt.
Diese Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe ist z. B. in PTL 1 beschrieben. Eine in PTL 1 beschriebene Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe enthält einen Ventilmechanismus mit einem Ventilkörper, der einen Strömungsweg öffnet und schließt, und einem gegenüberliegenden Abschnitt, der dem Ventilkörper in einer axialen Richtung des Ventilkörpers gegenüberliegt. Der gegenüberliegende Abschnitt ist aus einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser und einem Abschnitt mit großem Durchmesser ausgebildet, wobei der Abschnitt mit kleinem Durchmesser ein Führungselement, das den Ventilkörper führt, und einen Tragabschnitt, der das Führungselement trägt, bildet.
Der Tragabschnitt ist durch einen Stopfen, der unter Verwendung eines geschweißten Abschnitts mit dem äußeren Umfangsabschnitt eines Pumpenkörpers verbunden ist, eingepresst und gehalten, wobei der Stopfen einen Raum verschließt, in dem der Ventilmechanismus angeordnet ist.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur

PTL 1: JP 2018-100651 A
PTL 2: JP 2016 - 44 664 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der in PTL 1 beschriebenen Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe ist jedoch ein Spalt zwischen einem Pumpenkörper und einem Stopfen und auf der Rückseite des geschweißten Abschnitts ausgebildet. Weil der Spalt ein geschlossener Raum ist, der durch den engen Kontakt zwischen dem Pumpenkörper und dem Stopfen ausgebildet ist, schiebt die Luft, die sich aufgrund des Einflusses der Wärme zum Zeitpunkt des Schweißens ausdehnt, den geschweißten Abschnitt heraus, um eine ungenügende Füllung zu erzeugen, wobei folglich die Festigkeit des geschweißten Abschnitts nicht sichergestellt sein könnte. PTL 2 zeigt eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit einer Auslassventileinheit umfassend: ein Ventilsitzelement mit einer Sitzfläche; ein Ventil, das sich in ringförmigem Linienkontakt mit der Ventilsitzfläche befindet; und einem Regulierungselement, das die Verschiebung des Ventils in einer Richtung reguliert, die sich mit einer Öffnungs-/Schließrichtung des Ventils schneidet.
In Anbetracht der obigen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffzufuhrpumpe zu schaffen, die die Schweißqualität verbessern kann, während sie eine Funktion eines Ventilkörpers sicherstellt.
Lösung des Problems
Um die obigen Probleme zu beheben und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, enthält eine Kraftstoffzufuhrpumpe der vorliegenden Erfindung ein Regulierungselement, das die Bewegung eines Ventilkörpers führt oder eine Bewegungsstrecke des Ventilkörpers reguliert, einen Hauptgehäuseabschnitt, der mit einer Ventilkammer versehen ist, die das Regulierungselement aufnimmt, ein Dichtungselement, das die Ventilkammer abdichtet, und einen geschweißten Abschnitt, der das Dichtungselement an dem Hauptgehäuseabschnitt befestigt. Zwischen dem geschweißten Abschnitt und dem Regulierungselement kann ein ringförmiger Raumabschnitt entlang einem äußeren Umfang des Regulierungselements ausgebildet sein. Das Regulierungselement enthält einen Positionierungsabschnitt zum Positionieren bezüglich des Hauptgehäuseabschnitts auf einer dem Dichtungselement gegenüberliegenden Seite und einen Spaltbildungsabschnitt, der einen Ringspalt zwischen dem Spaltbildungsabschnitt und dem Hauptgehäuseabschnitt bildet, wobei der Ringspalt ermöglicht, dass ein Raum auf einer Seite des Positionierungsabschnitts in der Ventilkammer und der ringförmige Raumabschnitt miteinander in Verbindung stehen, wobei der Spaltbildungsabschnitt in einer Ringform ausgebildet ist, die von einem äußeren Umfangsabschnitt des Regulierungselements vorsteht und sich entlang dem äußeren Umfangsabschnitt des Regulierungselements fortsetzt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der Kraftstoffzufuhrpumpe mit der obigen Konfiguration ist es möglich, die Qualität der Schweißung zu verbessern, während die Funktion des Ventilkörpers sichergestellt ist.
Andere Aufgaben, Konfigurationen und Effekte als jene, die oben beschrieben worden sind, werden durch die folgenden Beschreibungen der Ausführungsformen verdeutlicht.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist eine graphische Darstellung der Gesamtkonfiguration eines Kraftstoffzufuhrsystems unter Verwendung einer Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Längsquerschnittsansicht der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine von oben betrachtete horizontale Querschnittsansicht der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine vergrößerte Längsquerschnittsansicht des elektromagnetischen Einlassventilmechanismus der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und veranschaulicht einen Ventilöffnungszustand eines elektromagnetischen Einlassventils.
5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Auslassventilmechanismus in der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
6 ist eine Querschnittsansicht, die einen Auslassventilmechanismus in einer Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

Beschreibung der Ausführungsformen
1. Erste Ausführungsform
Im Folgenden wird eine Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gemeinsame Elemente in jeder Zeichnung sind durch die gleichen Bezugszeichen dargestellt.
[Kraftstoffzufuhrsystem]
Zunächst wird ein Kraftstoffzufuhrsystem unter Verwendung einer Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsform bezüglich 1 beschrieben.
1 ist eine graphische Darstellung der Gesamtkonfiguration des Kraftstoffzufuhrsystems unter Verwendung der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Wie in 1 veranschaulicht ist, enthält ein Kraftstoffzufuhrsystem 200 eine Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100, eine Kraftmaschinensteuereinheit (ECU) 101, einen Kraftstofftank 103, ein gemeinsames Verteilerrohr 106 und mehrere Einspritzdüsen 107. Die Komponenten der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 sind in einem Gehäuse 1 einteilig aufgenommen.
Ein Kraftstoff im Kraftstofftank 103 wird durch eine Förderpumpe 102 hochgepumpt, die basierend auf einem Signal von der ECU 101 angetrieben wird. Der gepumpte Kraftstoff wird durch einen (nicht veranschaulichten) Druckregler auf einen geeigneten Druck unter Druck gesetzt und durch eine Niederdruckleitung 104 zu einer Niederdruck-Kraftstoffansaugöffnung 51 der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 geschickt.
Die Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 setzt den aus dem Kraftstofftank 103 zugeführten Kraftstoff unter Druck und führt den Kraftstoff unter Druck dem gemeinsamen Verteilerrohr 106 zu. Die mehreren Einspritzdüsen 107 und ein Kraftstoffdrucksensor 105 sind an dem gemeinsamen Verteilerrohr 106 angebracht. Die mehreren Einspritzdüsen 107 sind gemäß der Anzahl der Zylinder (Brennkammern) angebracht und spritzen den Kraftstoff gemäß einem von der ECU 101 ausgegebenen Ansteuerstrom ein. Das Kraftstoffzufuhrsystem 200 der vorliegenden Ausführungsform ist ein sogenanntes Direkteinspritzkraftmaschinensystem, bei dem die Einspritzdüse 107 den 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 (Soll-Einspritzkraftstofflänge), einen geeigneten Kraftstoffdruck (Soll-Kraftstoffdruck) und dergleichen basierend auf von verschiedenen Sensoren erhaltenen Zustandsgrößen der Kraftmaschine (z. B. einem Kurbeldrehwinkel, einer Drosselklappenöffnung, einer Kraftmaschinendrehzahl, einem Kraftstoffdruck und dergleichen).
Zusätzlich steuert die ECU 101 das Antreiben der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 und der mehreren Einspritzdüsen 107 auf der Grundlage eines Berechnungsergebnisses des Kraftstoffdrucks (Soll-Kraftstoffdrucks) oder dergleichen. Das heißt, die ECU 101 enthält eine Pumpen-Steuereinheit, die die Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 steuert, und eine Einspritzdüsen-Steuereinheit, die die Einspritzdüse 107 steuert.
Die Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 enthält einen Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9, einen elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3, der ein Mechanismus mit variabler Kapazität ist, einen Überdruckventilmechanismus 4 und einen Auslassventilmechanismus 8. Der von der Niederdruck-Kraftstoffansaugöffnung 51 strömende Kraftstoff erreicht über den Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9 und einen Ansaugkanal 10b eine Ansaugöffnung 31b des elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3.
Der in den elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3 strömende Kraftstoff strömt durch ein Einlassventil 32, strömt durch einen im Gehäuse 1 ausgebildeten Ansaugkanal 1a und strömt dann in eine Druckkammer 11. In der Druckkammer 11 ist ein Kolben 2 verschiebbar gehalten. Der Kolben 2 bewegt sich hin und her, wenn die Leistung durch einen Nocken 91 (siehe 2) der Kraftmaschine übertragen wird.
In der Druckkammer 11 wird in einem Abwärtshub des Kolbens 2 Kraftstoff aus dem elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3 angesaugt, wobei der Kraftstoff in einem Aufwärtshub unter Druck gesetzt wird. Wenn der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 einen Sollwert übersteigt, wird der Auslassventilmechanismus 8 geöffnet und wird der Hochdruck-Kraftstoff über einen Auslasskanal 1f durch Druck dem gemeinsamen Verteilerrohr 106 zugeführt. Der Kraftstoffausstoß durch die Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 wird durch das Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3 betätigt. Das Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3 ist durch die ECU 101 gesteuert.
In einem Fall, in dem ein anomal hoher Druck in dem gemeinsamen Verteilerrohr 106 oder dergleichen aufgrund einer Störung der Einspritzdüse 107 oder dergleichen auftritt, öffnet sich der Überdruckventilmechanismus 4, wenn ein Differenzdruck zwischen einer Kraftstoffauslassöffnung 12a (siehe 2), die mit dem gemeinsamen Verteilerrohr 106 in Verbindung steht, und der Druckkammer 11 gleich einem oder größer als ein Ventilöffnungsdruck des Überdruckventilmechanismus 4 wird. Im Ergebnis wird der Kraftstoff mit dem anomal hohen Druck durch den Überdruckventilmechanismus 4 in die Druckkammer 11 zurückgeführt, wobei die Leitungen, wie z. B. das gemeinsamen Verteilerrohr 106, geschützt werden.
[Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe]
Als Nächstes wird eine Konfiguration der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 bezüglich der 2 bis 4 beschrieben.
2 ist eine in einem Querschnitt orthogonal zu einer horizontalen Richtung betrachtete Längsquerschnittsansicht der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100. 3 ist eine in einem Querschnitt orthogonal zu einer vertikalen Richtung betrachtete horizontale Querschnittsansicht der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100.
Wie in den 2 und 3 veranschaulicht ist, ist das Gehäuse 1 der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 mit dem oben beschriebenen Ansaugkanal 1a und einem Befestigungsflansch 1b versehen. Der Befestigungsflansch 1b befindet sich mit einem Kraftstoffpumpen-Befestigungsabschnitt 90 einer Kraftmaschine (Brennkraftmaschine) in engem Kontakt und ist durch mehrere (nicht veranschaulichte) Bolzen (Schrauben) befestigt. Das heißt, die Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 ist durch den Befestigungsflansch 1b an dem Kraftstoffpumpen-Befestigungsabschnitt 90 befestigt.
Wie in 2 gezeigt ist, ist zwischen dem Kraftstoffpumpen-Befestigungsabschnitt 90 und dem Gehäuse 1 ein O-Ring 93, der ein spezifisches Beispiel eines Sitzelements zeigt, eingefügt. Der O-Ring 93 verhindert, dass Kraftmaschinenöl zwischen dem Kraftstoffpumpen-Befestigungsabschnitt 90 und dem Gehäuse 1 zur Außenseite der Kraftmaschine (Brennkraftmaschine) austritt.
Am Gehäuse 1 der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 ist ein Zylinder 6 befestigt, der die Hin- und Herbewegung des Kolbens 2 führt. Der Zylinder 6 ist in einer Röhrenform ausgebildet und ist in das Gehäuse 1 an dessen äußerer Umfangsseite eingepresst. Das Gehäuse 1 und der Zylinder 6 bilden zusammen mit dem elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3, dem Kolben 2 und dem Auslassventilmechanismus 8 die Druckkammer 11 (siehe 4).
Das Gehäuse 1 ist mit einem Befestigungsabschnitt 1c versehen, der sich mit einem Mittelabschnitt des Zylinders 6 in einer axialen Richtung in Eingriff befindet. Der Befestigungsabschnitt 1c des Gehäuses 1 drückt den Zylinder 6 nach oben (in 2 nach oben), so dass der in der Druckkammer 11 unter Druck gesetzte Kraftstoff nicht zwischen einer oberen Stirnfläche des Zylinders 6 und dem Gehäuse 1 austritt.
Ein unteres Ende des Kolbens 2 ist mit einem Stößel 92 versehen, der die Drehbewegung eines an einer Nockenwelle der Kraftmaschine befestigten Nockens 91 in eine vertikale Bewegung umsetzt und die vertikale Bewegung auf den Kolben 2 überträgt. Der Kolben 2 ist durch eine Feder 16 über einen Halter 15 in Richtung der Seite des Nockens 91 vorbelastet und ist mit dem Stößel 92 verpresst. 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.
Ein Dichtungshalter 17 ist zwischen dem Zylinder 6 und dem Halter 15 angeordnet. Der Dichtungshalter 17 ist in einer Röhrenform ausgebildet, in die der Kolben 2 eingesetzt ist, und weist an einem oberen Endabschnitt auf der Seite des Zylinders 6 eine Hilfskammer 17a auf. Zusätzlich hält der Dichtungshalter 17 an einem unteren Endabschnitt auf der Seite des Halters 15 eine Kolbendichtung 18.
Die Kolbendichtung 18 befindet sich gleitend mit dem äußeren Umfang des Kolbens 2 in Kontakt und dichtet den Kraftstoff in der Hilfskammer 17a ab, wenn sich der Kolben 2 hin und her bewegt, so dass der Kraftstoff in der Hilfskammer 17a nicht in die Kraftmaschine strömt. Die Kolbendichtung 18 verhindert, dass Schmieröl (einschließlich Kraftmaschinenöl), das einen gleitenden Abschnitt in der Kraftmaschine schmiert, in das Gehäuse 1 strömt.
In 2 bewegt sich der Kolben 2 in einer Aufwärts-Abwärts-Richtung hin und her. Wenn der Kolben 2 gesenkt wird, nimmt das Volumen der Druckkammer 11 zu, während, wenn der Kolben 2 gehoben wird, das Volumen der Druckkammer 11 abnimmt. Das heißt, der Kolben 2 ist so angeordnet, dass er sich in einer Richtung des Vergrößerns und Verkleinerns des Volumens der Druckkammer 11 hin- und herbewegt.
Der Kolben 2 weist einen Abschnitt 2a mit großem Durchmesser und einen Abschnitt 2b mit kleinem Durchmesser auf. Wenn sich der Kolben 2 hin- und herbewegt, befinden sich der Abschnitt 2a mit großem Durchmesser und der Abschnitt 2b mit kleinem Durchmesser in der Hilfskammer 17a. Deshalb vergrößert oder verkleinert sich das Volumen der Hilfskammer 17a durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens 2.
Die Hilfskammer 17a steht mit einer Niederdruck-Kraftstoffkammer 10 durch einen Kraftstoffkanal 10c (siehe 3) in Verbindung. Wenn der Kolben 2 gesenkt wird, strömt der Kraftstoff aus der Hilfskammer 17a in die Niederdruck-Kraftstoffkammer 10, während, wenn der Kolben 2 gehoben wird, der Kraftstoff aus der Niederdruck-Kraftstoffkammer 10 in die Hilfskammer 17a strömt. Im Ergebnis kann eine Durchflussmenge des Kraftstoffs in die und aus der Pumpe in einem Einlasshub oder einem Rückhub der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 verringert werden, wobei die in der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 erzeugte Druckpulsation verringert werden kann.
Das Gehäuse 1 ist mit einem Überdruckventilmechanismus 4 versehen, der mit der Druckkammer 11 in Verbindung steht. Der Überdruckventilmechanismus 4 enthält eine Entlastungsfeder 41, einen Überdruckventilhalter 42, ein Überdruckventil 43 und ein Sitzelement 44. Ein Endabschnitt der Entlastungsfeder 41 stößt an das Gehäuse 1 an, während der andere Endabschnitt an den Überdruckventilhalter 42 anstößt. Der Überdruckventilhalter 42 befindet sich mit dem Überdruckventil 43 in Eingriff, wobei eine Vorbelastungskraft der Entlastungsfeder 41 über den Überdruckventilhalter 42 auf das Überdruckventil 43 wirkt.
Durch die Vorbelastungskraft der Entlastungsfeder 41 wird auf das Überdruckventil 43 gedrückt, um den Kraftstoffkanal des Sitzelements 44 zu schließen. Der Kraftstoffkanal des Sitzelements 44 steht mit dem Auslasskanal 1f in Verbindung. Die Bewegung des Kraftstoffs zwischen der Druckkammer 11 (stromaufwärts gelegenen Seite) und dem Sitzelement 44 (der stromabwärts gelegenen Seite) ist durch den Kontakt (engen Kontakt) des Überdruckventils 43 mit dem Sitzelement 44 blockiert.
Wenn der Druck in dem gemeinsamen Verteilerrohr 106 oder einem Element vor dem gemeinsamen Verteilerrohr zunimmt, drückt der Kraftstoff auf der Seite des Sitzelements 44 auf das Überdruckventil 43, um das Überdruckventil 43 gegen die Vorbelastungskraft der Entlastungsfeder 41 zu bewegen. Im Ergebnis wird das Überdruckventil 43 geöffnet, wobei der Kraftstoff im Auslasskanal 1f durch den Kraftstoffkanal des Sitzelements 44 in die Druckkammer 11 zurückkehrt. Deshalb ist der Druck zum Öffnen des Überdruckventils 43 durch die Vorbelastungskraft der Entlastungsfeder 41 bestimmt.
Der Überdruckventilmechanismus 4 der vorliegenden Ausführungsform steht mit der Druckkammer 11 in Verbindung, ist aber nicht darauf eingeschränkt. Der Überdruckventilmechanismus 4 kann z. B. mit einem Niederdruckkanal (einer Niederdruck-Kraftstoffansaugöffnung 51, einem Ansaugkanal 10b oder dergleichen) in Verbindung stehen.
Wie in 3 veranschaulicht ist, ist eine Ansaugverbindung 5 an einem Seitenflächenabschnitt des Gehäuses 1 angebracht. Die Ansaugverbindung 5 ist mit der Niederdruckleitung 104 verbunden, durch die der aus dem Kraftstofftank 103 zugeführte Kraftstoff strömt. Der Kraftstoff im Kraftstofftank 103 wird von der Ansaugverbindung 5 in das Innere der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 zugeführt.
Die Ansaugverbindung 5 enthält die Niederdruck-Kraftstoffansaugöffnung 51, die mit der Niederdruckleitung 104 verbunden ist, und einen Ansaugströmungsweg 52, der mit der Niederdruck-Kraftstoffansaugöffnung 51 in Verbindung steht. Der Kraftstoff, der durch den Ansaugströmungsweg 52 geströmt ist, erreicht die Ansaugöffnung 31b (siehe 2) des elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3 über den Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9 und den Ansaugkanal 10b (siehe 2), der in der Niederdruckkraftstoffkammer 10 vorgesehen ist. Ein (nicht veranschaulichter) Ansaugfilter ist im Ansaugströmungsweg 52 angeordnet. Der Ansaugfilter entfernt im Kraftstoff vorhandene Fremdstoffe und verhindert, dass Fremdstoffe in die Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 eintreten.
Wie in 2 veranschaulicht ist, ist das Gehäuse 1 der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 mit der Niederdruck-Kraftstoffkammer 10 versehen. Die Niederdruck-Kraftstoffkammer 10 ist mit einer Dämpferabdeckung 14 abgedeckt. Die Niederdruck-Kraftstoffkammer 10 ist mit einem Niederdruck-Kraftstoffströmungsweg 10a und dem Ansaugkanal 10b versehen. Der Ansaugkanal 10b steht mit der Ansaugöffnung 31b (siehe 2) des elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3 in Verbindung, wobei der durch den Niederdruck-Kraftstoffströmungsweg 10a strömende Kraftstoff die Ansaugöffnung 31b des elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3 über den Ansaugkanal 10b erreicht.
Der Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9 ist im Niederdruck-Kraftstoffströmungsweg 10a vorgesehen. Wenn der in die Druckkammer 11 strömende Kraftstoff durch den elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3 im Ventilöffnungszustand wieder in den Ansaugkanal 10b (siehe 2) zurückgeführt wird, tritt in der Niederdruck-Kraftstoffkammer 10 eine Druckpulsation auf. Der Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9 verringert die Ausbreitung der in der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 erzeugten Druckpulsation zu der Niederdruckleitung 104.
Der Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9 ist aus einem Metallmembrandämpfer ausgebildet, bei dem zwei gewellte scheibenförmige Metallplatten an ihren äußeren Umfängen miteinander verbunden sind, wobei ein Inertgas, wie z. B. Argon, in den Metallmembrandämpfer eingespritzt wird. Der Metallmembrandämpfer des Druckpulsations-Verringerungsmechanismus 9 dehnt sich aus und zieht sich zusammen, um eine Druckpulsationen zu absorbieren oder zu verringern.
(Elektromagnetischer Einlassventilmechanismus)
Als Nächstes wird der elektromagnetische Einlassventilmechanismus 3 bezüglich 4 beschrieben.
4 ist eine vergrößerte Längsquerschnittsansicht des elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3 der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 und veranschaulicht einen Ventilöffnungszustand des elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3.
Wie in 4 veranschaulicht ist, ist der elektromagnetische Einlassventilmechanismus 3 in ein seitliches Loch eingesetzt, das in dem Gehäuse 1 ausgebildet ist. Der elektromagnetische Einlassventilmechanismus 3 enthält einen Einlassventilsitz 31, der in ein im Gehäuse 1 ausgebildetes seitliches Loch eingepresst ist, ein Einlassventil 32, eine Stange 33, eine Stangenvorbelastungsfeder 34, eine elektromagnetische Spule 35 und einen Anker 36.
Der Einlassventilsitz 31 ist in einer Röhrenform ausgebildet, wobei ein Sitzabschnitt 31a an einem inneren Umfangsabschnitt vorgesehen ist. Die Ansaugöffnung 31b, die den inneren Umfangsabschnitt vom äußeren Umfangsabschnitt erreicht, ist im Einlassventilsitz 31 ausgebildet. Die Ansaugöffnung 31b steht mit dem Ansaugkanal 10b in der oben beschriebenen Niederdruck-Kraftstoffkammer 10 in Verbindung.
Ein dem Sitzabschnitt 31a des Einlassventilsitzes 31 zugewandter Stopper 37 ist in dem im Gehäuse 1 ausgebildeten seitlichen Loch angeordnet, wobei das Einlassventil 32 zwischen dem Stopper 37 und dem Sitzabschnitt 31a angeordnet ist. Eine Ventilvorbelastungsfeder 38 ist zwischen dem Stopper 37 und dem Einlassventil 32 eingefügt. Die Ventilvorbelastungsfeder 38 belastet das Einlassventil 32 in Richtung des Seite des Sitzabschnitts 31a vor.
Das Einlassventil 32 stößt an den Sitzabschnitt 31a an, um den Verbindungsabschnitt zwischen der Ansaugöffnung 31b und der Druckkammer 11 zu schließen, wobei der elektromagnetische Einlassventilmechanismus 3 geschlossen ist. Wenn unterdessen das Einlassventil 32 an den Stopper 37 anstößt, ist der Verbindungsabschnitt zwischen der Ansaugöffnung 31b und der Druckkammer 11 geöffnet, wobei der elektromagnetische Einlassventilmechanismus 3 geöffnet ist.
Die Stange 33 dringt in die Stangenführung 31c des Einlassventilsitzes 31 ein, wobei ein Ende der Stange gegen das Einlassventil 32 anstößt. Die Stangenvorbelastungsfeder 34 belastet das Einlassventil 32 über die Stange 33 in einer Ventilöffnungsrichtung vor, die die Seite des Stoppers 37 ist. Ein Ende der Stangenvorbelastungsfeder 34 befindet sich mit dem anderen Ende der Stange 33 in Eingriff, während sich das andere Ende der Stangenvorbelastungsfeder 34 mit einem Magnetkern 39 in Eingriff befindet, der so angeordnet ist, dass er die Stangenvorbelastungsfeder 34 umgibt.
Der Anker 36 ist einer Stirnfläche des Magnetkerns 39 zugewandt. Der Anker 36 befindet sich mit einem Flansch 33a in Eingriff, der am äußeren Umfangsabschnitt der Stange 33 vorgesehen ist. Ein Ende einer Ankervorbelastungsfeder 40 stößt an die dem Magnetkern 39 gegenüberliegende Seite des Ankers 36 an. Das andere Ende der Ankervorbelastungsfeder 40 stößt an die Stangenführung 31c an. Die Ankervorbelastungsfeder 40 belastet den Anker 36 in Richtung des Flansches 33a der Stange 33 vor. Ein Bewegungsbetrag des Ankers 36 ist so festgelegt, dass er größer als ein Bewegungsbetrag des Einlassventils 32 ist. Im Ergebnis kann das Einlassventil 32 zuverlässig an den Sitzabschnitt 31a anstoßen (zuverlässig auf dem Sitzabschnitt 31a sitzen), wobei der elektromagnetische Einlassventilmechanismus 3 zuverlässig in einen Ventilschließzustand gebracht werden kann.
Die elektromagnetische Spule 35 ist um den Magnetkern 39 angeordnet. Ein Anschlusselement 30 (siehe 2) ist mit der elektromagnetischen Spule 35 elektrisch verbunden, wobei ein Strom durch das Anschlusselement 30 fließt. In einem nicht erregten Zustand, in dem kein Strom durch die elektromagnetische Spule 35 fließt, ist die Stange 33 durch die Vorbelastungskraft der Stangenvorbelastungsfeder 34 in der Ventilöffnungsrichtung vorbelastet, wobei sie das Einlassventil 32 in der Ventilöffnungsrichtung drückt. Im Ergebnis ist das Einlassventil 32 vom Sitzabschnitt 31a getrennt, wobei es an den Stopper 37 anstößt, wobei sich der elektromagnetische Einlassventilmechanismus 3 im Ventilöffnungszustand befindet. Das heißt, der elektromagnetische Einlassventilmechanismus 3 ist ein Ventilmechanismus des normal offenen Typs, der in einem nicht erregten Zustand offen ist.
Im Ventilöffnungszustand des elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3 strömt der Kraftstoff in der Ansaugöffnung 31b zwischen dem Einlassventil 32 und dem Sitzabschnitt 31a, wobei er durch mehrere (nicht veranschaulichte) Kraftstoffdurchgangslöcher des Stoppers 37 und den Ansaugkanal 1a in die Druckkammer 11 strömt. Im Ventilöffnungszustand des elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3 kommt das Einlassventil 32 mit dem Stopper 37 in Kontakt, so dass die Position des Einlassventils 32 in der Ventilöffnungsrichtung eingeschränkt ist. Der Spalt, der zwischen dem Einlassventil 32 und dem Sitzabschnitt 31a im Ventilöffnungszustand des elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3 vorhanden ist, ist ein Bewegungsbereich des Einlassventils 32, der ein Ventilöffnungshub 32S ist.
Wenn ein Strom durch die elektromagnetische Spule 35 fließt, wirkt eine magnetische Anziehungskraft auf eine Fläche S der magnetischen Anziehung jedes des Ankers 36 und des Magnetkerns 39. Das heißt, der Anker 36 wird zu dem Magnetkern 39 angezogen. Im Ergebnis bewegt sich der Anker 36 gegen die Vorbelastungskraft der Stangenvorbelastungsfeder 34 und kommt mit dem Magnetkern 39 in Kontakt. Wenn sich der Anker 36 in einer Ventilschließrichtung auf der Seite des Magnetkerns 39 bewegt, bewegt sich die Stange 33, mit der sich der Anker 36 in Eingriff befindet, zusammen mit dem Anker 36. Im Ergebnis wird das Einlassventil 32 von der Vorbelastungskraft in Ventilöffnungsrichtung freigegeben, wobei es sich durch die Vorbelastungskraft der Ventilvorbelastungsfeder 38 in der Ventilschließrichtung bewegt. Wenn das Einlassventil 32 mit dem Sitzabschnitt 31a des Einlassventilsitzes 31 in Kontakt kommt, wird der elektromagnetische Einlassventilmechanismus 3 geschlossen.
(Auslassventilmechanismus)
Als Nächstes wird der Auslassventilmechanismus 8 bezüglich der 3 und 5 beschrieben.
5 ist eine Querschnittsansicht, die den Auslassventilmechanismus 8 in der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 veranschaulicht.
Wie in 3 veranschaulicht ist, ist der Auslassventilmechanismus 8 mit einer Auslassseite der Druckkammer 11 verbunden. Der Auslassventilmechanismus 8 enthält ein Auslassventilsitzelement 81 und ein Auslassventil 82, das mit dem Auslassventilsitzelement 81 in Kontakt kommt und sich von diesem trennt. Der Auslassventilmechanismus 8 enthält eine Auslassventilfeder 83, die das Auslassventil 82 in Richtung des Auslassventilsitzelements 81 vorbelastet, einen Auslassventilstopper 84, der einen Hubbetrag (eine Bewegungsstrecke) des Auslassventils 82 bestimmt, und einen Stopfen 85, der die Bewegung des Auslassventilstoppers 84 sperrt.
Wie in 5 veranschaulicht ist, sind das Auslassventilsitzelement 81, das Auslassventil 82, die Auslassventilfeder 83 und der Auslassventilstopper 84 in einer Auslassventilkammer 1d untergebracht, die in dem Gehäuse 1 ausgebildet ist. Das Gehäuse 1 ist ein spezifisches Beispiel eines Hauptgehäuseabschnitts gemäß der vorliegenden Erfindung, während die Auslassventilkammer 1d ein spezifisches Beispiel einer Ventilkammer gemäß der vorliegenden Erfindung ist. Der Auslassventilstopper 84 ist ein spezifisches Beispiel eines Regulierungselements gemäß der vorliegenden Erfindung, während der Stopfen 85 ein spezifisches Beispiel eines Dichtungselements gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
Die Auslassventilkammer 1d ist ein im Wesentlichen säulenförmiger Raum, der sich in der horizontalen Richtung erstreckt. Ein Ende der Auslassventilkammer 1d steht über den Kraftstoffkanal 1e mit der Druckkammer 11 in Verbindung, während das andere Ende der Auslassventilkammer 1d zur Seitenfläche des Gehäuses 1 offen ist. Die Auslassventilkammer 1d weist einen Abschnitt 61 mit kleinem Durchmesser auf der Seite der Druckkammer 11 und einen Abschnitt 62 mit großem Durchmesser auf der Öffnungsseite auf. In dem Abschnitt 62 mit großem Durchmesser der Auslassventilkammer 1d ist eine in der Umfangsrichtung kontinuierliche ringförmige Nut 62a ausgebildet.
Das Auslassventilsitzelement 81 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet und enthält einen Befestigungsabschnitt 81a, der in den Abschnitt 61 mit kleinem Durchmesser der Auslassventilkammer 1d eingepresst ist, und einen Sitzabschnitt 81b, der mit dem Befestigungsabschnitt 81a kontinuierlich ist. Der Befestigungsabschnitt 81a auf der dem Sitzabschnitt 81b gegenüberliegenden Seite bildet ein Ende in der axialen Richtung des Auslassventilsitzelements 81 und stößt an die Innenwandfläche der Auslassventilkammer 1d an. Ein Außendurchmesser des Sitzabschnitts 81b ist so festgelegt, dass er kleiner als ein Außendurchmesser des Befestigungsabschnitts 81a ist, wobei ein geeigneter Spalt zwischen der äußeren Umfangsfläche des Sitzabschnitts 81b und der inneren Umfangsfläche des Abschnitts 61 mit kleinem Durchmesser in der Auslassventilkammer 1d ausgebildet ist.
Eine dem Befestigungsabschnitt 81a gegenüberliegende Seite des Sitzabschnitts 81b bildet das andere Ende des Auslassventilsitzelements 81 in der axialen Richtung und ist eine Sitzfläche, auf der das Auslassventil 82 sitzt. Ein röhrenförmiges Loch des Auslassventilsitzelements 81 ist ein Kraftstoffkanal 81c, durch den der aus der Druckkammer 11 strömende Kraftstoff hindurchströmt, und ist dem Kraftstoffkanal 1e zugewandt. Ein Durchmesser des Kraftstoffkanals 81c ist so festgelegt, dass er im Wesentlichen der gleiche wie ein Durchmesser des Kraftstoffkanals 1e ist. Das Auslassventil 82 ist eine Kugel, wobei ein Durchmesser des Auslassventils 82 so festgelegt ist, dass er größer als ein Durchmesser des Kraftstoffkanals 81c ist.
Der Auslassventilstopper 84 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet, die den gleichen Außendurchmesser wie der Befestigungsabschnitt 81a des Auslassventilsitzelements 81 aufweist, und enthält einen Passabschnitt 84a, einen Führungsabschnitt 84b und einen Spaltbildungsabschnitt 84c. Der Passabschnitt 84a zeigt ein spezifisches Beispiel eines Positionierungsabschnitts gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Passabschnitt 84a bildet einen Endabschnitt in der axialen Richtung des Auslassventilstoppers 84 und ist in den Abschnitt 61 mit kleinem Durchmesser der Auslassventilkammer 1d eingepresst. In einem Zustand, in dem der Passabschnitt 84a in den Abschnitt mit kleinem Durchmesser 61 der Auslassventilkammer 1d eingepresst ist, fällt eine axiale Mitte des Auslassventilstoppers 84 mit einer axialen Mitte des Auslassventilsitzelements 81 zusammen, das an dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 61 befestigt ist.
Eine Stirnfläche des Passabschnitts 84a (ein Ende in der axialen Richtung des Auslassventilstoppers 84) stößt an den Befestigungsabschnitt 81a des Auslassventilsitzelements 81 an. Im Ergebnis ist die axiale Bewegung des Auslassventilstoppers 84 eingeschränkt und ist der Auslassventilstopper 84 bezüglich des Auslassventilsitzelements 81 positioniert. Der Sitzabschnitt 81b des Auslassventilsitzelements 81 ist in das Innere des Passabschnitts 84a eingesetzt.
Der Führungsabschnitt 84b bildet einen Zwischenabschnitt in der axialen Richtung des Auslassventilstoppers 84 und enthält eine Führungsfläche 84d, die das Auslassventil 82 in der axialen Richtung innerhalb des Führungsabschnitts führt. Ferner weist der Führungsabschnitt 84b eine konisch zulaufende Fläche 84e auf, die mit der Führungsfläche 84d kontinuierlich ist, wobei das Auslassventil 82 mit einer konisch zulaufenden Fläche 84e in Kontakt kommt, um den Hubbetrag des Auslassventils 82 zu begrenzen. Deshalb kann der Hubbetrag des Auslassventils 82 durch das Festlegen der Position des Auslassventilstoppers 84 bezüglich des Auslassventilsitzelements 81 geeignet festgelegt werden.
In der axialen Richtung des Auslassventilstoppers 84 ist an der anderen Stirnseite des Auslassventils 82 ein Innenraum 84f ausgebildet, dessen Volumen mit der Bewegung des Auslassventils 82 zunimmt und abnimmt. Die Auslassventilfeder 83 ist in dem Innenraum 84f angeordnet. Die Auslassventilfeder 83 belastet das Auslassventil 82 in Richtung der Seite des Sitzabschnitts 81b (der Ventilschließrichtung) des Auslassventilsitzelements 81 vor.
Am anderen axialen Ende des Auslassventilstoppers 84 sind mehrere in der radialen Richtung verlaufende Strömungswege 84g vorgesehen. Ein Ende des Strömungswegs 84g steht mit dem Innenraum 84f in Verbindung, während sich das andere Ende des Strömungswegs 84g zu der äußeren Umfangsfläche des Auslassventilstoppers 84 öffnet. Im Ergebnis steht der Innenraum 84f über den Strömungsweg 84g mit der Auslassventilkammer 1d in Verbindung. Im Ergebnis kann ein die Bewegung des Auslassventils 82 begleitender Fluidwiderstand verringert werden, wobei ein Ein-Aus-Betrieb des Auslassventilmechanismus 8 schnell ausgeführt werden kann.
Der Spaltbildungsabschnitt 84c steht von der äußeren Umfangsfläche am anderen Endabschnitt in der axialen Richtung des Auslassventilstoppers 84 vor und ist in der Umfangsrichtung des Auslassventilstoppers 84 kontinuierlich. Ein Außendurchmesser des Spaltbildungsabschnitts 84c ist so festgelegt, dass er etwas kleiner als ein Durchmesser des Abschnitts 62 mit großem Durchmesser in der Auslassventilkammer 1d ist. Deshalb ist ein Ringspalt 63 zwischen dem Spaltbildungsabschnitt 84c und dem Abschnitt 62 mit großem Durchmesser der Auslassventilkammer 1d ausgebildet. Ein Außendurchmesser des Spaltbildungsabschnitts 84c ist größer als ein Außendurchmesser des Passabschnitts 84a.
Der Stopfen 85 ist in einer Röhrenform mit Boden ausgebildet und enthält einen Bodenabschnitt 85a und einen röhrenförmigen Abschnitt 85b. Der Stopfen 85 ist durch den geschweißten Abschnitt 86 in einem Zustand mit dem Gehäuse 1 verbunden, in dem der röhrenförmige Abschnitt 85b in die Öffnung der Auslassventilkammer 1d eingesetzt ist, und blockiert den Kraftstoff in der Auslassventilkammer 1d, so dass er nicht zur Außenseite des Gehäuses 1 entweicht.
Der geschweißte Abschnitt 86 ist zwischen einer äußeren Umfangsfläche des röhrenförmigen Abschnitts 85b und einer inneren Umfangsfläche auf der Öffnungsseite der Auslassventilkammer 1d vorgesehen.
Der Bodenabschnitt 85a des Stopfens 85 stößt an das andere axiale Ende des Auslassventilstoppers 84 an. Im Ergebnis sperrt der Stopfen 85 die Bewegung des Auslassventilstoppers 84 in der axialen Richtung. Weil der Passabschnitt 84a des Auslassventilstoppers 84 an den Befestigungsabschnitt 81a des Auslassventilsitzelements 81 anstößt, sperrt der Stopfen 85 die Bewegung des Auslassventilsitzelements 81 in der axialen Richtung über den Auslassventilstopper 84.
Wie in 3 veranschaulicht ist, ist eine Auslassverbindung 12 durch einen geschweißten Abschnitt 12b mit dem Gehäuse 1 verbunden. Die Auslassverbindung 12 weist die Kraftstoffauslassöffnung 12a auf, wobei die Kraftstoffauslassöffnung 12a über den Auslasskanal 1f, der sich in der horizontalen Richtung innerhalb des Gehäuses 1 erstreckt, mit der Auslassventilkammer 1d in Verbindung steht. Die Kraftstoffauslassöffnung 12a der Auslassverbindung 12 ist mit dem gemeinsamen Verteilerrohr 106 verbunden.
In einem Zustand, in dem der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 tiefer als der Kraftstoffdruck in der Auslassventilkammer 1d ist, wird das Auslassventil 82 durch den auf das Auslassventil 82 wirkenden Differenzdruck und die Vorbelastungskraft der Auslassventilfeder 83 gegen den Sitzabschnitt 81b des Auslassventilsitzelements 81 gedrückt, wobei der Auslassventilmechanismus 8 geschlossen ist. Wenn unterdessen der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 größer als der Kraftstoffdruck in der Auslassventilkammer 1d wird und der auf das Auslassventil 82 wirkende Differenzdruck größer als die Vorbelastungskraft der Auslassventilfeder 83 wird, wird das Auslassventil 82 von dem Sitzabschnitt 81b des Auslassventilsitzelements 81 getrennt, wobei der Auslassventilmechanismus 8 geöffnet wird.
Wenn der Auslassventilmechanismus 8 einen Ein-Aus-Ventilbetrieb ausführt, wird Kraftstoff in den Innenraum 84f aufgenommen und aus dem Innenraum 84f abgegeben. Dann wird der aus dem Innenraum 84f ausgestoßene Kraftstoff von dem Auslassventilmechanismus 8 in den Auslasskanal 1f ausgestoßen. Im Ergebnis wird der Hochdruckkraftstoff in der Druckkammer 11 über die Auslassventilkammer 1d, den Auslasskanal 1f (siehe 3) und die Kraftstoffauslassöffnung 12a (siehe 3) der Auslassverbindung 12 in das gemeinsame Verteilerrohr 106 (siehe 1) ausgestoßen. Bei der obigen Konfiguration arbeitet der Auslassventilmechanismus 8 als ein Rückschlagventil, das die Strömungsrichtung des Kraftstoffs einschränkt.
Sowohl das Auslassventilsitzelement 81 als auch der Auslassventilstopper 84 des Auslassventilmechanismus 8 sind in das Gehäuse 1 eingepresst und befestigt, so dass die Koaxialität zwischen dem Sitzabschnitt 81b des Auslassventilsitzelements 81 und dem Führungsabschnitt 84b des Auslassventilstoppers 84 sichergestellt sein kann. Im Ergebnis kann das Auslassventil 82 fest auf dem Auslassventilsitzabschnitt des Auslassventilsitzelements 81 sitzen, wobei eine Rückströmung von Kraftstoff unterdrückt werden kann. Als der Auslassventilmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Auslassventilsitzelement 81 in den Auslassventilstopper 84 gemäß Bedingungen, wie z. B. einer Zusammenbaureihenfolge, eingepresst werden, wobei beide als eine integrierte Komponente in das Gehäuse 1 eingepresst und befestigt werden können.
Die Position des Auslassventilstoppers 84 in der axialen Richtung ist durch den Passabschnitt 84a bestimmt, der an dem Befestigungsabschnitt 81a des Auslassventilsitzelements 81 anstößt. Mit dieser Struktur ist es möglich, unter Verwendung des Auslassventilstoppers 84 zu verhindern, dass das Auslassventil 82 übermäßig angehoben wird (um den Hubbetrag zu regulieren), wobei es möglich ist, einen im hohen Grade reagierenden Auslassventilmechanismus mit einer kurzen Rücklaufzeit (Ventilschließzeit) des Auslassventils 82 zu verwirklichen.
Zusätzlich ist es unter Verwendung des Auslassventilstoppers 84 und des Stopfens 85 als separate Elemente möglich, ein Material gemäß jedem Teil auszuwählen. Der Auslassventilstopper 84 kann z. B. aus im hohen Grade weiterentwickelten martensitischem rostfreien Stahl hergestellt sein, der der Gleitbelastung und der Stoßbelastung des Auslassventils 82 standhalten kann, während der Stopfen 85 in Anbetracht der Schweißbarkeit aus ferritischem oder austenitischem rostfreien Stahl hergestellt sein kann.
Der Auslassventilstopper 84 und der Stopfen 85 können ein Element sein. Bei dem Auslassventilstopper 84 können die Führungsfläche 84d und die konisch zulaufende Fläche 84e als separate Elemente ausgebildet sein. In diesem Fall ist es notwendig, einen martensitischen rostfreien Stahl mit hoher Härte, der dem Aufprall des Auslassventils 82 auf das Element, das die konisch zulaufende Fläche 84e enthält, standhalten kann, anzuwenden, wobei aber ein Material mit einer Härte, die geringer als die des Elements ist, das die konisch zulaufende Fläche 84e enthält, aufgrund einer schwachen Gleitbelastung für das Element, das die Führungsfläche 84d enthält, angewendet werden kann.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Verbinden des Stopfens 85 und des Gehäuses 1 beschrieben. Um zu verhindern, dass der Kraftstoff im Inneren der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 nach außen austritt, ist es erforderlich, die Zuverlässigkeit des Verbindungsabschnitts zwischen dem Stopfen 85 und dem Gehäuse 1 ausreichend sicherzustellen. Das heißt, es ist erforderlich, eine ausreichende Festigkeit des geschweißten Abschnitts 86 sicherzustellen, der der Verbindungsabschnitt zwischen dem Stopfen 85 und dem Gehäuse 1 ist.
Wie in 5 veranschaulicht ist, ist in der Auslassventilkammer 1d der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 ein ringförmiger Raumabschnitt 64 ausgebildet, der von dem geschweißten Abschnitt 86, dem Gehäuse 1, dem Auslassventilstopper 84 und dem Stopfen 85 umgeben ist. Der ringförmige Raumabschnitt 64 ist ein ringförmiger Raumabschnitt, der entlang der äußeren Umfangsfläche des Auslassventilstoppers 84 kontinuierlich ist.
Der Stopfen 85 wird in die Auslassventilkammer 1d des Gehäuses 1 eingesetzt, bis der Bodenabschnitt 85a an den Auslassventilstopper 84 anstößt, wobei der geschweißte Abschnitt 86 geschweißt und befestigt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Stopfen 85 vorzugsweise in die Auslassventilkammer 1d eingepresst. Durch das Einpressen des Stopfens 85 in die Auslassventilkammer 1d kommen die Schweißflächen stabil miteinander in Kontakt, wobei die Schweißqualität verbessert werden kann.
In diesem Zustand werden die Grenzflächen des Stopfens 85 und des Gehäuses 1 durch den Laserstrahl verbunden, wird das Schweißen an dem geschweißten Abschnitt 86 und dem gesamten äußeren Umfang des röhrenförmigen Abschnitts 85b im Stopfen 85 ausgeführt und wird der Kraftstoff innerhalb der Auslassventilkammer 1d abgedichtet. Zu diesem Zeitpunkt, wenn der ringförmige Raumabschnitt 64 ein geschlossener Raum ist, dehnt sich die Luft in dem ringförmigen Raumabschnitt 64 aufgrund des Wärmeeinflusses des Schweißens aus. Im Ergebnis wird eine ungenügende Füllung erzeugt, in der der geschweißte Abschnitt 86 ausgespart ist, wobei es eine Möglichkeit gibt, dass die Form des geschweißten Abschnitts 86 nicht stabilisiert wird. Weil die Form des geschweißten Abschnitts 86 nicht stabil ist, nimmt im Ergebnis die Variation der Schweißfestigkeit zu, wobei es eine Möglichkeit gibt, dass die Schweißqualität verschlechtert ist.
Deshalb ist in dem Auslassventilmechanismus 8 der vorliegenden Ausführungsform der Ringspalt 63 zwischen dem Spaltbildungsabschnitt 84c des Auslassventilstoppers 84 und dem Abschnitt 62 mit großem Durchmesser der Auslassventilkammer 1d vorgesehen. Der Ringspalt 63 steht mit dem ringförmigen Raumabschnitt 64 in Verbindung, wobei im Ergebnis der ringförmige Raumabschnitt 64 und ein Raum, der sich näher bei der Druckkammer 11 (dem Passabschnitt 84a) als der Spaltbildungsabschnitt 84c befindet, miteinander in Verbindung stehen.
Deshalb kann die im Ringspalt 63 aufgrund des Wärmeeinflusses des Schweißens ausgedehnte Luft über den Ringspalt 63 in den Raum auf der Seite der Druckkammer 11 (des Passabschnitts 84a) des Spaltbildungsabschnitts 84c abgelassen werden. Im Ergebnis kann die Erzeugung der ungenügenden Füllung unterdrückt werden, kann die Variation der Schweißfestigkeit unterdrückt werden und kann die Verschlechterung der Schweißqualität verhindert werden.
Weil der Ringspalt 63 entlang der äußeren Umfangsfläche des Spaltbildungsabschnitts 84c eine Ringform aufweist, kann die ausgedehnte Luft aus dem anderen Abschnitt abgelassen werden, selbst wenn Schweißspritzer an einem Abschnitt des Ringspalts 63 haften. Wie oben beschrieben worden ist, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die ausgedehnte Luft abgelassen werden, selbst wenn Schweißspritzer auftreten, wobei die Schweißqualität verbessert werden kann, während die Mischung der Schweißspritzer in die Auslassventilkammer 1d, durch die der Kraftstoff strömt, und die Auslassverbindung 12 unterdrückt wird.
Ferner wird durch geeignetes Festlegen des Innendurchmessers des Abschnitts 62 mit großem Durchmesser und des Außendurchmessers des Spaltbildungsabschnitts 84c in der Auslassventilkammer 1d eine radiale Breite des Ringspalts 63 gemanagt, so dass es möglich ist, das Mischen von Schweißspritzern in die Auslassventilkammer 1d zu unterdrücken. Wenn z. B. die radiale Breite des Ringspalts 63 auf 0,1 mm oder kleiner gesetzt ist, können Spritzer mit einem größeren Durchmesser als 0,1 mm nicht durch den Ringspalt 63 hindurchgehen. Im Ergebnis ist es möglich, zu verhindern, dass Spritzer mit einem Durchmesser von größer als 0,1 mm in die Auslassventilkammer 1d oder die Auslassverbindung 12 gemischt werden.
[Betrieb der Hochdruck-Kraftstoffpumpe]
Als Nächstes wird der Betrieb der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Wenn der in 1 veranschaulichte Kolben 2 gesenkt wird und der elektromagnetische Einlassventilmechanismus 3 geöffnet wird, strömt der Kraftstoff aus dem Ansaugkanal 1a in die Druckkammer 11. Im Folgenden wird der Abwärtshub des Kolbens 2 als der Einlasshub bezeichnet. Wenn der Kolben 2 gehoben wird und der elektromagnetische Einlassventilmechanismus 3 geschlossen wird, wird unterdessen der Kraftstoff in der Druckkammer 11 unter Druck gesetzt, wobei er durch den Auslassventilmechanismus 8 strömt und unter Druck dem gemeinsamen Verteilerrohr 106 (siehe 1) zugeführt wird. Im Folgenden wird der Hub zum Heben des Kolbens 2 als ein Kompressionshub bezeichnet.
Wie oben beschrieben worden ist, wird, wenn der elektromagnetische Einlassventilmechanismus 3 während des Kompressionshubes geschlossen wird, der während des Einlasshubes in die Druckkammer 11 angesaugte Kraftstoff unter Druck gesetzt und zur Seite des gemeinsamen Verteilerrohrs 106 ausgestoßen. Wenn der elektromagnetische Einlassventilmechanismus 3 während des Kompressionshubes geöffnet wird, wird unterdessen der Kraftstoff in der Druckkammer 11 in Richtung der Seite des Ansaugkanals 1a zurückgedrückt und nicht in Richtung der Seite des gemeinsamen Verteilerrohrs 106 ausgestoßen. In dieser Weise wird der Kraftstoffausstoß durch die Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 durch das Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3 betrieben. Das Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3 ist durch die ECU 101 gesteuert.
Im Einlasshub nimmt das Volumen der Druckkammer 11 zu, während der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 abnimmt. Wenn in diesem Einlasshub der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 tiefer als der Druck in der Ansaugöffnung 31b (siehe 4) wird und die Vorbelastungskraft aufgrund des Differenzdrucks dazwischen die Vorbelastungskraft durch die Ventilvorbelastungsfeder 38 übersteigt, wird das Einlassventil 32 vom Sitzabschnitt 31a getrennt, wobei der elektromagnetische Einlassventilmechanismus 3 geöffnet wird. Im Ergebnis strömt der Kraftstoff zwischen dem Einlassventil 32 und dem Sitzabschnitt 31a, wobei er durch mehrere Löcher, die in dem Stopper 37 vorgesehen sind, strömt und in die Druckkammer 11 strömt.
Nachdem der Einlasshub abgeschlossen ist, geht der Prozess zum Kompressionshub weiter. Zu diesem Zeitpunkt bleibt die elektromagnetische Spule 35 in einem nicht erregten Zustand, wobei zwischen dem Anker 36 und dem Magnetkern 39 keine magnetische Anziehungskraft wirkt. Die Stangenvorbelastungsfeder 34 ist so festgelegt, dass sie eine Vorbelastungskraft aufweist, die notwendig und ausreichend ist, um das Einlassventil 32 im nicht erregten Zustand an der Ventilöffnungsposition weg vom Sitzabschnitt 31a aufrechtzuerhalten.
In diesem Zustand verbleibt die Stange 33 an der Ventilöffnungsposition, selbst wenn sich der Kolben 2 nach oben bewegt, so dass das durch die Stange 33 vorbelastete Einlassventil 32 außerdem an der Ventilöffnungsposition verbleibt. Deshalb nimmt das Volumen der Druckkammer 11 bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 2 ab, wobei aber in diesem Zustand der einmal in die Druckkammer 11 angesaugte Kraftstoff durch den elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3 im Ventilöffnungszustand abermals in den Ansaugkanal 10b zurückgeführt wird, wobei der Druck innerhalb der Druckkammer 11 nicht zunimmt. Dieser Hub wird als der Rückhub bezeichnet.
Beim Rücklaufprozess fließt, wenn ein Steuersignal von der ECU 101 (siehe 1) an den elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3 angelegt ist, ein Strom über das Anschlusselement 30 durch die elektromagnetische Spule 35. Wenn ein Strom durch die elektromagnetische Spule 35 fließt, wirkt eine magnetische Anziehungskraft auf den Magnetkern 39 und die Fläche S der magnetischen Anziehung des Ankers 36, wobei der Anker 36 zu dem Magnetkern 39 angezogen wird. Wenn die magnetische Anziehungskraft größer als die Vorbelastungskraft der Stangenvorbelastungsfeder 34 wird, bewegt sich der Anker 36 gegen die Vorbelastungskraft der Stangenvorbelastungsfeder 34 in Richtung des Magnetkerns 39, wobei sich die sich mit dem Anker 36 in Eingriff befindende Stange 33 in einer Richtung weg von dem Einlassventil 32 bewegt. Im Ergebnis sitzt das Einlassventil 32 durch die Vorbelastungskraft der Ventilvorbelastungsfeder 38 und die Fluidkraft, die durch den in den Ansaugkanal 10b strömenden Kraftstoff verursacht wird, auf dem Sitzabschnitt 31a, wobei der elektromagnetische Einlassventilmechanismus 3 geschlossen wird.
Nachdem der elektromagnetische Einlassventilmechanismus 3 geschlossen worden ist, wird der Kraftstoff in der Druckkammer 11 unter Druck gesetzt, wenn der Kolben 2 gehoben wird, wobei, wenn der Druck gleich dem oder größer als der Druck der Kraftstoffauslassöffnung 12a wird, der Kraftstoff durch den Auslassventilmechanismus 8 strömt und in das gemeinsame Verteilerrohr 106 (siehe 1) ausgestoßen wird. Dieser Hub wird als ein Ausstoßprozess bezeichnet. Das heißt, der Kompressionshub zwischen dem unteren Startpunkt und dem oberen Startpunkt des Kolbens 2 enthält den Rückhub und den Ausstoßhub. Durch das Steuern des Zeitpunkts des Erregens der elektromagnetischen Spule 35 des elektromagnetischen Einlassventilmechanismus 3 kann die Menge des auszustoßenden Hochdruck-Kraftstoffs gesteuert werden.
Wenn der Zeitpunkt des Erregens der elektromagnetischen Spule 35 früher gemacht wird, wird das Verhältnis des Rückhubs während des Kompressionshubs kleiner und wird das Verhältnis des Ausstoßhubs größer. Das heißt, der in den Ansaugkanal 10b zurückgeführte Kraftstoff nimmt ab, während der unter hohem Druck ausgestoßene Kraftstoff zunimmt. Wenn unterdessen der Zeitpunkt des Erregens der elektromagnetischen Spule 35 verzögert wird, nimmt das Verhältnis des Rückhubs während des Kompressionshubs zu, während das Verhältnis des Ausstoßhubs abnimmt. Im Ergebnis nimmt die Kraftstoffmenge, die in den Ansaugkanal 10b zurückgeführt wird, zu, während die unter einem hohen Druck ausgestoßene Kraftstoffmenge abnimmt. Wie oben beschrieben worden ist, kann durch Steuern des Zeitpunkts des Erregens der elektromagnetischen Spule 35 die unter hohem Druck ausgestoßene Kraftstoffmenge auf eine von der Kraftmaschine (Brennkraftmaschine) benötigte Menge gesteuert werden.
2. Zweite Ausführungsform
Als Nächstes wird eine Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezüglich 6 beschrieben. Die Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe gemäß der zweiten Ausführungsform weist die gleiche Konfiguration wie die Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 gemäß der ersten Ausführungsform auf, wobei nur ein Auslassventilmechanismus 108 anders ist. Deshalb wird hier die Konfiguration des Auslassventilmechanismus 108 beschrieben, während die Beschreibung der Konfiguration, die der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 gemeinsam ist, weggelassen wird.
6 ist eine Querschnittsansicht, die den Auslassventilmechanismus in der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
Der Auslassventilmechanismus 108 gemäß der zweiten Ausführungsform ist ähnlich zum Auslassventilmechanismus 8 gemäß der ersten Ausführungsform mit einer Auslassseite einer Druckkammer 11 verbunden. Der Auslassventilmechanismus 108 enthält ein Auslassventilsitzelement 81 und ein Auslassventil 82, das mit dem Auslassventilsitzelement 81 in Kontakt kommt und sich von dem Auslassventilsitzelement 81 trennt. Der Auslassventilmechanismus 108 enthält eine Auslassventilfeder 83, die das Auslassventil 82 in Richtung des Auslassventilsitzelements 81 vorbelastet, einen Auslassventilstopper 84, der einen Hubbetrag (eine Bewegungsstrecke) des Auslassventils 82 bestimmt, und einen Stopfen 185, der die Bewegung des Auslassventilstoppers 84 sperrt.
Weil das Auslassventilsitzelement 81, das Auslassventil 82, die Auslassventilfeder 83 und der Auslassventilstopper 84 die gleichen wie jene des Auslassventilmechanismus 8 gemäß der ersten Ausführungsform sind, wird eine redundante Beschreibung weggelassen. Der Stopfen 185 zeigt ein weiteres spezifisches Beispiel eines Dichtungselements gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der Stopfen 185 ist in einer im Wesentlichen Röhrenform ausgebildet, weist ein axiales Ende auf, das mit einem Gehäuse 1 verbunden ist, und weist am anderen axialen Ende eine Kraftstoffauslassöffnung 185a auf. Das heißt, der Stopfen 185 dient außerdem als eine Auslassverbindung zum Ausstoßen von Kraftstoff. Deshalb kann in der zweiten Ausführungsform die Anzahl der Komponenten der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe verringert werden. In dem Auslassventilmechanismus 108 gemäß der zweiten Ausführungsform ist das Gehäuse 1 gemäß der zweiten Ausführungsform nicht mit einem Auslasskanal 1f (siehe 3) versehen, weil das Gehäuse 1 nicht zwischen der Auslassverbindung (dem Stopfen 185) und dem Auslassventilmechanismus 108 eingefügt ist.
Die Kraftstoffauslassöffnung 185a des Stopfens 185 ist mit einem gemeinsamen Verteilerrohr 106 (siehe 1) verbunden. Im Auslassventilmechanismus 108 strömt der Kraftstoff, der in den Innenraum 84f des Auslassventilstoppers 84 eingetreten ist, durch einen im Auslassventilstopper 84 vorgesehenen Strömungsweg 84h, wobei er durch das Innere des Stopfens 185 strömt, durch die Kraftstoffauslassöffnung 185a strömt und in das gemeinsame Verteilerrohr 106 (siehe 1) ausgestoßen wird.
Der Stopfen 185 ist mit dem Gehäuse 1 durch einen geschweißten Abschnitt 86 in einem Zustand verbunden, in dem ein Ende in der axialen Richtung in die Öffnung der Auslassventilkammer 1d eingesetzt ist. Der geschweißte Abschnitt 86 ist zwischen der äußeren Umfangsfläche an einem axialen Ende des Stopfens 185 und der inneren Umfangsfläche auf der Öffnungsseite der Auslassventilkammer 1d vorgesehen.
An einem axialen Ende des Stopfens 185 ist eine in der axialen Richtung ausgesparte Aussparung 185b ausgebildet. Die Aussparung 185b ist in einer Ringform ausgebildet, die das röhrenförmige Loch des Stopfens 185 umgibt. Eine Bodenfläche der Aussparung 185b stößt an den Auslassventilstopper 84 an. Im Ergebnis sperrt der Stopfen 185 die Bewegung des Auslassventilstoppers 84 in der axialen Richtung. Weil ein Passabschnitt 84a des Auslassventilstoppers 84 an einen Befestigungsabschnitt 81a des Auslassventilsitzelements 81 anstößt, sperrt der Stopfen 185 die Bewegung des Auslassventilsitzelements 81 in der axialen Richtung über den Auslassventilstopper 84. Wie oben beschrieben worden ist, sperrt der Stopfen 185 die Bewegungen des Auslassventilsitzelements 81 und des Auslassventilstoppers 84 in der axialen Richtung und stößt den Kraftstoff aus der Kraftstoffauslassöffnung 185a aus.
Außerdem ist in dem Auslassventilmechanismus 108 ähnlich zum Auslassventilmechanismus 8 gemäß der ersten Ausführungsform ein Ringspalt 63 zwischen dem Spaltbildungsabschnitt 84c des Auslassventilstoppers 84 und dem Abschnitt 62 mit großem Durchmesser der Auslassventilkammer 1d vorgesehen. Deshalb kann die in dem Ringspalt 63 durch den Wärmeeinfluss des Schweißens ausgedehnte Luft über den Ringspalt 63 in den Raum auf der Seite der Druckkammer 11 (des Passabschnitts 84a) des Spaltbildungsabschnitts 84c abgegeben werden. Im Ergebnis kann die Erzeugung der ungenügenden Füllung unterdrückt werden, kann die Variation der Schweißfestigkeit unterdrückt werden und kann die Verschlechterung der Schweißqualität verhindert werden. Selbst wenn Schweißspritzer auftreten, kann zusätzlich die ausgedehnte Luft abgegeben werden und kann die Schweißqualität verbessert werden, während das Mischen von Schweißspritzern in die Auslassventilkammer 1d, durch die der Kraftstoff strömt, unterdrückt wird.
2. Zusammenfassung
Wie oben beschrieben worden ist, enthält die Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 (Kraftstoffzufuhrpumpe) gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform den Auslassventilstopper 84 (das Regulierungselement), das Gehäuse 1 (den Hauptgehäuseabschnitt), den Stopfen 85 (das Dichtungselement) und den geschweißten Abschnitt 86 (geschweißten Abschnitt). Der Auslassventilstopper 84 führt die Bewegung des Auslassventils 82 (Ventilkörpers) oder reguliert die Bewegungsstrecke des Auslassventils 82. Das Gehäuse 1 ist mit der Auslassventilkammer 1d (Ventilkammer) versehen, die den Auslassventilstopper 84 aufnimmt und nach außen geöffnet ist. Der Stopfen 85 dichtet die Auslassventilkammer 1d ab. Der geschweißte Abschnitt 86 befestigt den Stopfen 85 am Gehäuse 1. Der ringförmige Raumabschnitt 60 (ringförmige Raumabschnitt) entlang dem äußeren Umfang des Auslassventilstoppers 84 ist zwischen dem geschweißten Abschnitt 86 und dem Auslassventilstopper 84 ausgebildet. Der Auslassventilstopper 84 enthält den Passabschnitt 84a (Positionierungsabschnitt) zum Positionieren bezüglich des Gehäuses 1 auf der dem Stopfen 85 gegenüberliegenden Seite und den Spaltbildungsabschnitt 84c (Spaltbildungsabschnitt), der den Ringspalt 63 (Ringspalt) mit dem Gehäuse 1 bildet. Der Ringspalt 63 ermöglicht, dass der Raum auf der Seite des Passabschnitts 84a in der Auslassventilkammer 1d und der ringförmige Raumabschnitt 60 miteinander in Verbindung stehen.
Dementsprechend kann die in dem Ringspalt 63 durch den Wärmeeinfluss des Schweißens ausgedehnte Luft durch den Ringspalt 63 abgegeben werden. Im Ergebnis kann die Erzeugung einer ungenügenden Füllung im geschweißten Abschnitt 86 unterdrückt werden, wobei die Variationen der Schweißfestigkeit unterdrückt werden können, um eine Verschlechterung der Schweißqualität zu verhindern. Das heißt, es ist möglich, die Qualität der Schweißung zu verbessern, während die Funktion des Auslassventils 82 sichergestellt ist. Zusätzlich kann durch das Vorsehen des Ringspaltes 63, der ein Ringspalt ist, selbst wenn Schweißspritzer erzeugt werden und an einem Abschnitt des Ringspaltes 63 anhaften, die ausgedehnte Luft abgegeben werden, wobei die Schweißqualität verbessert werden kann, während das Mischen von Schweißspritzern in die Auslassventilkammer 1d, durch die der Kraftstoff strömt, unterdrückt wird.
Der Ringspalt 63 (Ringspalt) der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 (Kraftstoffzufuhrpumpe) gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist so ausgebildet, dass der Abstand zwischen dem Auslassventilstopper 84 (Regulierungselement) und dem Gehäuse 1 (Hauptgehäuseabschnitt) 0,1 mm oder kleiner ist. Dementsprechend können die Spritzer mit einem Durchmesser von größer als 0,1 mm nicht durch den Ringspalt 63 hindurchgehen. Im Ergebnis ist es möglich, zu verhindern, dass Spritzer mit einem Durchmesser von größer als 0,1 mm in die Auslassventilkammer 1d gemischt werden.
Der Auslassventilstopper 84 (das Regulierungselement) und der Stopfen 85 (das Dichtungselement) der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 (Kraftstoffzufuhrpumpe) gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind als separate Komponenten konfiguriert.
Im Ergebnis ist es möglich, gemäß jedem Abschnitt ein Material zu wählen.
Der Stopfen 185 (das Dichtungselement) der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 (Kraftstoffzufuhrpumpe) gemäß der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform ist einteilig mit einer Auslassverbindung ausgebildet, durch die der Kraftstoff ausgestoßen wird, wenn das Auslassventil 82 (der Ventilkörper) geöffnet ist. Im Ergebnis kann die Anzahl der Komponenten der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 verringert werden.
Die Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 (Kraftstoffzufuhrpumpe) gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform enthält das Auslassventilsitzelement 81 (Sitzelement). Das Auslassventilsitzelement 81 ist auf der Seite angeordnet, die dem Stopfen 85 (Dichtungselement) des Auslassventilstoppers 84 (Regulierungselements) gegenüberliegt, wobei das Auslassventil 82 (der Ventilkörper) auf ihm sitzt. Das Auslassventilsitzelement 81 ist an dem Gehäuse 1 (Hauptgehäuseabschnitt) befestigt. Weil sowohl das Auslassventilsitzelement 81 als auch der Auslassventilstopper 84 (das Regulierungselement) bezüglich des Gehäuses 1 (Hauptgehäuseabschnitts) positioniert sind, kann im Ergebnis der Auslassventilstopper 84 bezüglich des Auslassventilsitzelements 81 mit hoher Genauigkeit positioniert sein, wobei das Auslassventil 82 fest auf dem Auslassventilsitzelement 81 sitzen kann.
Die Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 (Kraftstoffzufuhrpumpe) gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform enthält das Auslassventilsitzelement 81 (Sitzelement). Das Auslassventilsitzelement 81 ist auf der Seite angeordnet, die dem Stopfen 85 (Dichtungselement) des Auslassventilstoppers 84 (Regulierungselements) gegenüberliegt, wobei das Auslassventil 82 (der Ventilkörper) auf ihm sitzt. Das Auslassventilsitzelement 81 kann an dem Auslassventilstopper 84 befestigt sein. Im Ergebnis kann der Auslassventilstopper 84 bezüglich des Auslassventilsitzelements 81 mit hoher Genauigkeit positioniert sein, wobei das Auslassventil 82 fest auf dem Auslassventilsitz 81 sitzen kann. Weil das Auslassventilsitzelement 81 und der Auslassventilstopper 84 in die Auslassventilkammer 1d (Ventilkammer) in einem einteilig zusammengebauten Zustand eingesetzt sein können, kann zusätzlich der Betrieb des Zusammenbauens der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 erleichtert werden.
Der Auslassventilstopper 84 (das Regulierungselement) der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 (Kraftstoffzufuhrpumpe) gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist zwischen dem Auslassventilsitzelement 81 (Sitzelement) und dem Stopfen 85 (Dichtungselement) eingelegt, wobei die Bewegung des Auslassventils 82 (Ventilkörpers) in der Richtung entlang der Bewegungsrichtung gesperrt ist. Im Ergebnis kann verhindert werden, dass die relative Position zwischen dem Auslassventilstopper 84 und dem Auslassventilsitzelement 81 geändert wird, wobei der Hubbetrag (die Bewegungsstrecke) des Auslassventils 82 mit hoher Genauigkeit reguliert werden kann.
Der Passabschnitt 84a (Positionierungsabschnitt) im Auslassventilstopper 84 (Regulierungselement) der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 (Kraftstoffzufuhrpumpe) gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist am Gehäuse 1 (Hauptgehäuseabschnitt) befestigt. Im Ergebnis dient der Passabschnitt 84a zusätzlich zum Positionierungsabschnitt des Auslassventilstoppers 84 bezüglich des Gehäuses 1 als ein Befestigungsabschnitt, wobei die Form des Auslassventilstoppers 84 vereinfacht werden kann. Zusätzlich kann die Bewegung des Auslassventilstoppers 84 sicherer verhindert werden.
Zusätzlich steht der Spaltbildungsabschnitt 84c (Spaltbildungsabschnitt) der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 (Kraftstoffzufuhrpumpe) gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform vom äußeren Umfangsabschnitt des Auslassventilstoppers 84 (Regulierungselement) vor, wobei er in einer kontinuierlichen Ringform entlang dem äußeren Umfangsabschnitt des Auslassventilstoppers 84 ausgebildet ist. Im Ergebnis kann der Ringspalt 63 (Ringspalt) mit einer einfachen Struktur ausgebildet sein. Der Ringspalt 63 kann einfach durch das Einsetzen des Auslassventilstoppers 84 in die Auslassventilkammer 1d (Ventilkammer) gebildet werden.
Zusätzlich ist der Passabschnitt 84a (Positionierungsabschnitt) der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 (Kraftstoffzufuhrpumpe) gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform in einer Säulenform ausgebildet, um an das Gehäuse 1 (den Hauptgehäuseabschnitt) angepasst zu sein, wobei der Außendurchmesser des Spaltbildungsabschnitts 84c (Spaltbildungsabschnitts) größer als der Außendurchmesser des Passabschnitts 84a ist. Im Ergebnis kann der Auslassventilstopper 84 von dem Endabschnitt auf der Seite des Passabschnitts 84a einfach in die Auslassventilkammer 1d (Ventilkammer) eingesetzt werden, wobei der Betrieb des Zusammenbauens der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 erleichtert werden kann.
Die Ausführungsformen der Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe 100 der vorliegenden Erfindung sind oben einschließlich ihrer Betriebswirkungen beschrieben worden. Die Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt, wobei verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem in den Ansprüchen beschriebenen Hauptpunkt der Erfindung abzuweichen.
Die Ausführungsformen sind z. B. für den Zweck des deutlichen Erklärens der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben worden, wobei sie nicht notwendigerweise auf jene eingeschränkt sind, die alle beschriebenen Konfigurationen enthalten. Ferner ist es möglich, einen Abschnitt der Konfiguration einer Ausführungsform durch die Konfiguration einer weiteren Ausführungsform zu ersetzen, wobei es außerdem möglich ist, die Konfiguration einer weiteren Ausführungsform zu der Konfiguration einer Ausführungsform hinzuzufügen. Ferner ist es möglich, eine Ergänzung/Löschung/Auswechselung in anderen Konfigurationen bezüglich eines Abschnitts der Konfigurationen jeder Ausführungsform auszuführen.
In den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen ist z. B. der Stopfen 85 (185) durch Laserschweißen an dem Gehäuse 1 befestigt. Das Schweißen zum Befestigen des Dichtungselements gemäß der vorliegenden Erfindung an dem Hauptgehäuseabschnitt ist jedoch nicht auf das Laserschweißen eingeschränkt und kann irgendein Schweißen, wie z. B. Lichtbogenschweißen oder Gasschweißen, sein, solange wie das Schweißverfahren eine Luftausdehnung aufgrund der Schweißwärme verursacht.
In den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen ist der Passabschnitt 84a, der ein spezifisches Beispiel des Positionierungsabschnitts ist, in den Abschnitt 61 mit kleinem Durchmesser der Auslassventilkammer 1d eingepresst und daran befestigt. Der Positionierungsabschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf eingeschränkt, an dem Hauptgehäuseabschnitt (Gehäuse 1) befestigt zu sein, und kann eine Funktion des Positionierens des Regulierungselements (Auslassventilstoppers 84) bezüglich des Hauptgehäuseabschnitts aufweisen. Als das Regulierungselement gemäß der vorliegenden Erfindung können z. B. ein Abschnitt mit einer Funktion des Positionierens bezüglich des Hauptgehäuseabschnitts und ein Abschnitt mit einer Funktion des Befestigens bezüglich des Hauptgehäuseabschnitts separat vorgesehen sein oder über ein weiteres Element an dem Hauptgehäuseabschnitt befestigt sein.
Liste der Bezugszeichen

1: Gehäuse
1a: Ansaugkanal
1b: Flansch
1c: Befestigungsabschnitt
1d: Auslassventilkammer
1e: Kraftstoffkanal
1f: Auslasskanal
2: Kolben
3: elektromagnetischer Einlassventilmechanismus
4: Überdruckventilmechanismus
5: Ansaugverbindung
6: Zylinder
8, 108: Auslassventilmechanismus
9: Druckpulsations-Verringerungsmechanismus
10: Niederdruck-Kraftstoffkammer
11: Druckkammer
12: Druckverbindung
12a: Kraftstoffauslassöffnung
12b: geschweißter Abschnitt
14: Dämpferabdeckung
15: Halter
17: Dichtungshalter
17a: Hilfskammer
18: Kolbendichtung
60: ringförmiger Raumabschnitt
61: Abschnitt mit kleinem Durchmesser
62: Abschnitt mit großem Durchmesser
62a: ringförmige Nut
63: Ringspalt
64: ringförmiger Raumabschnitt
81: Auslassventilsitzelement
81a: Befestigungsabschnitt
81b: Sitzabschnitt
81c: Kraftstoffkanal
82: Auslassventil
84: Auslassventilstopper
84a: Passabschnitt
84b: Führungsabschnitt
84c: Spaltbildungsabschnitt
84d: Führungsfläche
84e: konisch zulaufende Fläche
84f: Innenraum
84g: Strömungsweg
84h: Strömungsweg
85, 185: Stopfen
85a: Bodenabschnitt
85b: röhrenförmiger Abschnitt
86: geschweißter Abschnitt
90: Kraftstoffpumpen-Befestigungsabschnitt
91: Nocken
92: Stößel
93: O-Ring
100: Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe
101: ECU
102: Förderpumpe
103: Kraftstofftank
104: Niederdruckleitung
105: Kraftstoffdrucksensor
106: gemeinsames Verteilerrohr
107: Einspritzdüse
185a: Kraftstoffauslassöffnung
185b: Aussparung
200: Kraftstoffzufuhrsystem

Claims

Kraftstoffzufuhrpumpe (100), die umfasst: Ein Regulierungselement (84), das einen Ventilkörper (82) führt oder eine Bewegungsstrecke des Ventilkörpers (82) reguliert; einen Hauptgehäuseabschnitt (1), der mit einer Ventilkammer (1d) versehen ist, die das Regulierungselement (84) aufnimmt; ein Dichtungselement (85), das die Ventilkammer (1d) abdichtet; und einen geschweißten Abschnitt (86), der das Dichtungselement (85) an dem Hauptgehäuseabschnitt (1) befestigt, wobei ein ringförmiger Raumabschnitt (60) entlang einem äußeren Umfang des Regulierungselements (84) zwischen dem geschweißten Abschnitt (86) und dem Regulierungselement (84) ausgebildet ist, das Regulierungselement (84) einen Positionierungsabschnitt (84a) zum Positionieren bezüglich des Hauptgehäuseabschnitts (1) auf einer dem Dichtungselement (85) gegenüberliegenden Seite und einen Spaltbildungsabschnitt (84c), der einen Ringspalt (63) zwischen dem Spaltbildungsabschnitt (84c) und dem Hauptgehäuseabschnitt (1) bildet, enthält, und der Ringspalt (63) ermöglicht, dass ein Raum auf einer Seite des Positionierungsabschnitts (84a) in der Ventilkammer (1d) und der ringförmige Raumabschnitt (60) miteinander in Verbindung stehen, gekennzeichnet dadurch, dass der Spaltbildungsabschnitt (84c) in einer Ringform ausgebildet ist, die von einem äußeren Umfangsabschnitt des Regulierungselements (84) vorsteht und sich entlang dem äußeren Umfangsabschnitt des Regulierungselements (84) fortsetzt.
Kraftstoffzufuhrpumpe (100) nach Anspruch 1, wobei der Ringspalt (63) so ausgebildet ist, dass ein Abstand zwischen dem Regulierungselement (84) und dem Hauptgehäuseabschnitt (1) 0,1 mm oder kleiner ist.
Kraftstoffzufuhrpumpe (100) nach Anspruch 1, wobei das Regulierungselement (84) und das Dichtungselement (85) als separate Komponenten ausgebildet sind.
Kraftstoffzufuhrpumpe (100) nach Anspruch 3, wobei das Dichtungselement (85) einteilig mit einer Auslassverbindung ausgebildet ist, durch die Kraftstoff ausgestoßen wird, wenn der Ventilkörper (82) geöffnet ist.
Kraftstoffzufuhrpumpe (100) nach Anspruch 1, die ferner ein Sitzelement (81) umfasst, das auf einer dem Dichtungselement (85) gegenüberliegenden Seite des Regulierungselements (84) angeordnet ist und auf dem der Ventilkörper (82) sitzt, wobei das Sitzelement (81) an dem Hauptgehäuseabschnitt (1) befestigt ist.
Kraftstoffzufuhrpumpe (100) nach Anspruch 1, die ferner ein Sitzelement (81) umfasst, das auf einer dem Dichtungselement (85) gegenüberliegenden Seite des Regulierungselements (84) angeordnet ist und auf dem der Ventilkörper (82) sitzt, wobei das Sitzelement (81) an dem Regulierungselement (84) befestigt ist.
Kraftstoffzufuhrpumpe (100) nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Regulierungselement (84) zwischen dem Sitzelement (81) und dem Dichtungselement (85) eingefügt ist und die Bewegung des Regulierungselements (84) in einer Richtung entlang einer Bewegungsrichtung des Ventilkörpers (82) gesperrt ist.
Kraftstoffzufuhrpumpe (100) nach Anspruch 1, wobei der Positionierungsabschnitt (84a) an dem Hauptgehäuseabschnitt (1) befestigt ist.
Kraftstoffzufuhrpumpe (100) nach Anspruch 1, wobei der Positionierungsabschnitt (84a) in einer Säulenform ausgebildet ist, um an den Hauptgehäuseabschnitt (1) angepasst zu sein, und ein Außendurchmesser des Spaltbildungsabschnitts (84c) größer als ein Außendurchmesser des Positionierungsabschnitts (84a) ist.