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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe für einen Verbrennungsmotor eines Automobils.
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Hintergrund
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Bei einem Motor mit Direkteinspritzung, der Kraftstoff direkt in eine Brennkammer eines Motors (Verbrennungsmotor) eines Automobils oder dergleichen einspritzt, ist eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe zum Erhöhen des Kraftstoffdrucks weit verbreitet. Eine herkömmliche Technik der Hochdruck-Kraftstoffpumpe ist zum Beispiel in PTL 1 beschrieben.
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Die in PTL 1 beschriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe enthält einen Kolben, der sich durch die Drehbewegung eines Nockens, der an einer Nockenwelle eines Motors angebracht ist, auf und ab bewegt. An einem unteren Endteil des Kolbens ist eine Halterung angebracht. Dann wird der Kolben durch eine Feder über die Halterung zu der Nockenseite hin vorgespannt.
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Zitierliste
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Patentliteratur
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Überblick über die Erfindung
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Technisches Problem
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Bei der herkömmlichen Hochdruck-Kraftstoffpumpe besteht jedoch die Möglichkeit, dass, bevor die Halterung in einem Stößel untergebracht wird, wenn die Hochdruck-Kraftstoffpumpe an einem bei einem Verbrennungsmotor vorgesehenen Kraftstoffpumpenbefestigungsteil angebracht wird, der Kolben und die Feder exzentrisch werden und die Halterung von dem Kolben abfällt.
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In Anbetracht des obigen Problems besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Kraftstoffpumpe bereitzustellen, die in der Lage ist, das Abfallen einer Halterung von einem Kolben zu verhindern.
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Lösung des Problems
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Um das obige Problem zu lösen und das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, enthält eine Kraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung einen Kolben, der sich hin und her bewegt, eine Halterung mit einem an einem unteren Endteil des Kolbens angebrachten Befestigungsteil, und eine Feder, die den Kolben über die Halterung vorspannt. Der Befestigungsteil der Halterung besitzt einen Eingriffsteil, der mit einen eingeschnürten Teil, der an dem unteren Endteil des Kolbens gebildet ist, in Eingriff steht. Ein Durchmesser eines Kreises, der durch einen Eckteil des Eingriffsteils und eine innere Umfangswand der Feder gebildet wird, ist kleiner als ein Durchmesser des unteren Endteils des Kolbens.
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Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
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Gemäß der Kraftstoffpumpe, die die oben beschriebene Konfiguration aufweist, ist es möglich, zu verhindern, dass die Halterung von dem Kolben abfällt.
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Man beachte, dass ein Gegenstand, eine Konfiguration und eine vorteilhafte Wirkung, die von den oben beschriebenen abweichen, in der Beschreibung einer Ausführungsform unten erläutert werden.
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Figurenliste
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- [1] 1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm eines Kraftstoffversorgungssystems, das eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einsetzt.
- [2] 2 ist eine Längsschnittansicht (Teil 1) der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- [3] 3 ist eine horizontale Querschnittsansicht der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von oben betrachtet.
- [4] 4 ist eine Längsschnittansicht (Teil 2) der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- [5] 5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen unteren Endteil eines Kolbens und eine Halterung bei der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [6] 6 ist eine perspektivische Ansicht, die die Halterung der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [7] 7 ist ein Grundriss der Halterung der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- [8] 8 ist eine Vorderansicht der Halterung der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, gesehen von einem Einsatzteil.
- [9] 9 ist eine Vorderansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Halterung der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an dem Kolben angebracht ist.
- [10] 10 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Halterung der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an dem Kolben angebracht ist.
- [11] 11 ist eine Querschnittsansicht, die eine Beziehung zwischen einem Spalt zwischen der Halterung, dem Kolben und einer Feder bei der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [12] 12 zeigt einen Zustand, in dem die Halterung bei der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung exzentrisch ist, wobei 12A ein Grundriss ist und 12B eine Querschnittsansicht ist.
- [13] 13 ist eine Längsschnittansicht, die ein weiteres Beispiel der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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1. Ausführungsform der Hochdruck-Kraftstoffpumpe
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Nachfolgend wird eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Man beachte, dass in den Diagrammen dieselben Elemente durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind.
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[Kraftstoffversorgungssystem]
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Zunächst wird ein Kraftstoffversorgungssystem, das die Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsform einsetzt, unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
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1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm des Kraftstoffversorgungssystems, das die Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einsetzt.
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Wie in 1 dargestellt, enthält das Kraftstoffversorgungssystem eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100, eine Motorsteuerungseinheit (ECU) 27, einen Kraftstofftank 20, ein Common Rail 23 und mehrere Injektoren 24. Eine Komponente der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 ist integral in einen Pumpenkörper 1 integriert.
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Der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 20 wird durch eine Förderpumpe 21, die basierend auf einem Signal von der ECU 27 angesteuert wird, hochgepumpt. Der hochgepumpte Kraftstoff wird durch einen Druckregler (nicht dargestellt) auf einen geeigneten Druck gebracht und über eine Kraftstoffleitung 28 zu einem Niederdruck-Kraftstoffansaugport 10a (siehe 2) geleitet, der sich in einem Ansaugstutzen 51 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 befindet.
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Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 setzt den von dem Kraftstofftank 20 zugeführten Kraftstoff unter Druck und leitet den Kraftstoff durch Druck an das Common Rail 23 weiter. Mehrere der Injektoren 24 und ein Kraftstoffdrucksensor 26 sind auf dem Common Rail 23 montiert. Mehrere der Injektoren 24 sind entsprechend der Anzahl von Zylindern (Brennkammern) montiert und spritzen Kraftstoff entsprechend einem von der ECU 27 ausgegebenen Ansteuerstrom ein. Das Kraftstoffversorgungssystem der vorliegenden Ausführungsform ist ein sogenanntes Motorsystem mit Direkteinspritzung, bei dem der Injektor 24 den Kraftstoff direkt in einen Zylinder eines Motors einspritzt.
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Der Kraftstoffdrucksensor 26 gibt Daten über einen detektierten Druck an die ECU 27 aus. Die ECU 27 berechnet eine geeignete Kraftstoffeinspritzmenge (Soll-Kraftstoffeinspritzlänge), einen geeigneten Kraftstoffdruck (Soll-Kraftstoffdruck) und dergleichen basierend auf einer von verschiedenen Sensoren erhaltenen Motorzustandsgröße (zum Beispiel einem Kurbelwinkel, einer Drosselklappenöffnung, einer Motordrehzahl, einem Kraftstoffdruck und dergleichen).
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Ferner steuert die ECU 27 das Ansteuern der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 und mehrerer Injektoren 24 basierend auf einem Berechnungsergebnis eines Kraftstoffdrucks (Soll-Kraftstoffdrucks) und dergleichen. Das heißt, die ECU 27 enthält eine Pumpensteuereinheit, die die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 steuert, und eine Injektor-Steuereinheit, die den Injektor 24 steuert.
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Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 enthält einen Kolben 2, einen Mechanismus 9 zur Verringerung der Druckpulsation, einen elektromagnetischen Ansaugventil-Mechanismus 300, bei dem es sich um einen Mechanismus zur Veränderung der Kapazität handelt, einen Überdruckventil-Mechanismus 200 und einen Auslassventil-Mechanismus 8. Kraftstoff, der von dem Niederdruck-Kraftstoff-Ansaugport 10a einströmt, erreicht einen Ansaugport 31b des elektromagnetischen Ansaugventil-Mechanismus' 300 über den Mechanismus 9 zur Verringerung der Druckpulsation und einen Niederdruck-Kraftstoffansaugkanal 10d.
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Kraftstoff, der in den elektromagnetischen Ansaugventil-Mechanismus 300 strömt, durchläuft ein Ansaugventil 30, fließt durch einen in dem Pumpenkörper 1 gebildeten Ansaugkanal 1a und strömt dann in eine Druckkammer 11. Der Pumpenkörper 1 hält den Kolben 2 gleitend. Der Kolben 2 bewegt sich hin und her, wenn Kraft durch einen Nocken 93 (siehe 2) eines Motors übertragen wird. Ein Endteil des Kolbens 2 ist in die Druckkammer 11 eingesetzt, so dass das Volumen der Druckkammer 11 vergrößert oder verkleinert wird.
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In der Druckkammer 11 wird in einem Abwärtstakt des Kolbens 2 Kraftstoff von dem elektromagnetischen Ansaugventil-Mechanismus 300 angesaugt und Kraftstoff wird in einem Aufwärtstakt des Kolbens 2 unter Druck gesetzt. Wenn ein Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 einen eingestellten Wert übersteigt, wird ein Auslassventilmechanismus 8 geöffnet und Hochdruckkraftstoff wird durch einen Auslassport einer Auslassverbindung 12 in das Common Rail 23 druckzugeführt. Die Kraftstoffabgabe durch die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 wird durch Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Ansaugventil-Mechanismus' 300 betrieben. Das Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Ansaugventil-Mechanismus' 300 wird durch die ECU 27 gesteuert.
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In einem Fall, in dem aufgrund eines Ausfalls des Injektors 24 oder dergleichen, wenn ein Differenzdruck zwischen einem Kraftstoff-Auslassanschluss (siehe 2) der Auslassverbindung 12, die mit dem Common Rail 23 kommuniziert, und der Druckkammer 11 gleich oder größer als ein Ventilöffnungsdruck (vorgegebener Wert) des Überdruckventil-Mechanismus' 200 wird, ein anormal hoher Druck in dem Common Rail 23 oder dergleichen erzeugt wird, öffnet sich der Überdruckventil-Mechanismus 200. Durch das Obige wird Kraftstoff mit einem anormal hohen Druck durch den Überdruckventil-Mechanismus 200 in die Druckkammer 11 zurückgeführt. Infolgedessen werden Leitungen wie etwa das Common Rail 23 geschützt.
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[Hochdruck-Kraftstoffpumpe]
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Nachfolgend wird eine Konfiguration der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben.
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2 ist eine Längsschnittansicht (Teil 1) der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 in einem Querschnitt orthogonal zu der horizontalen Richtung gesehen. 3 ist eine horizontale Querschnittsansicht der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 in einem Querschnitt orthogonal zu der vertikalen Richtung gesehen. 4 ist eine Längsschnittansicht (Teil 2) der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 in einem Querschnitt orthogonal zu der horizontalen Richtung gesehen.
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Wie in den 2 und 3 dargestellt, ist der Pumpenkörper 1 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 mit dem oben beschriebenen Ansaugkanal 1a und einem Befestigungsflansch 1e (siehe 3) versehen. Der Befestigungsflansch 1e steht in engem Kontakt mit einem Kraftstoffpumpen-Befestigungsteil 90 eines Motors (Verbrennungsmotors) und wird durch mehrere Bolzen (Schrauben) (nicht dargestellt) befestigt. Das heißt, die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 ist durch den Befestigungsflansch 1e an dem Kraftstoffpumpen-Befestigungsteil 90 befestigt.
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Wie in 2 dargestellt, ist zwischen dem Kraftstoffpumpen-Befestigungsteil 90 und dem Pumpenkörper 1 ein O-Ring 61 eingefügt. Der O-Ring 61 verhindert, dass Motoröl zwischen dem Kraftstoffpumpen-Befestigungsteil 90 und dem Pumpenkörper 1 zur Außenseite eines Motors (Verbrennungsmotor) entweicht.
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Ferner ist an dem Pumpenkörper 1 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 ein Zylinder 6 angebracht, der die Hin- und Herbewegung des Kolbens 2 führt. Der Zylinder 6 ist in einer rohrförmigen Gestalt gebildet und ist in den Pumpenkörper 1 an der äußeren Umfangsseite des Zylinders 6 eingepresst. Der Pumpenkörper 1 und der Zylinder 6 bilden die Druckkammer 11 zusammen mit dem elektromagnetischen Ansaugventil-Mechanismus 300, dem Kolben 2 und dem Auslassventilmechanismus 8 (siehe 3).
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Der Pumpenkörper 1 ist mit einem Befestigungsteil 1c versehen, das mit einem mittleren Teil in einer axialen Richtung des Zylinders 6 in Eingriff steht. Der Befestigungsteil 1c ist so gebildet, dass er plastisch verformbar ist. Der Befestigungsteil 1c drückt den Zylinder 6 nach oben (nach oben in 2). Eine obere Endfläche (eine Endfläche) des Zylinders 6 liegt an den Pumpenkörper 1 an. Infolgedessen entweicht ein in der Druckkammer 11 unter Druck gebrachter Kraftstoff nicht zwischen der oberen Endfläche des Zylinders 6 und dem Pumpenkörper 1.
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An einem unteren Ende des Kolbens 2 ist ein Stößel 92 vorgesehen. Der Stößel 92 wandelt die Drehbewegung des an einer Nockenwelle eines Motors angebrachten Nockens 93 in eine vertikale Bewegung um und überträgt die vertikale Bewegung an den Kolben 2. Der Kolben 2 wird durch eine Feder 4 über eine Halterung 15 zur Seite des Nockens 93 hin vorgespannt und ist mit dem Stößel 92 druckverbunden. Der Kolben 2 bewegt sich zusammen mit dem Stößel 92 hin und her, um das Volumen der Druckkammer 11 zu verändern. Man beachte, dass eine detaillierte Konfiguration der Halterung 15 später beschrieben wird.
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Weiterhin ist zwischen dem Zylinder 6 und der Halterung 15 ein Dichtungshalter 7 angeordnet. Der Dichtungshalter 7 ist in einer rohrförmigen Form, in die der Kolben 2 eingesetzt wird, gebildet. An einem oberen Endteil des Dichtungshalters 7 auf der Seite des Zylinders 6 ist eine Hilfskammer 7a gebildet. Andererseits hält ein unterer Endteil des Dichtungshalters 7 auf der Seite der Halterung 15 eine Kolbendichtung 13.
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Die Kolbendichtung 13 steht mit einem Außenumfang des Kolbens 2 gleitend in Kontakt. Wenn sich der Kolben 2 hin- und her bewegt, dichtet die Kolbendichtung 13 Kraftstoff in der Hilfskammer 7a ab, so dass Kraftstoff in der Hilfskammer 7a nicht in einen Motor fließt. Weiterhin verhindert die Kolbendichtung 13, dass Schmieröl (einschließlich Motoröl), das einen gleitenden Teil in einem Motor schmiert, in den Pumpenkörper 1 fließt.
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In 2 bewegt sich der Kolben 2 in der vertikalen Richtung hin und her. Wenn sich der Kolben 2 nach unten bewegt, vergrößert sich das Volumen der Druckkammer 11, und wenn sich der Kolben 2 nach oben bewegt, verkleinert sich das Volumen der Druckkammer 11. 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 her bewegt.
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Der Kolben 2 hat einen Teil 2a mit großem Durchmesser und einen Teil 2b mit kleinem Durchmesser. Wenn sich der Kolben 2 hin und her bewegt, befinden sich der Teil 2a mit großem Durchmesser und der Teil 2b mit kleinem Durchmesser in der Hilfskammer 7a. Daher vergrößert oder verkleinert sich das Volumen der Hilfskammer 7a durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens 2.
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Die Hilfskammer 7a kommuniziert mit einer Niederdruck-Kraftstoffkammer 10 über einen Kraftstoffkanal 10e (siehe die 3 und 4). Wenn sich der Kolben 2 nach unten bewegt, fließt Kraftstoff von der Hilfskammer 7a in die Niederdruck-Kraftstoffkammer 10, und wenn sich der Kolben 2 nach oben bewegt, fließt Kraftstoff von der Niederdruck-Kraftstoffkammer 10 in die Hilfskammer 7a. Durch das Obige kann eine Kraftstoffdurchflussrate in die und aus der Pumpe in einem Ansaugtakt oder einem Rücktakt der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 verringert werden, und eine in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 erzeugte Druckpulsation kann verringert werden.
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Weiterhin ist der Pumpenkörper 1 mit einem Überdruckventil-Mechanismus 200, der mit der Druckkammer 11 kommuniziert, versehen. Der Überdruckventil-Mechanismus 200 enthält ein Sitzelement 201, ein Überdruckventil 202, einen Überdruckventilhalter 203, eine Entlastungsfeder 204 und ein Federstützelement 205.
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Das Sitzelement 201 enthält die Entlastungsfeder 204 und bildet eine Überdruckventilkammer. Ein Endteil der Entlastungsfeder 204 steht mit dem Federstützelement 205 in Kontakt und der andere Endteil steht mit dem Überdruckventilhalter 203 in Kontakt. Der Überdruckventilhalter 203 steht mit dem Überdruckventil 202 in Eingriff. Eine Vorspannkraft der Entlastungsfeder 204 wirkt über den Überdruckventilhalter 203 auf das Überdruckventil 202.
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Das Überdruckventil 202 wird durch die Vorspannkraft der Entlastungsfeder 204 gepresst, um einen Kraftstoffkanal des Sitzelements 201 zu schließen. Der Kraftstoffkanal des Sitzelements 201 kommuniziert mit einem Auslasskanal 12b (siehe 3). Die Bewegung des Kraftstoffs zwischen der Druckkammer 11 (stromaufwärts) und dem Sitzelement 201 (stromabwärts) wird blockiert, wenn das Überdruckventil 202 mit dem Sitzelement 201 in Kontakt (engem Kontakt) steht.
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Wenn der Druck im Common Rail 23 oder in einem Element jenseits des Common Rail ansteigt, drückt der Kraftstoff auf der Seite des Sitzelements 201 auf das Überdruckventil 202, um das Überdruckventil 202 gegen die Vorspannkraft der Entlastungsfeder 204 zu bewegen. Infolgedessen wird das Überdruckventil 202 geöffnet und der Kraftstoff im Auslasskanal 12b kehrt durch einen Kraftstoffkanal 200a des Sitzelements 201 in die Druckkammer 11 zurück. Daher wird ein Druck zum Öffnen des Überdruckventils 202 durch die Vorspannkraft der Entlastungsfeder 204 bestimmt.
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Man beachte, dass der Überdruckventil-Mechanismus 200 der vorliegenden Ausführungsform mit der Druckkammer 11 kommuniziert, aber nicht auf diese Konfiguration beschränkt ist und zum Beispiel mit einem Niederdruckkanal kommunizieren kann.
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Wie in den 3 und 4 dargestellt, ist der Ansaugstutzen 51 an einem seitlichen Oberflächenteil des Pumpenkörpers 1 angebracht. Der Ansaugstutzen 51 ist mit der Kraftstoffleitung 28 (siehe 1), durch die aus dem Kraftstofftank 20 zugeführter Kraftstoff fließt, verbunden. Der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 20 wird dem Inneren der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 von dem Ansaugstutzen 51 zugeführt.
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Der Ansaugstutzen 51 besitzt einen Ansaugströmungspfad 52, der mit dem mit der Kraftstoffleitung 28 verbundenen Niederdruck-Kraftstoffansaugport 10a kommuniziert. Kraftstoff, der den Ansaugströmungspfad 52 des Ansaugstutzens 51 durchläuft, erreicht den Ansaugkanal 31b (siehe 2) des elektromagnetischen Ansaugventil-Mechanismus' 300 über den Mechanismus 9 zur Verringerung der Druckpulsation und den in der Niederdruck-Kraftstoffkammer 10 vorgesehenen Niederdruck-Kraftstoffansaugkanal 10d (siehe 2). Ein Ansaugfilter ist in einem Kraftstoffkanal, der mit dem Ansaugströmungspfad 52 des Ansaugstutzens 51 kommuniziert, angeordnet. Der Ansaugfilter entfernt einen in dem Kraftstoff vorhandenen Fremdstoff und verhindert, dass der Fremdstoff in die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 gelangt.
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Wie in den 2 und 4 dargestellt, ist der Pumpenkörper 1 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 mit einer Niederdruck-Kraftstoffkammer (Dämpferkammer) 10 versehen. Die Niederdruck-Kraftstoffkammer 10 ist mit einer Dämpferabdeckung 14 abgedeckt. Die Dämpferabdeckung 14 ist zum Beispiel in einer rohrförmigen Form (becherförmig) und mit einer Seite geschlossen gebildet.
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Wie in 2 dargestellt, ist die Niederdruck-Kraftstoffkammer 10 durch den Mechanismus 9 zur Verringerung der Druckpulsation vertikal in einen oberen Dämpferteil (10b) und einen unteren Dämpferteil (10c) unterteilt. Wenn in die Druckkammer 11 strömender Kraftstoff durch den elektromagnetischen Ansaugventil-Mechanismus 300 in einem Zustand mit offenem Ventil wieder in den Niederdruck-Kraftstoffansaugkanal 10d (siehe 2) zurückgeführt wird, wird in der Niederdruck-Kraftstoffkammer 10 eine Pulsation erzeugt. Der Mechanismus 9 zur Verringerung der Druckpulsation verringert die Ausbreitung der in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 erzeugten Druckpulsation auf die Kraftstoffleitung 28.
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Als nächstes wird der elektromagnetische Ansaugventil-Mechanismus 300 beschrieben.
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Der elektromagnetische Ansaugventil-Mechanismus 300 ist in ein in dem Pumpenkörper 1 gebildetes seitliches Loch eingesetzt. Der elektromagnetische Ansaugventil-Mechanismus 300 enthält einen Ansaugventilsitz 31, der in das in dem Pumpenkörper 1 gebildete seitliche Loch eingepresst ist, das Ansaugventil 30, eine Ansaugventil-Vorspannfeder 33, eine Stange 35, einen beweglichen Kern 36, eine Stangen-Vorspannfeder 40 und eine elektromagnetische Spule (Solenoid) 43.
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Der Ansaugventilsitz 31 ist in einer röhrenförmigen Form gebildet, und an einem inneren Umfangsabschnitt ist ein Sitzabschnitt vorgesehen. Weiterhin ist in dem Ansaugventilsitz 31 der Ansaugport 31b, der einen inneren Umfangsabschnitt von einem äußeren Umfangsabschnitt erreicht, gebildet. Der Ansaugport 31b kommuniziert mit dem Niederdruck-Kraftstoffansaugkanal 10d in der oben beschriebenen Niederdruck-Kraftstoffkammer 10.
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Ein Anschlag 32, der dem Sitzabschnitt des Ansaugventilsitzes 31 zugewandt ist, ist in dem in dem Pumpenkörper 1 gebildeten seitlichen Loch angeordnet. Dann ist das Ansaugventil 30 zwischen dem Anschlag 32 und dem Sitzabschnitt angeordnet. Weiterhin ist die Ansaugventil-Vorspannfeder 33 zwischen dem Anschlag 32 und dem Ansaugventil 30 angeordnet. Die Ansaugventil-Vorspannfeder 33 spannt das Ansaugventil 30 zu der Seite des Sitzabschnitts hin vor.
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Das Ansaugventil 30 liegt an dem Sitzabschnitt an, um einen kommunizierenden Teil zwischen dem Ansaugport 31b und der Druckkammer 11 zu schließen. Durch das Obige befindet sich der elektromagnetische Ansaugventil-Mechanismus 300 in einem Zustand mit geschlossenem Venttil. Andererseits liegt das Ansaugventil 30 an dem Anschlag 32 an, um den kommunizierenden Teil zwischen dem Ansaugport 31b und der Druckkammer 11 zu öffnen. Durch das Obige befindet sich der elektromagnetische Ansaugventil-Mechanismus 300 in einem Zustand mit offenem Ventil.
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Die Stange 35 dringt in den Ansaugventilsitz 31 ein. Ein Ende der Stange 35 liegt an dem Ansaugventil 30 an. Die Stangen-Vorspannfeder 40 spannt das Ansaugventil 30 über die Stange 35 in einer Ventilöffnungsrichtung, die die Seite des Anschlags 32 ist, vor. Ein Ende der Stangen-Vorspannfeder 40 steht mit einem Flanschteil, der an einem äußeren Umfangsabschnitt der Stange 35 vorgesehen ist, in Eingriff. Das andere Ende der Stangen-Vorspannfeder 40 steht mit einem Magnetkern 39, der so angeordnet ist, dass er die Stangen-Vorspannfeder 40 umgibt, in Eingriff.
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Der bewegliche Kern 36 ist einer Endfläche des Magnetkerns 39 zugewandt. Der bewegliche Kern 36 steht mit einem Flanschteil, der an einem äußeren Umfangsabschnitt der Stange 35 vorgesehen ist, in Eingriff. Weiterhin liegt ein Ende einer Ein-Aus-Ventil-Vorspannfeder an der dem Magnetkern 39 gegenüberliegenden Seite des beweglichen Kerns 36 an. Das andere Ende der Ein-Aus-Ventil-Vorspannfeder liegt an dem Ansaugventilsitz 31 an. Weiterhin spannt die Ein-Aus-Ventil-Vorspannfeder den beweglichen Kern 36 zu der Seite des Flanschteils der Stange 35 vor. Ein Bewegungsausmaß des beweglichen Kerns 36 ist so eingestellt, dass es größer ist als ein Bewegungsausmaß des Ansaugventils 30. Durch das Obige kann das Ansaugventil 30 zuverlässig veranlasst werden, an dem Sitzabschnitt anzuliegen (sitzend), und der elektromagnetische Ansaugventil-Mechanismus 300 kann zuverlässig in einen geschlossenen Zustand gebracht werden.
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Die elektromagnetische Spule 43 ist um den Magnetkern 39 herum angeordnet. Ein Anschlusselement 46 ist elektrisch mit der elektromagnetischen Spule 43 verbunden, und durch das Anschlusselement 46 fließt Strom. In einem nicht erregten Zustand, in dem kein Strom durch die elektromagnetische Spule 43 fließt, wird die Stange 35 durch eine Vorspannkraft der Stangen-Vorspannfeder 40 in einer Ventilöffnungsrichtung vorgespannt und drückt das Ansaugventil 30 in die Ventilöffnungsrichtung. Infolgedessen wird das Ansaugventil 30 von dem Sitzabschnitt getrennt und liegt an dem Anschlag 32 an, und der elektromagnetische Ansaugventil-Mechanismus 300 befindet sich in einem Zustand mit offenem Ventil. Das heißt, der elektromagnetische Ansaugventil-Mechanismus 300 ist von einem normal geöffneten Typ, der in einem nicht-erregten Zustand öffnet.
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In einem Zustand mit offenem Ventil des elektromagnetischen Ansaugventil-Mechanismus' 300 fließt Kraftstoff in dem Ansaugport 31b zwischen dem Ansaugventil 30 und dem Sitzabschnitt, durchläuft mehrere Kraftstoffkanallöcher (nicht dargestellt) des Anschlags 32 und den Ansaugkanal 1a und strömt in die Druckkammer 11. Im Zustand mit offenem Ventil des elektromagnetischen Ansaugventil-Mechanismus' 300 gelangt das Ansaugventil 30 mit dem Anschlag 32 in Kontakt, so dass die Position des Ansaugventils 30 in der Ventilöffnungsrichtung eingeschränkt ist. Dann, im offenen Zustand des Ventils des elektromagnetischen Ansaugventil-Mechanismus' 300, ist ein zwischen dem Ansaugventil 30 und dem Sitzabschnitt vorhandener Spalt ein beweglicher Bereich des Ansaugventils 30, der ein Ventilöffnungshub ist.
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Wenn ein Steuersignal von der ECU 27 an den elektromagnetischen Ansaugventil-Mechanismus 300 angelegt wird, fließt Strom über das Anschlusselement 46 zu der elektromagnetischen Spule 43. Wenn Strom durch die elektromagnetische Spule 43 fließt, wird der bewegliche Kern 36 durch eine magnetische Anziehungskraft des Magnetkerns 39 an einer magnetischen Anziehungsfläche in eine Ventilschließrichtung gezogen.
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Wenn der bewegliche Kern 36 zu dem Magnetkern 39 angezogen wird und sich bewegt, wird der Flanschteil der Stange 35 mit dem beweglichen Kern 36 in Eingriff gebracht und die Stange 35 bewegt sich in die Ventilschließrichtung. Das Ansaugventil 30 bewegt sich um einen Spalt des Ventilöffnungshubs in die Ventilöffnungsrichtung (Richtung von dem Sitzabschnitt weg) zusammen mit der Bewegung der Stange 35, um sich in dem Zustand mit offenem Ventil zu befinden, und Kraftstoff wird der Druckkammer 11 von dem Niederdruck-Kraftstoffansaugkanal 10d zugeführt.
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Weiterhin stoppt das Ansaugventil 30 die Bewegung, indem es mit dem Anschlag 32, der in ein Gehäuse des elektromagnetischen Ansaugventil-Mechanismus' 300 eingepresst und darin befestigt ist, kollidiert. Die Stange 35 und das Ansaugventil 30 sind separate und unabhängige Strukturen. Das Ansaugventil 30 gelangt in Kontakt mit dem Sitzabschnitt des Ansaugventilsitzes 31, der auf der Ansaugseite angeordnet ist, um einen Strömungspfad zu der Druckkammer 11 zu schließen, und wird von dem Sitzabschnitt des Ansaugventilsitzes 31 getrennt, um den Strömungspfad zu der Druckkammer 11 zu öffnen.
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Als nächstes wird der Auslassventilmechanismus 8 beschrieben.
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Wie in 3 dargestellt, ist der Auslassventilmechanismus 8 mit der Auslassseite der Druckkammer 11 verbunden. Der Auslassventilmechanismus 8 enthält ein Auslassventilsitzelement 8a und ein Auslassventil 8b, das mit dem Auslassventilsitzelement 8a in Kontakt gelangt und von diesem getrennt ist. Weiterhin enthält der Auslassventilmechanismus 8 eine Auslassventilfeder 8c, die das Auslassventil 8b zu der Seite des Auslassventilsitzelements 8a hin vorspannt, einen Stöpsel 8d und einen Auslassventil-Anschlag 8e, der einen Hub (Bewegungsabstand) des Auslassventils 8b bestimmt.
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Das Auslassventilsitzelement 8a, das Auslassventil 8b, die Auslassventilfeder 8c und der Auslassventil-Anschlag 8e sind in einer in dem Pumpenkörper 1 gebildeten Auslassventilkammer 12a untergebracht. Die Auslassventilkammer 12a ist ein im Wesentlichen säulenförmiger Raum, der sich in der horizontalen Richtung erstreckt. Ein Ende der Auslassventilkammer 12a kommuniziert mit der Druckkammer 11 über einen Kraftstoffkanal. Das andere Ende der Auslassventilkammer 12a öffnet sich zu einer seitlichen Oberfläche des Pumpenkörpers 1. Der Stöpsel 8d ist an dem anderen Endteil der Auslassventilkammer 12a angebracht, zum Beispiel durch Schweißen an einem geschweißten Teil 401. Aus diesem Grund wird eine Öffnung des anderen Endteils der Auslassventilkammer 12a durch den Stöpsel 8d abgedichtet.
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Weiterhin ist die Auslassverbindung 12 durch den geschweißten Teil 401 mit dem Pumpenkörper 1 verbunden. Die Auslassverbindung 12 besitzt einen Kraftstoffauslassport 12c. Der Kraftstoffauslassport 12c kommuniziert mit der Auslassventilkammer 12a über den Auslasskanal 12b, der sich in der horizontalen Richtung innerhalb des Pumpenkörpers 1 erstreckt. Weiterhin ist der Kraftstoffauslassport 12c der Auslassverbindung 12 mit dem Common Rail 23 verbunden.
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In einem Zustand, in dem ein Kraftstoffdruck der Druckkammer 11 niedriger ist als ein Kraftstoffdruck der Auslassventilkammer 12a, wird das Auslassventil 8b durch einen auf das Auslassventil 8b wirkenden Differenzdruck und eine Vorspannkraft der Auslassventilfeder 8c gegen das Auslassventilsitzelement 8a gedrückt. Infolgedessen gelangt der Auslassventilmechanismus 8 in einen Zustand mit geschlossenem Ventil. Wenn andererseits ein Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 größer wird als ein Kraftstoffdruck in der Auslassventilkammer 12a und ein auf das Auslassventil 8b wirkender Differenzdruck größer wird als eine Vorspannkraft der Auslassventilfeder 8c, wird das Auslassventil 8b durch den Kraftstoff gedrückt und von dem Auslassventilsitzelement 8a getrennt. Infolgedessen gelangt der Auslassventilmechanismus 8 in einen Zustand mit offenem Ventil.
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Wenn der Auslassventilmechanismus 8 einen Auf-Zu-Ventilbetrieb durchführt, wird Kraftstoff in die Auslassventilkammer 12a hinein und aus ihr heraus befördert. Anschließend wird Kraftstoff, der der Auslassventilkammer 12a entnommen wird, von dem Auslassventilmechanismus 8 in den Auslasskanal 12b abgelassen. Infolgedessen wird der Hochdruckkraftstoff in der Druckkammer 11 über die Auslassventilkammer 12a, den Auslasskanal 12b und den Kraftstoffauslassport 12c der Auslassverbindung 12 in das Common Rail 23 (siehe 1) ausgelassen. Mit der obigen Konfiguration funktioniert der Auslassventilmechanismus 8 als Rückschlagventil, das die Strömungsrichtung des Kraftstoffs einschränkt.
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Man beachte, dass eine detaillierte Konfiguration der Auslassventilfeder 8c später beschrieben wird.
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[Betrieb der Kraftstoffpumpe]
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Als nächstes wird die Funktionsweise der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
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In einem Fall, in dem sich der in 1 dargestellte Kolben 2 nach unten bewegt und der elektromagnetische Ansaugventil-Mechanismus 300 geöffnet ist, fließt Kraftstoff von dem Ansaugkanal 1a in die Druckkammer 11. Im Folgenden wird ein Takt, in dem sich der Kolben 2 nach unten bewegt, als Ansaugtakt bezeichnet. Andererseit wird in einem Fall, in dem sich der Kolben 2 nach oben bewegt und der elektromagnetische Ansaugventil-Mechanismus 300 geschlossen ist, der Druck des Kraftstoffs in der Druckkammer 11 erhöht, der Kraftstoff strömt durch den Auslassventilmechanismus 8 und wird durch Druck in das Common Rail 23 eingespeist (siehe 1). Im Folgenden wird ein Takt, bei dem sich der Kolben 2 nach oben bewegt, als Kompressionstakt bezeichnet.
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Wenn der elektromagnetische Ansaugventil-Mechanismus 300, wie oben beschrieben, während des Kompressionstakts geschlossen ist, wird der während des Ansaugtakts in die Druckkammer 11 angesaugte Kraftstoff unter Druck gesetzt und zur Seite des Common Rail 23 ausgelassen. Wenn der elektromagnetische Ansaugventil-Mechanismus 300 andererseits während des Kompressionstakts geöffnet ist, wird Kraftstoff in der Druckkammer 11 zur Seite des Ansaugkanals 1a zurückgedrückt und wird nicht zur Seite des Common Rail 23 ausgelassen. Wie oben beschrieben, wird das Auslassen von Kraftstoff durch die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 durch Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Ansaugventil-Mechanismus' 300 gesteuert. Dann wird das Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Ansaugventil-Mechanismus' 300 durch die ECU 27 gesteuert.
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Im Ansaugtakt vergrößert sich das Volumen der Druckkammer 11, und der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 nimmt ab. Wenn in diesem Ansaugtakt ein Kraftstoffdruck in der Druckkammer 11 niedriger wird als ein Druck in dem Ansaugport 31b (siehe 2) und eine Vorspannkraft aufgrund eines Differenzdrucks zwischen ihnen eine Vorspannkraft durch die Ansaugventil-Vorspannfeder 33 übersteigt, wird das Ansaugventil 30 von dem Sitzabschnitt getrennt, und der elektromagnetische Ansaugventil-Mechanismus 300 wird in einen Zustand mit offenem Ventil versetzt. Infolgedessen gelangt Kraftstoff zwischen das Ansaugventil 30 und den Sitzabschnitt und fließt durch mehrere in dem Anschlag 32 vorgesehene Durchgangslöcher in die Druckkammer 11.
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Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 vollzieht nach dem Beenden des Ansaugtakts einen Übergang zu dem Kompressionstakt. Zu dieser Zeit bleibt die elektromagnetische Spule 43 in einem nicht-erregten Zustand, und es wirkt keine magnetische Anziehungskraft zwischen dem beweglichen Kern 36 und dem Magnetkern 39. Die Stangen-Vorspannfeder 40 ist so eingestellt, dass sie eine Vorspannkraft besitzt, die notwendig und ausreichend ist, um das Ansaugventil 30 bei einer von dem Sitzabschnitt getrennten offenen Position des Ventils im nicht-erregten Zustand zu halten.
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Wenn sich der Kolben 2 in diesem Zustand nach oben bewegt, bleibt die Stange 35 in der offenen Position des Ventils, so dass das durch die Stange 35 vorgespannte Ansaugventil 30 ebenfalls in der offenen Position des Ventils bleibt. Daher verringert sich das Volumen der Druckkammer 11 mit der Aufwärtsbewegung des Kolbens 2, aber in diesem Zustand wird ein einmal in die Druckkammer 11 gesaugter Kraftstoff durch den elektromagnetischen Ansaugventil-Mechanismus 300 im geöffneten Zustand des Ventils wieder in den Niederdruck-Kraftstoffansaugkanal 10d zurückgeführt, und der Druck in der Druckkammer 11 nimmt nicht zu. Dieser Takt wird als Rücktakt bezeichnet.
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Wenn im Rücktakt ein Steuersignal von der ECU 27 (siehe 1) an den elektromagnetischen Ansaugventil-Mechanismus 300 angelegt wird, fließt über das Anschlusselement 46 Strom zu der elektromagnetischen Spule 43. Wenn Strom zu der elektromagnetischen Spule 43 fließt, wirkt eine magnetische Anziehungskraft auf die magnetischen Anziehungsflächen S des Magnetkerns 39 und des beweglichen Kerns 36, und der bewegliche Kern 36 wird zu dem Magnetkern 39 angezogen. Wenn dann die magnetische Anziehungskraft größer wird als die Vorspannkraft der Stangen-Vorspannfeder 40, bewegt sich der bewegliche Kern 36 gegen die Vorspannkraft der Stangen-Vorspannfeder 40 zu der Seite des Magnetkerns 39, und die Stange 35, die mit dem beweglichen Kern 36 in Eingriff steht, bewegt sich in eine Richtung weg von dem Ansaugventil 30. Infolgedessen wird das Ansaugventil 30 durch eine Vorspannkraft der Ansaugventil-Vorspannfeder 33 und eine Fluidkraft, die durch den in den Niederdruck-Kraftstoffansaugkanal 10d fließenden Kraftstoff verursacht wird, auf dem Sitzabschnitt aufgesetzt, und der elektromagnetische Ansaugventil-Mechanismus 300 geht in den geschlossenen Zustand über.
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Nachdem sich der elektromagnetische Ansaugventil-Mechanismus 300 im geschlossenen Zustand des Ventils befindet, wird der Kraftstoff in der Druckkammer 11 unter Druck gesetzt, wenn sich der Kolben 2 nach oben bewegt, und wenn der Druck gleich oder größer als der Druck des Kraftstoffauslassports 12c wird, tritt der Kraftstoff durch den Auslassventilmechanismus 8 und wird in das Common Rail 23 (siehe 1) ausgelassen. Dieser Takt wird als Auslasstakt bezeichnet. Das heißt, der Kompressionstakt zwischen dem unteren Totpunkt und dem oberen Totpunkt des Kolbens 2 beinhaltet den Rücktakt und den Auslasstakt. Dann kann eine Menge an auszulassendem Hochdruckkraftstoff gesteuert werden, indem ein Zeitablauf des Erregens der elektromagnetischen Spule 43 des elektromagnetischen Ansaugventil-Mechanismus' 300 gesteuert wird.
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Wenn der Zeitablauf des Erregens der elektromagnetischen Spule 43 früher vorgenommen wird, wird der Anteil des Rücktakts während des Kompressionstakts kleiner und der Anteil des Auslasstakts wird größer. Infolgedessen nimmt die Menge des in den Niederdruck-Kraftstoffansaugkanal 10d zurückgeführten Kraftstoffs ab, und die Menge des mit einem hohen Druck ausgelassenen Kraftstoffs nimmt zu. Wenn andererseits der Zeitablauf des Erregens der elektromagnetischen Spule 43 verzögert wird, wird der Anteil des Rücktakts während des Kompressionstakts größer und der Anteil des Auslasstakts wird kleiner. Infolgedessen erhöht sich die Menge des in den Niederdruck-Kraftstoffansaugkanal 10d zurückgeführten Kraftstoffs, und die Menge des mit einem hohen Druck ausgelassenen Kraftstoffs nimmt ab. Wie oben beschrieben, kann durch Steuern des Zeitablaufs des Erregens der elektromagnetischen Spule 43 die Menge des mit hohem Druck ausgelassenen Kraftstoffs auf eine durch einen Motor (Verbrennungsmotor) benötigte Menge gesteuert werden.
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2. Konfiguration der Halterung
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Als nächstes wird eine detaillierte Konfiguration der Halterung 15 unter Bezugnahme auf die 5 bis 12A beschrieben.
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5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Halterung 15 und des Kolbens 2, und 6 ist eine perspektivische Ansicht der Halterung 15. 7 ist ein Grundriss der Halterung 15, und 8 ist eine Vorderansicht der Halterung 15.
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Hier ist, wie in 5 dargestellt, an einem unteren Endteil 2c in einer axialen Richtung des Kolbens 2 ein eingeschnürter Teil 2d gebildet. Der untere Endteil 2c liegt an dem Stößel 92 an. Der eingeschnürte Teil 2d ist näher an dem Teil 2b mit kleinem Durchmesser gebildet als der untere Endteil 2c. Ein Durchmesser des eingeschnürten Teils 2d ist kleiner als ein Durchmesser des unteren Endteils 2c. Die Halterung 15 ist an dem unteren Endteil 2c des Kolbens 2 angebracht.
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Wie in 6 dargestellt, enthält die Halterung 15 einen flachen Teil 16, der im Wesentlichen scheibenförmig gebildet ist, einen gestuften Teil 17 und ein Flanschteil 18. Der gestufte Teil 17 ist durchgehend von einem äußeren Randabschnitt des flachen Teils 16 an der Außenseite in einer radialen Richtung gebildet. Der gestufte Teil 17 ist von einem äußeren Randabschnitt des flachen Teils 16 im wesentlichen senkrecht gebogen. Der Flanschteil 18 ist durchgehend an einem Endteil des gestuften Teils 17 auf der dem flachen Teil 16 entgegengesetzten Seite vorgesehen. Der flache Teil 16 und der Flanschteil 18 sind durch den gestuften Teil 17 verbunden. Der Flanschteil 18 ist von dem gestuften Teil 17 im Wesentlichen senkrecht gebogen. Dann sind der Flanschteil 18 und der flache Teil 16 im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet.
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Wie in 5 dargestellt, wird ein unterer Endteil der Feder 4 auf dem Flanschteil 18 platziert. Dann werden der flache Teil 16 und der gestufte Teil 17 in die Feder 4 eingesetzt. Zu dieser Zeit ist der gestufte Teil 17 einer inneren Umfangswand der Feder 4 zugewandt.
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Weiterhin ist an der Halterung 15 ein an dem unteren Endteil 2c des Kolbens 2 anzubringender Befestigungsteil 19 gebildet. Der Befestigungsteil 19 wird durch kontinuierliches Einkerben von einem äußeren Randabschnitt des Flanschteils 18 zu einem mittleren Teil des flachen Teils 16 gebildet. Der Befestigungsteil 19 enthält einen Eingriffsteil 19a, einen Führungsteil 19b und einen Verbindungsteil 19c, der den Eingriffsteil 19a und den Führungsteil 19b miteinander verbindet.
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Der Eingriffsteil 19a ist von einem äußeren Randabschnitt zu einem mittleren Teil des flachen Teils 16 durchgehend linear gebildet. Eine Breite einer Öffnung des Eingriffsteils 19a ist kleiner als der Durchmesser des unteren Endteils 2c des Kolbens 2. Der eingeschnürte Teil 2d des Kolbens 2 steht mit dem Eingriffsteil 19a in Eingriff. Der Verbindungsteil 19c ist von einem äußeren Randabschnitt des flachen Teils 16 in dem Eingriffsteil 19a durchgehend gebildet. Wie in den 7 und 8 dargestellt, ist der Verbindungsteil 19c in Bezug auf einen linearen Teil des Eingriffsteils 19a in Richtung eines mittleren Teils des flachen Teils 16 in einem rechten Winkel gebildet. Dann ist der Verbindungsteil 19c auf dem flachen Teil 16, der mit dem Eingriffsteil 19a bündig ist, gebildet.
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Der Führungsteil 19b ist von einem äußeren Randabschnitt des Flanschteils 18 bis zu einem Teil des gestuften Teils 17 durchgehend gebildet und schließt mit dem Verbindungsteil 19c ab. Dann führt der Führungsteil 19b den eingeschnürten Teil 2d zu dem Eingriffsteil 19a, wenn die Halterung 15 auf dem Kolben 2 montiert ist. Weiterhin ist der Führungsteil 19b in einer konischen Form gebildet, wobei die Breite einer Öffnung des Führungsteils 19b von dem gestuften Teil 17 zu einem äußeren Randabschnitt des Flanschteils 18 hin zunimmt. Dann ist eine Breite der Öffnung des Führungsteils 19b so eingestellt, dass sie größer ist als der Durchmesser des unteren Endteils 2c des Kolbens 2.
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Man beachte, dass der Kolben 2 durch Bilden des Führungsteils 19b mit einer konischen Form reibungslos eingesetzt werden kann, wenn der Kolben 2 in den Befestigungsteil 19 der Halterung 15 eingesetzt wird. Man beachte, dass die vorliegende Erfindung trotz des beschriebenen Beispiels, bei dem der Führungsteil 19b in einer konischen Form gebildet ist, nicht auf diese Konfiguration beschränkt ist und der Führungsteil 19b auch in einer linearen Form gebildet sein kann. Zumindest muss die Breite der Öffnung des Führungsteils 19b nur größer sein als der Durchmesser des unteren Endteils 2c des Kolbens 2.
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Wie in 7 dargestellt, ist ein Durchmesser D1 eines Kreises, der durch einen Eckteil des Eingriffsteils 19a, das heißt, zwei Endteile Q2 des Eingriffsteils 19a auf der Seite des Verbindungsteils 19c und einem Punkt Q1 einer inneren Umfangswand der Feder 4, gebildet wird, an dem der Kolben 2 in Kontakt kommt, so gebildet ist, dass er kleiner als der Durchmesser des unteren Endteils 2c des Kolbens 2 ist. Durch das Obige kann ein Lösen des Eingriffs zwischen dem Eingriffsteil 19a und dem eingeschnürten Teil 2d des Kolbens 2 verhindert werden, und es kann verhindert werden, dass die Halterung 15 von dem Kolben 2 abfällt.
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Man beachte, dass, obwohl das Beispiel, bei dem der Verbindungsteil 19c in Bezug auf den Eingriffsteil 19a in einem rechten Winkel gebildet ist und an dem flachen Teil 16, der mit dem Eingriffsteil 19a bündig ist, gebildet ist, beschrieben ist, die vorliegende Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt ist und der Verbindungsteil 19c in einer konischen Form gebildet sein kann und bis zu dem Flanschteil 18 erweitert sein kann.
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Hier wird, wie durch die Linie A1 mit abwechselnd langen und kurzen Strichen in 7 angezeigt, ein Durchmesser D2 eines Kreises, der durch den Verbindungsteil 19c und eine innere Umfangswand der Feder 4 gebildet wird, in einem Fall, in dem der Verbindungsteil 19c in einer konischen Form gebildet ist, groß. Aus diesem Grund kann die Halterung 15 von dem Kolben 2 abfallen. Andererseits kann der Durchmesser D1 eines Kreises, der durch einen Eckteil des Eingriffsteils 19a und eine innere Umfangswand der Feder 4 gebildet wird, durch Bilden des Verbindungsteils 19c, der an einem Endteil des Eingriffsteils 19a gebildet wird, in einem rechten Winkel in Bezug auf den Eingriffsteil 19a verringert werden.
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Wie durch eine Linie B1 angedeutet, kann in einem Fall, in dem der Verbindungsteil 19c in einer konischen Form gebildet ist und sich bis zu dem gestuften Teil 17 und dem Flanschteil 18 erstreckt, der Durchmesser eines Kreises, der durch einen Eckteil des Eingriffsteils 19a und eine innere Umfangswand der Feder 4 gebildet wird, kleiner gemacht werden als der Durchmesser des unteren Endteils 2c. Allerdings wird die Breite der Öffnung des Führungsteils 19b klein, der untere Endteil 2c stört den Führungsteil 19b oder den Verbindungsteil 19c, die Montagefähigkeit wird verschlechtert oder die Halterung 15 kann nicht an dem Kolben 2 angebracht werden.
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Die 9 und 10 sind Diagramme, die einen Zustand, in dem die Halterung 15 an dem Kolben 2 angebracht ist, zeigen. Durch Bilden des Verbindungsteils 19c, der an einem Endteil des Eingriffsteils 19a unter einem rechten Winkel in Bezug auf den Eingriffsteil 19a gebildet ist, und durch Bilden des Verbindungsteils 19c auf demselben flachen Teil 16 wie der Eingriffsteil 19a, wie in 9 dargestellt, kann sichergestellt werden, dass die Breite der Öffnung des Führungsteils 19b ausreichend größer als der Durchmesser des unteren Endteils 2c ist. Durch das Obige kann der Kolben 2, wie in 10 dargestellt, aus einer zu der axialen Richtung orthogonalen seitlichen Richtung des Kolbens 2 in den Befestigungsteil 19 der Halterung 15 eingesetzt werden. Infolgedessen lässt sich die Halterung 15 leicht an dem Kolben 2 anbringen.
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Wie oben beschrieben, kann der Verbindungsteil 19c in einer konischen Form gebildet sein und sich bis zu dem Flanschteil 18 erstrecken, allerdings ist der Verbindungsteil 19c vorzugsweise in einem rechten Winkel in Bezug auf den Eingriffsteil 19a geformt und an dem flachen Teil 16, der mit dem Eingriffsteil 19a bündig ist, gebildet.
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11 ist eine Querschnittsansicht, die eine Beziehung zwischen einem Spalt zwischen der Halterung 15, dem Kolben 2 und der Feder 4 zeigt. Wie in 11 dargestellt, ist ein Spalt D3 zwischen dem unteren Endteil 2c des Kolbens 2 und einer inneren Umfangswand der Feder 4 ein Maß der Exzentrizität, die zwischen dem Kolben 2 und der Feder 4 erzeugt wird. Wenn der Kolben 2 an der Feder 4 anliegt, liegt die innere Umfangswand der Feder 4 außerdem an einer äußeren Umfangsfläche des gestuften Teils 17 der Halterung 15 an. Dann ist ein Spalt D4 zwischen der inneren Umfangswand der Feder 4 und der äußeren Umfangsfläche des gestuften Teils 17 der Halterung 15 das Maß der Exzentrizität der Halterung 15 in Bezug auf die Feder 4. Aus diesem Grund ist eine maximale Exzentrizität der Halterung 15 in Bezug auf den Kolben 2 eine Gesamtlänge des Spalts D3 und des Spalts D4.
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Die 12A und 12B sind Diagramme, die einen Zustand, in dem die Halterung 15 exzentrisch ist, zeigen.
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Wie in 12A dargestellt, ist eine Länge eines linearen Teils des Eingriffsteils 19a, das heißt, eine Länge D5 von einem mittleren Teil des flachen Teils 16 bis zu dem Verbindungsteil 19c, eine Länge, um die der Eingriffsteil 19a mit dem eingeschnürten Teil 2d in Eingriff gebracht werden kann. Die Länge D5 des Eingriffsteils 19a ist so eingestellt, dass sie länger ist als die Gesamtlänge des Spalts D3 und des Spalts D4. Aus diesem Grund liegt der Eingriffsteil 19a der Halterung 15, wie in den 12A und 12B dargestellt, an dem unteren Endteil 2c des Kolbens 2 an, wenn die Halterung 15 maximal exzentrisch ist. Dies ermöglicht es, zu verhindern, dass die Halterung 15 von dem Kolben 2 abfällt, auch bevor die Halterung 15 in dem Stößel 92 untergebracht ist.
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13 ist eine Längsschnittansicht, die ein weiteres Beispiel der Hochdruck-Kraftstoffpumpe zeigt.
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Bei der Hochdruck-Kraftstoffpumpe in 13 ist ein Stößel 92A größer als der in 2 dargestelte Stößel 92. Aus diesem Grund ist zwischen dem Stößel 92A und der Halterung 15 ein größerer Spalt als der bei dem in 2 dargestellten Beispiel gebildet. Allerdings fällt die Halterung 15 der vorliegenden Ausführungsform, wie oben beschrieben, auch nicht von dem Kolben 2 ab, bevor sie in den Stößeln 92 und 92A untergebracht ist.
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Durch das Obige kann dieselbe Halterung 15 für die Stößel 92 und 92A mit unterschiedlichen Größen verwendet werden, ohne die Halterung 15 neu zu konstruieren. Infolgedessen ist es, auch in Fällen, in denen der Stößel aufgrund einer Kundenanforderung nach höherem Kraftstoffdruck eine große Größe besitzt und ein Spalt zwischen der Halterung 15 und dem Stößel groß wird, möglich, eine Komponente gemeinsam zu nutzen, und die Entwicklungsmannstunden und -kosten können erheblich verringert werden.
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Die Ausführungsform der Kraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung wird oben zusammen mit einer Betriebswirkung der Ausführungsform beschrieben. Die Kraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, und es können verschiedene Variationen vorgenommen werden, ohne von der in den Ansprüchen beschriebenen Grundidee der Erfindung abzuweichen. Weiterhin ist die obige Ausführungsform zum einfachen Verständnis der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben, und die vorliegende Erfindung ist nicht notwendigerweise auf eine Ausführungsform beschränkt, die alle beschriebenen Konfigurationen enthält.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pumpenkörper
- 1a
- Ansaugkanal
- 1c
- Befestigungsteil
- 1e
- Flansch
- 2
- Kolben
- 2a
- Teil mit großem Durchmesser
- 2b
- Teil mit kleinem Durchmesser
- 2c
- unterer Endteil
- 2d
- eingeschnürter Teil
- 4
- Feder
- 6
- Zylinder
- 7
- Dichtungshalter
- 7a
- Hilfskammer
- 8
- Auslassventilmechanismus
- 9
- Mechanismus zur Verringerung der Druckpulsation
- 10
- Niederdruck-Kraftstoffkammer
- 11
- Druckkammer
- 12
- Auslassverbindung
- 12a
- Auslassventilkammer
- 12b
- Auslasskanal
- 15
- Halterung
- 16
- flacher Teil
- 17
- gestufter Teil
- 18
- Flanschteil
- 19
- Befestigungsteil
- 19a
- Eingriffsteil
- 19b
- Führungsteil
- 19c
- Verbindungsteil
- 20
- Kraftstofftank
- 21
- Förderpumpe
- 23
- Common Rail
- 24
- Injektor
- 26
- Kraftstoffdrucksensor
- 27
- ECU
- 28
- Kraftstoffleitung
- 30
- Ansaugventil
- 31
- Ansaugventilsitz
- 32
- Anschlag
- 33
- Ansaugventil-Vorspannfeder
- 40
- Stangen-Vorspannfeder
- 41
- Ein-Aus-Ventil-Vorspannfeder
- 92, 92A
- Stößel
- 93
- Nocken
- 100
- Hochdruck-Kraftstoffpumpe
- 200
- Überdruckventil-Mechanismus
- 300
- elektromagnetischer Ansaugventil-Mechanismus
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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