DE69812820T2

DE69812820T2 - Pumpsystem zur Kraftstoffeinspritzung

Info

Publication number: DE69812820T2
Application number: DE69812820T
Authority: DE
Inventors: Masahiko Fujita; Tatsuya Ikegami; Shuzo Isozumi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1998-04-24
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2018-04-25
Also published as: US6102010A; TW351739B; JP3999855B2; EP0905372A1; CN1212328A; AU701812B1; KR19990029228A; EP0905372B1; CN1148513C; JPH1193789A; KR100331761B1; DE69812820D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung, die für einen Verbrennungsmotor des Direkteinspritztyps verwendet wird, und insbesondere auf eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung, die eine Minimierung der Pulsationsbreite des Kraftstoffdrucks ermöglicht, die Menge des eingespritzten Kraftstoffs stabilisiert und es ermöglicht, die Motordrehzahl zu stabilisieren.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Als Verbrennungsmotor eines Typs, der Kraftstoff in Zylinder des Motors einspritzt, der als Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp oder Verbrennungsmotor vom Direkteinspritztyp bezeichnet wird, ist ein Dieselmotor in weitem Umfang bekannt. Auch für einen Funkenzündungsmotor (Benzinmotor) wurde kürzlich ein Direkteinspritzungstyp vorgeschlagen. Bei einem derartigen Verbrennungsmotor vom Direkteinspritzungstyp gibt es eine Tendenz dahingehend, den Benzineinspritzdruck zu erhöhen, um eine feinere Kraftstoffzerstäubung zu erzielen und die Kraftstoffeinspritzdauer zu vermindern. In einem Motor, der mit einem Auflademechanismus ausgestattet ist, ist beim Aufladen ein hoher Kraftstoffeinspritzdruck erforderlich der den Aufladedruck erfüllt. In einem Kraftstoffzufuhrsystem eines Verbrennungsmotors Vom Direkteinspritzungstyp ist es daher übliche Praxis, einen ausreichend hohen Kraftstoffeinspritzdruck von beispielsweise 10 atm zu erzielen.
Fig. 14 ist ein schematisches Aufbaudiagramm, das eine herkömmliche Kraftstoffzufuhrvorrichtung veranschaulicht. In Fig. 14 besitzt ein Förderrohr 1 Einspritzer 1a entsprechend der Zylinderanzahl eines nicht gezeigten Motors. Eine Hochdruckkraftstoffpumpe 3 ist zwischen dem Förderrohr 1 und dem Kraftstofftank 2 angeordnet. Das Förderrohr 1 und die Hochdruckkraftstoffpumpe 3 sind durch einen Hochdruckkraftstoffpfad 4 verbunden. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 3 und der Kraftstofftank 2 sind durch einen Niederdruckkraftstoffpfad 5 verbunden. Ein Filter 6 ist an einer Kraftstoffeinlassöffnung der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 vorgesehen. Ein Sperrventil 7 ist auf der Ausstoßseite der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 vorgesehen. Eine Drainage 8 der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 ist zu dem Kraftstofftank 2 zurückgeführt. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 3, der Filter 6 und das Sperrventil 7 sind integral als Hochdruckkraftstoffpumpe 100 gebildet.
Eine Niederdruckkraftstoffpumpe 10 ist an dem Ende des Niederdruckkraftstoffpfades 5 auf der Seite davon, die dem Kraftstofftank 2 zugewandt ist, vorgesehen. Ein Filter 11 ist an der Kraftstoffeinlassöffnung der Niederdruckkraftstoffpumpe 10 vorgesehen. Ein Sperrventil 12 ist in dem Niederdruckkraftstoffpfad 5 auf der Ausstoßseite der Niederdruckkraftstoffpumpe 10 vorgesehen. Ein Niederdruckregulator 14 ist in dem Niederdruckkraftstoffpfad 5 zwischen der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 und der Niederdruckkraftstoffpumpe 10 vorgesehen. Ein Filter 15 ist an einer Kraftstoffeinlassöffnung des Niederdruckregulators 14 vorgesehen. Eine Drainage 16 des Niederdruckregulators 14 ist zu dem Kraftstofftank 2 zurückgeführt.
Das Zufuhrrohr 1 besitzt einen weiteren Hochdruckkraftstoffpfad 18 auf der der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 gegenüberliegenden Seite. Ein Hochdruckregulator 20 ist in diesem Hochdruckkraftstoffpfad 18 vorgesehen. Eine Drainage 21 des Hochdruckregulators 20 ist zu dem Kraftstofftank 2 zurückgeführt. Der Hochdruckregulator 20 ist als eine Hochdruckregulatoreinheit 110 zusammengesetzt, und ist in einer vorbestimmten Position zwischen dem Zufuhrrohr 1 und dem Kraftstofftank 2 eingebaut.
Ein Kraftstoffdrucksensor 22 ist in dem Hochdruckkraftstoffpfad 4 vorgesehen.
In der Kraftstoffzufuhrvorrichtung, welche die oben beschriebene Konfiguration besitzt, wird ein Kraftstoff, der in der Niederdruckkraftstoffpumpe 10 in gewissem Maß mit Druck beaufschlagt worden ist, in der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 weiter mit Druck beaufschlagt, erreicht das Zufuhrrohr 1, und wird von dem Einspritzer 1a in den Zylinder eines nicht gezeigten Motors eingespritzt. An diesem Punkt wird der Ausstoßdruck von der Niederdruckkraftstoffpumpe 10 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs durch den Niederdruckregulator 14 stabilisiert, und der Ausstoßdruck von der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 wird innerhalb eines vorbestimmten Bereichs durch den Hochdruckregulator 20 stabilisiert.
In der Kraftstoffzufuhrvorrichtung mit dieser Konfiguration besitzt der Ausstoßdruck des von der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 ausgestoßenen Kraftstoffs allerdings eine große Pulsation. Diese Pulsation wird zu dem Hochdruckregulator 20 reflektiert, und ein Teil davon kehrt zurück auf die Seite der Hochdruckkraftstoffpumpe 3, wo sie durch Resonanz weiter verstärkt wird. Genauer gesagt wird in dem Hochdruckkraftstoffpfad 4 zwischen der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 und dem Hochdruckregulator 20, dem Zufuhrrohr 1 und dem Hochdruckkraftstoffpfad 18, die in der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 erzeugte Pulsation durch Resonanz mit der reflektierten Welle größer. Diese Pulsation verursacht eine Variation der Kraftstoffmenge, die von dem Zufuhrrohr 1 eingespritzt wird. Diese Variation der Menge des eingespritzten Kraftstoffs verursacht ein instabiles Luft- /Kraftstoff-Verhältnis und eine instabile Motordrehzahl. Eine Pulsation des Kraftstoffs in dem Rohr verursacht das weitere Problem des Auftretens eines unnormalen Klangs. Insbesondere wenn die Hochdruckkraftstoffpumpe 3 vom Einzylindertyp ist, stellt schwere Pulsation ein schwieriges Problem dar.
Ferner offenbart EP 0 481 964 A2 eine Hochdruckpumpe zum Zuführen eines Kraftstoffs unter Druck zu einem common rail eines Dieselmotors, worin der Kraftstoffdruck in dem common rail durch Einschalten und Ausschalten eines elektromagnetischen Ventils geregelt wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, und besitzt eine Aufgabe, eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitzustellen, die eine Verminderung der Kraftstoffpulsation und eine Stabilisierung der Menge eingespritzten Kraftstoffs sowie der Motordrehzahl erlaubt.
Um obige Aufgabe zu lösen, wird gemäß einer Zielrichtung der vorliegenden Erfindung eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, umfassend einen Kraftstoffeinspritzer, der Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor einspritzt; einen Kraftstoffbehälter, der den Kraftstoff lagert; einen Kraftstoffpfad, der den Kraftstoffeinspritzer und den Kraftstoffbehälter verbindet; eine Niederdruckkraftstoffpumpe, die an dem Ende des Kraftstoffpfades auf der Seite des Kraftstoffbehälters vorgesehen ist; eine Hochdruckkraftstoffpumpe, die zwischen der Niederdruckkraftstoffpumpe und dem Kraftstoffeinspritzer des Kraftstoffpfades vorgesehen ist und eine Kraftstoffsaugöffnung, eine Kraftstoffausstoßöffnung und einen Zylinder besitzt, der ein Gleitloch, eine Kraftstoffdruckkammer, die an einem Teil des Gleitlochs gebildet ist, und einen Kolben, der hin und her bewegbar in dem Gleitloch angeordnet ist, besitzt, und die Hochdruckkraftstoffpumpe saugt den Kraftstoff von dem Kraftstoffpfad durch die Saugöffnung in die Kraftstoffdruckkammer zum Beaufschlagen desselben mit Druck und Ausstoßen des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs von der Ausstoßöffnung in den Kraftstoffpfad, um den ausgestoßenen Kraftstoff unter Druck zu dem Kraftstoffeinspritzer durch die Hin- und Herbewegungsarbeit des Kolbens zu fördern; und einen Hochdruckregulator, der zwischen der Hochdruckkraftstoffpumpe und dem Kraftstoffeinspritzer des Kraftstoffpfades vorgesehen ist, zum Einstellen des Drucks des von der Hochdruckkraftstoffpumpe ausgestoßenen Kraftstoffs, wobei der Hochdruckregulator eine Regulatordrainage besitzt, die mit der Niederdruckseite der Hochdruckkraftstoffpumpe kommuniziert und durch eine Federdruck-einstellende Schraube einstellbar ist.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, in der ein Hochdruckakkumulator zwischen der Hochdruckkraftstoffpumpe und dem Kraftstoffeinspritzer des Kraftstoffpfades vorgesehen ist, zum Absorbieren des Pulsierens des von der Hochdruckkraftstoffpumpe ausgestoßenen Kraftstoffs.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, in der der Hochdruckregulator integral mit der Hochdruckkraftstoffpumpe vorgesehen ist.
Gemäß noch einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, in der der Hochdruckregulator integral mit der Hochdruckkraftstoffpumpe vorgesehen ist.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, in der die Regulatordrainage mit dem Kraftstofftank kommuniziert.
Gemäß noch einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, in der die Hochdruckkraftstoffpumpe eine Pumpendrainage besitzt, die mit dem Kraftstofftank kommuniziert, und die Regulatordrainage kommuniziert mit der Pumpendrainage.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, die ferner ein Rückschlagventil aufweist, das zwischen der Pumpendrainage und der Regulatordrainage vorgesehen ist, um zu verhindern, dass von dem Hochdruckregulator zurückgeführter Kraftstoff in die Hochdruckkraftstoffpumpe geht.
Gemäß noch einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, in der die Hochdruckkraftstoffpumpe vom Einzelzylindertyp ist.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, in der die Anzahl von Nockenkämmen eines Nockens, der mit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors in Eingriff ist, die als Antriebseinrichtung zum Hin- und Herbewegen des Kolbens dient, geringer ist als die Anzahl von Zylindern des Verbrennungsmotors.
Gemäß noch einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, in der die Anzahl von Nockenkämmen die Hälfte der Anzahl von Zylindern des Verbrennungsmotors ist.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, in der die Hochdruckkraftstoffpumpe den Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor des Benzindirekteinspritztyps fördert.

KÜRZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein schematisches Aufbaudiagramm, welches die Kraftstoffzufuhrvorrichtung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer Hochdruckkraftstoffpumpe der Kraftstoffzufuhrvorrichtung der Erfindung;
Figur. 3 ist eine Seitenansicht eines Kolbens des Hochdruckregulators;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht eines zylindrischen Elements des Hochdruckregulators;
Fig. 5 ist eine schematische Ansicht eines Reed-Ventils;
Fig. 6 ist eine Draufsicht eines Ventils des Reed-Ventils;
Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm, welches die Pulsation und die zeitliche Abstimmung der Einspritzung veranschaulicht;
Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm, welches den Unterschied der Ansaug-/Ausstoßvorgänge zwischen unterschiedlichen Frequenzen der Hin- und Herbewegung eines Kolbens veranschaulicht;
Fig. 9 ist ein schematisches Aufbaudiagramm, das eine weitere Ausführungsform der Kraftstoffzufuhrvorrichtung der Erfindung veranschaulicht;
Fig. 10 ist eine Schnittansicht einer Hochdruckkraftstoffpumpe, die eine weitere Ausführungsform der Kraftstoffzufuhrvorrichtung der Erfindung veranschaulicht;
Fig. 11 ist ein schematisches Aufbaudiagramm, das eine weitere Ausführungsform der Kraftstoffzufuhrvorrichtung der Erfindung veranschaulicht;
Fig. 12 ist eine Schnittansicht einer Hochdruckkraftstoffpumpe, die eine weitere Ausführungsform der Kraftstoffzufuhrvorrichtung der Erfindung veranschaulicht;
Fig. 13 ist eine Schnittansicht von Fig. 12, geführt entlang der Linie XIII-XIII; und
Fig. 14 ist ein schematisches Aufbaudiagramm, das eine herkömmliche Kraftstoffzufuhrvorrichtung veranschaulicht.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ausführungsform 1

Fig. 1 ist ein schematisches Aufbaudiagramm, das die Kraftstoffzufuhrvorrichtung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer Hochdruckkraftstoffpumpe der Kraftstoffzufuhrvorrichtung der Erfindung; Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines Kolbens eines Hochdruckregulators; Fig. 4 ist eine Schnittansicht eines zylindrischen Elements des Hochdruckregulators; Fig. 5 ist eine schematische Ansicht eines Reed-Ventils; und Fig. 6 ist eine Draufsicht eines Ventils des Reed-Ventils.
In Fig. 1 besitzt ein Zufuhrrohr 1 einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine Mehrzahl von Einspritzern 1a in einer Anzahl entsprechend der Zylinderanzahl eines nicht gezeigten Motors. Eine Hochdruckkraftstoffpumpe 3 ist zwischen dem Zufuhrrohr 1 und einem Kraftstoffbehälter 2 angeordnet. Das Zufuhrrohr 1 und die Hochdruckkraftstoffpumpe 3 sind durch einen Hochdruckkraftstoffpfad 4 verbunden. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 3 und der Kraftstoffbehälter 2 sind durch einen Niederdruckkraftstoffpfad 5 verbunden. Der Hochdruckkraftstoffpfad 4 und der Niederdruckkraftstoffpfad 5 bilden einen Kraftstoffpfad, der das Zufuhrrohr 1 und den Kraftstoffbehälter 2 verbindet. Ein Filter 6 ist an der Kraftstoffeinlassöffnung der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 vorgesehen. Ein Rückschlagventil 7 ist auf der Ausstoßseite der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 vorgesehen. Eine Drainage 8 der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 ist zu der Kraftstoffpumpe 2 zurückgeführt.
Eine Niederdruckkraftstoffpumpe 10 ist an dem Ende des Niederdruckkraftstoffpfades 5 auf der Seite davon, die dem Kraftstoffbehälter 2 zugewandt ist, vorgesehen. Ein Filter 11 ist an der Kraftstoffeinlassöffnung der Niederdruckkraftstoffpumpe 10 vorgesehen. Ein Rückschlagventil 10 ist in dem Niederdruckpfad auf der Ausstoßseite der Niederdruckkraftstoffpumpe 10 vorgesehen. Ein Niederdruckregulator 14 ist in dem Niederdruckkraftstoffpfad 5 zwischen der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 und der Niederdruckkraftstoffpumpe 10 vorgesehen. Ein Filter 15 ist an einer Kraftstoffeinlassöffnung des Niederdruckregulators 14 vorgesehen. Eine Drainage 16 des Niederdruckregulators 14 ist zu dem Kraftstoffbehälter 2 zurückgeführt.
Die Hochdruckkraftstoffpumpe 3 bringt den durch die Niederdruckkraftstoffpumpe 5 zugeführten Kraftstoff auf einen höheren Druck und stößt diesen seitens des Zufuhrrohrs 1 aus. Ein Dämpfer 30 ist auf der Seite der Hochdruckkraftstoffpumpe 3, die dem Niederdruckkraftstoffpfad 5 zugewandt ist, d. h. auf der Niederdruckseite, vorgesehen. Ein Hochdruckakkumulator 31 und ein Hochdruckregulator 32 sind auf der Hochdruckseite der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 vorgesehen. Eine Drainage 33 des Hochdruckregulators 32 ist zu der Kraftstoffsaugseite der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 zurückgeführt. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 3, der Dämpfer 30, der Hochdruckakkumulator 31, der Hochdruckregulator 32, der Filter 6 und das Rückschlagventil 7 bilden integral eine Hochdruckkraftstoffpumpeneinheit 200.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer Hochdruckkraftstoffpumpeneinheit 200. Unterhalb eines Gehäuses 40 ist eine zylindrische Vertiefung 40a gebildet. Ein im wesentlichen fassförmiger Zylinder 41 ist durch ein Zylinderbefestigungselement 42 in der Vertiefung 40a festgemacht. Ein männliches Schraubengewinde 42a ist auf den äußeren Umfang des Zylinderbefestigungselements 42 aufgebracht, um mit einem weiblichen Schraubengewinde an der Vertiefung 40a in Eingriff zu gelangen. Der Zylinder 41 besitzt ein zylindrisches Gleitloch 41a im Zentrum davon, und ein zylindrischer Kolben 43 ist gleitend in diesem Gleitloch 41a angeordnet. Ein Saugpfad 5a zum Ansaugen des Kraftstoffs und ein Ausstoßpfad 4 zum Ausstoßen des Kraftstoffs kommunizieren mit dem Gleitloch 41a. Ein Reed-Ventil 44 zum Öffnen und Schließen des Saugpfades 5a und des Ausstoßpfades 4a ist zwischen einem Boden der Vertiefung 40a und dem Zylinder 41 gehalten und befestigt. Eine Kraftstoff- Druckbeaufschlagungskammer 45 ist, umgeben durch Endflächen des Reed-Ventils 44 und des Kolbens 43, in einem Raum oberhalb des Gleitlochs 41a in Fig. 2 gebildet.
Ein scheibenförmiger Stößel 46 ist an dem anderen Ende des Kolbens 43 befestigt, so dass die Hauptfläche davon einen rechten Winkel zu dem Kolben 43 bildet. Eine schraubenförmige Feder 47 ist zwischen dem Stößel 46 und dem Zylinderbefestigungselement 42 zusammengedrückt. Die Hauptfläche des Stößels 46 auf der dem Kolben 43 gegenüberliegenden Seite ist in Kontakt mit der Nockenfläche des Nockens 48. Der Nöcken 48 ist an die Kurbel eines Verbrennungsmotors angebunden, um eine Umdrehung bei zwei Umdrehungen der Kurbelwelle auszuführen. Die Kraftstoffzufuhrvorrichtung der Erfindung ist für einen Sechszylindermotor vorgesehen und der Nocken 48 besitzt drei Kämme. Der Nocken 48 rotiert zusammen mit einer Rotation des Motors und verursacht eine Hin- und Herbewegung des Kolbens 43 durch Überwinden der Rückstellkraft der Feder 47.
Ein im wesentlichen zylindrisches Dichtelement 50 ist zwischen dem Kolben 43 und dem Zylinderbefestigungselement 42 angeordnet. Das Dichtelement 50 ist durch Insertformen hergestellt, so dass Gummi integral mit einer zylindrischen Stahlbahn ist. Ein Ende des Dichtelements 50 ist in eine doppelte, dünnwandige Form gebildet, die als Doppelwellenform (englisch: double ripple shape) bekannt ist, und ist eng und gleitbar an einer Seite des Kolbens 43 angebracht. Das andere Ende des Dichtelement ist an dem Zylinderbefestigungselement 42 befestigt. Das Dichtelement 50 stellt eine Abdichtung bereit, so dass verhindert wird, dass durch die zwischen dem Zylinder 41 und dem Kolben 43 gebildete Gleitfläche leckender Kraftstoff nach außen leckt. Die Ansammlung von Kraftstoff in dem Dichtelement wird zu dem Kraftstoffbehälter 2 durch eine Drainage 8, die in Fig. 2 nicht gezeigt ist, zurückgeführt.
Eine Vertiefung 40b ist links in dem Gehäuse 40 in Fig. 2 gebildet. Ein Dämpfer 30 ist in dieser Vertiefung 40b festgemacht. Ein Saugpfad 5b, der mit dem Saugpfad 5a kommuniziert, ist in der Form einer Vertiefung in dem Boden der Vertiefung 40b gebildet. Der Dämpfer 30 umfasst ein dickes, scheibenförmiges Gehäuse 30a, eine Metallmembran 30b, die aus einem dünnen Metallblech hergestellt ist, und eine ringförmige Platte 30c. Ein leicht abfallender Zahn ist auf einer Hauptfläche des Gehäuses 30a gebildet. Die Metallmembran 30b ist durch enges Verschließen mit dem Gehäuse 30a verschweißt, um den Zahn abzudecken. Genauer gesagt ist ein geschlossener Raum zwischen dem Gehäuse 30a und der Metallmembran 30b gebildet und dichtet die Luft darin ab. Ein männliches Schraubengewinde 30d ist auf den äußeren Umfang des Gehäuses 30a aufgebracht. In der Vertiefung 40b ist andererseits ein weibliches Schraubengewinde gebildet, das mit dem männlichen Schraubengewinde 30d in Eingriff ist. Der Dämpfer 30 ist durch einen O-Ring 49 abgedichtet und in der Vertiefung 40b befestigt, um den Saugpfad 5b abzudecken, wobei die Metallmembran 30b nach außen gerichtet ist. Der Saugpfad 5b kommuniziert mit einer Saugöffnung 5c durch den Saugpfad 5d. Bei Erzeugung einer Druckpulsation in dem durch den Saugpfad 5a laufenden Kraftstoff veranlasst der Dämpfer 30 die Metallmembran 30b, sich in Fig. 2 nach rechts und nach links in Antwort auf den Druckunterschied zu bewegen. Sie absorbiert somit die Pulsation des Kraftstoffdrucks, die in dem Kraftstoff in dem Saugpfad 5a durch die Hochdruckkraftstoffpumpe 3 erzeugt wird.
Rechts des Gehäuses 40 ist andererseits eine Vertiefung 40b gebildet. Ein Hochdruckakkumulator 31 ist an dieser Vertiefung 40b befestigt. Ein Ausstoßpfad 4b, der mit einem Ausstoßpfad 4a kommuniziert, ist als eine Vertiefung an dem Boden der Vertiefung 40c gebildet. Der Hochdruckakkumulator 31 besitzt einen fassförmigen, mit einem Boden versehenen Zylinder 31a und einen Deckel 31b zum engen Verschließen dieses Zylinders 31a. Ein Durchgangsloch 31c ist in den Boden des Zylinders 31a eingebracht. Ein Balg 31d, der eine Seite besitzt, die an dem Deckel 31b befestigt ist, ist in dem Hochdruckakkumulator 31 aufgenommen. Ein Hochdruckgas ist in den Balg 31d eingeschlossen. Eine Platte 31e ist an dem vorlaufenden Ende des Balgs 31d befestigt, und eine Gummiplatte 31f ist an die Hauptfläche der Platte 31e angehaftet. Der Balg 31d bringt die Gummiplatte 31f in engen Kontakt mit dem Boden des Zylinders 31a durch die Wirkung des darin dicht eingeschlossenen Hochdruckgases, um das Durchgangsloch 31c abzusperren. Ein männliches Schraubengewinde 31g ist auf den äußeren Umfang des Zylinders 31a aufgebracht. Ein weibliches Schraubengewinde, das mit dem männlichen Schraubengewinde 31g in Eingriff ist, ist andererseits in der Vertiefung 40c gebildet. Der Hochdruckakkumulator 31 ist durch einen O-Ring 51 abgedichtet und an der Vertiefung 40c befestigt, um den Ausstoßpfad 4b gegenüber dem Inneren des Bodens des Zylinders 31 abzudecken, so dass das Durchgangsloch 31c mit dem Ausstoßpfad 4b kommuniziert.
Der Hochdruckakkumulator 31 absorbiert eine Pulsation des in den Ausstoßpfad 4b ausgestoßenen Kraftstoffs. Das heißt, wenn der Druck des in den Ausstoßpfad 4b ausgestoßenen Kraftstoffs hoch ist, zieht sich der Balg 31d in Fig. 2 nach rechts zusammen, um eine Absorption durchzuführen, und wenn der Druck niedrig ist, arbeitet der Balg 31d derart, um sich in Fig. 2 nach links auszudehnen, um die Pulsation zu absorbieren.
Ein Ausstoßpfad 4c ist darüber hinaus mit dem Ausstoßpfad 4b, der in dem Boden der Vertiefung 40c gebildet ist, kommuniziert. Der Ausstoßpfad 4c verzweigt sich in der Mitte und beide Zweigpfade erstrecken sich nach oben in Fig. 2. An einem der Zweipfade des Ausstoßpfades 4c, oberhalb des Gehäuses 40 in Fig. 2, ist ein Hochdruckregulator 32 angeordnet. Der andere der Zweigpfade kommuniziert mit einer Ausstoßöffnung 4d, die auf der äußeren Fläche des Gehäuses 40 angeordnet ist. Der Hochdruckregulator 32 ist in einem Durchgangsloch 40d angeordnet, der quer durch das Gehäuse 40 läuft.
Der Hochdruckregulator 32 besitzt ein zylindrisches Element 52, das an einer Seite in dem Durchgangsloch 40d befestigt ist und einen Pfad in dem Durchgangsloch 40 bildet, besitzt einen Kolben 43, der bewegbar in dem zylindrischen Element 52 angeordnet ist. Das zylindrische Element 52 ist in dem Durchgangsloch 40d angeordnet, durch ein Befestigungselement 54 von rechts in Fig. 2 befestigt, und besitzt einen durch einen O-Ring 55 abgedichteten äußeren Umfang. Wie in Fig. 4 gezeigt, sind eine ringförmige Nut 52b, die auf dem äußeren Umfang gebildet ist, und ein Kommunikationsloch 52c, das diese ringförmige Nut 52b mit einem zentralen Loch 52a kommuniziert, in dem zylindrischen Element 52 gebildet.
Der Kolben 53 besitzt im wesentlichen eine Stabform und umfasst einen Schaftabschnitt 53a, der bewegbar in dem zylindrischen Element 52 aufgenommen ist, und einen Kopfabschnitt 53b, der an einem Ende des Schaftabschnitts 53a gebildet ist und einen scheibenförmigen Flansch 53b besitzt. Eine verjüngte Sitzfläche 53c ist in einer vorbestimmten Position des Schaftabschnitts 53a gebildet. Ein Sitz 52d, der in engen Kontakt mit dieser Sitzfläche 53c gebracht werden kann und zusammen mit der Sitzfläche 53c ein Fluidventil bildet, ist an einem Ende des zylindrischen Elements 52 gebildet.
Wie ebenso in Fig. 2 gezeigt, ist eine Federdruck- einstellende Schraube 55 auf der Seite des Durchgangsloch 40d gegenüber des zylindrischen Elements 52 angeordnet. Die Federdruck-einstellende Schraube 55 besitzt einen äußeren Umfang, der durch einen O-Ring 56 abgedichtet ist, einen Schraubenabschnitt 55a, der mit einem an dem Gehäuse 40 gebildeten weiblichen Schraubengewinde in Eingriff ist, und ein Ende des Schraubenabschnitts 55a steht nach außen hervor. Eine Feder 57 ist zwischen der Federdruck-einstellenden Schraube 55 und einem Kopf 53b des Kolbens 53 zusammengedrückt. Die Feder 57 bringt eine Kraft in der Richtung nach rechts in Fig. 2 auf den Kolben 53 auf. Diese aufgebrachte Kraft wird durch Drehen der Federdruck- einstellenden Schraube 55 eingestellt.
Eine Drainage 33, die mit der. Saugöffnung 55c kommuniziert, ist nahe der Position gebildet, in der die Feder 57 des Durchgangslochs 40d aufgenommen ist. Der Hochdruckregulator 32 stellt den Druck des Kraftstoffs ein, der durch den Ausstoßpfad 4c strömt. Der Kraftstoff, der von der Seite des Hochdruckakkumulators 31 durch den Ausstoßpfad 4c zu dem - Hochdruckregulator 32 geströmt ist, passiert von der Nut 52b, die an dem äußeren Umfang des zylindrischen Elements 52 gebildet ist, durch das Kommunikationsloch 52c und das zentrale Loch 52a und gelangt zu dem Fluidventil, das durch die Sitzfläche 53c und den Sitz 52d gebildet ist. Wenn der Kraftstoffdruck höher ist als ein vorbestimmter Druck, überwindet der Kraftstoff die von der Feder 57 aufgebrachte Kraft, veranlasst den Kolben 53, sich nach links in Fig. 2 zu bewegen, und passiert durch die Drainage 33 auf die Seite der Saugöffnung 5c. Wenn der Kraftstoffdruck niedriger ist als der vorbestimmte Wert, sind die Sitzfläche 53c und der Sitz 52d geschlossen.
In Fig. 2 sind der Filter 6 und das Rückschlagventil 7, die in Fig. 1 veranschaulicht sind, nun gezeigt.
Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, welche die Struktur des Reed-Ventils 44 veranschaulicht; und Fig. 6 ist eine Draufsicht des Ventils des Reed-Ventils 44. Das Reed-Ventil 44 umfasst zwei Platten 61 und 62, und ein dazwischen gehaltenes, plattenförmiges Ventil 63. Zwei Durchgangslöcher sind in vorbestimmten Positionen gebildet, um es Kraftstoff zu ermöglichen, durch die zwei Platten 61 und 62 zu passieren. Die zwei Durchgangslöcher entsprechen jeweils dem Saugpfad 5a und Ausstoßpfad 4a, die in dem Gehäuse 40 gebildet sind, und Öffnungen auf einer Seite davon sind größer, um es einem Ventilkörper des Ventils 63 zu ermöglichen, nur in einer Richtung zu arbeiten. Zwei Ventilkörper 63a und 63b sind in Positionen entsprechend den Durchgangslöchern der Platten in dem Ventil 63 gebildet. Das Reed-Ventil 44 veranlasst den Kraftstoff, nur in einer Richtung wie durch einen Pfeil in Fig. 5 gezeigt durch die Kraftstoff-Druckbeaufschlagungskammer 45 zu passieren.
Die Hochdruckkraftstoffpumpeneinheit 200, welche die oben beschriebene Konfiguration besitzt, säugt einen Niederdruckkraftstoff von der Saugöffnung 5c ein, beaufschlagt den Kraftstoff in der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 mit Druck, und stößt diesen von der Ausstoßöffnung 4d aus. Mit anderen Worten wird der Kraftstoff von der Saugöffnung 5c angesaugt und tritt in die Kraftstoff- Druckbeaufschlagungskammer 45 durch den Dämpfer 30 und dann das Reed-Ventil 44 ein. Dann wird der Kraftstoff durch Hin- und Herbewegung des Kolbens 43 mit Druck beaufschlagt und von dem Ausstoßpfad 4ä ausgestoßen. Der von der Kraftstoff- Druckbeaufschlagungskammer 45 ausgestoßene Kraftstoff passiert durch den Bereich des Hochdruckakkumulators 41 und wird von der Ausstoßöffnung 4d ausgestoßen, nachdem er durch den Hochdruckregulator 32 passiert ist. Der von der Hochdruckkraftstoffpumpeneinheit 200 ausgestoßene Kraftstoff wird zu dem Zufuhrrohr 1 gerichtet.
Auf der Saugseite der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 wird in diesen Schritten eine Pulsation, die durch die Hochdruckkraftstoffpumpe 3 in dem von der Saugöffnung 5c anzusaugenden Kraftstoff erzeugt ist, durch den Dämpfer 30 absorbiert. Eine Pulsation, die durch die Hochdruckkraftstoffpumpe 3 auf der Ausstoßseite der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 erzeugt ist, wird durch den Hochdruckakkumulator 31 absorbiert. Darüber hinaus wird der Druck des ausgestoßenen Kraftstoffs durch den Hochdruckregulator 32 eingestellt. Der Hochdruckregulator 32, welcher der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 am nächsten ist, besitzt einen sehr schmalen Bereich, in welchem er durch die reflektierte Pulsationsquelle beeinträchtigt wird, was zu einem Nichtauftreten von Resonanz führt. Als Ergebnis daraus wird die Pulsation des Kraftstoffdrucks vermindert.
Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm, welches der zeitlichen Verlauf (timing) von Pulsation ein Einspritzung veranschaulicht: die Ordinate stellt den Kraftstoffdruck dar, und die Abszisse stellt die Zeit dar. Bezüglich der Ordinate, in der eine höhere Position einen höheren Druck entspricht, zeigt eine Pulsation A, die oben ist, von den vier Wellenformen nicht den höchsten Druck, sondern die vier Wellenformen sind mit leichtem Versatz untereinander aufgetragen, um Unterschiede im Timing klar zu zeigen. In Fig. 7 besitzt die Pulsation A indem Zufuhrrohr 1 der herkömmlichen Kraftstoffzufuhrvorrichtung eine sehr große Pulsationsbreite, wie in dem Graph gezeigt. Es war übliche Praxis, ein Timing für die Einspritzung des Kraftstoffs von dem Zufuhrrohr derart einzustellen, um einen Pulsationshöhepunkt zu ergeben, im wesentlichen wie dieser durch eine Pfeil in dem Graph angedeutet ist. Falls die Anzahl von Nockenkämmen für die Hochdruckkraftstoffpumpe in dieser Vorrichtung vermindert wird, würde die Pulsation die Form der Pulsation B annehmen, was zu einer großen Druckdifferenz p1 des Kraftstoffs beim Einspritzen mit einer größeren Differenz in der Einspritzmenge führen würde, was zu einer unstabilen Drehzahl des Verbrennungsmotors führt. In der herkömmlichen Vorrichtung war daher die Anzahl von Nockenkämmen derart eingestellt, dass sie der Anzahl von Zylindern entsprach, und das Einspritztiming wurde veranlasst, im wesentlichen mit dem Pulsationshöhepunkt überein zu stimmen.
Die Pulsation C für die Hochdruckkraftpumpe 3 dieser Ausführungsform besitzt allerdings eine geringere Pulsationsbreite, aufgrund der Absorption durch den Hochdruckakkumulator. In der Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform führt eine Verminderung der Anzahl von Nockenkämmen der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 zur Pulsation D, die kein Problem mit sich bringt, da der Druckunterschied p1 des Kraftstoffs bei der Einspritzung gering ist, und der Unterschied in der Einspritzmenge kann innerhalb eines zulässigen Bereichs eingestellt werden. Dies bedeutet, dass falls die Pulsationsbreite vermindert werden kann, es möglich ist, ein beliebiges Einspritztiming auszuwählen, d. h. die Hin- und Herbewegung des Kolbens 43 kann sehr wohl von der Zylinderanzahl des Motors unterschiedlich sein. Es ist daher möglich, eine Anzahl von Nockenkämmen einzusetzen, die geringer ist, als die Zylinderanzahl des Motors. In der vorliegenden Ausführungsform besitzt die Hochdruckkraftstoffpumpe 3 einen Nocken 48 mit drei Kämmen für einen Sechszylinderverbrennungsmotor.
Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm, das Unterschiede in den Ansaug- und Ausstoßvorgängen für unterschiedliche Frequenzen der Hin- und Herbewegung des Kolbens 43 veranschaulicht. Die Wellenform E repräsentiert den Saugvorgang für eine hohe Frequenz: der nach oben hervorstehende Abschnitt zeigt eine Zeit, in welcher der Kolben 43 den Kraftstoff in die Kraftstoff-Druckbeaufschlagungskammer 45 ansaugt. Die Wellenform F repräsentiert den Ausstoßvorgang für eine hohe Frequenz: der nach oben hervorstehende Abschnitt zeigt eine Zeit, in welcher der Kolben 43 den Kraftstoff von der Kraftstoff-Druckbeaufschlagungskammer 45 ausstößt. Das heißt, zusammen mit einer Hin- und Herbewegung des Kolbens 43, werden Ansaug- und Ausstoßvorgänge abwechselnd wiederholt. Allerdings gibt es beim Übergang vom Ansaug- zum Ausstoßvorgang, oder vom Ausstoß- zum Ansaugvorgang, eine Zeit, in der das Reed-Ventil 44 vom Schließen zum Öffnen oder vom Öffnen zum Schließen übergeht, und in dieser Zeitdauer wird ein Ansaug- oder Ausstoßvorgang im genauen Sinne des Wortes nicht ausgeführt, was durch einen diagonalen Abschnitt dargestellt ist, der durch eine gestrichelte Linie abgebildet ist.
Andererseits stellen die Wellenformen G und H Ansaug- und Ausstoßvorgänge für eine niedrige Frequenz dar. In den Wellenformen G und H ist der diagonale Abschnitt, der durch eine gestrichelte Linie angegeben ist, d. h. die Anzahl von Übergängen des Reed-Ventils 44 vom Schließen zum Öffnen oder vom Öffnen zum Schließen, innerhalb einer Einheitszeit gering. Dies bedeutet, dass eine geringere Frequenz zu einem effizienteren Funktionieren der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 führt. In anderen Worten ist es durch Vermindern der Frequenz möglich, das Öffnungs-/Schließantwortverhalten des Reed- Ventils 44 zu erleichtern und die Effizienz der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 zu Verbessern. Selbst bei einer geringen Frequenz kann die Ausstoßmenge aufrechterhalten werden durch Erhöhen des Hubbetrages des Kolbens 43.
Durch Betrieben der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 mit einer relativ hohen Frequenz für eine Antwort des Ventilkörpers 63a des Reed-Ventils 44 wird ein Stoßdruck in der Kraftstoff- Druckbeaufschlagungskammer 45 der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 erzeugt. Falls der durchschnittliche Druck der Kraftstoff- Druckbeaufschlagungskammer 45 in solch einem Fall erhöht wird, würden daher Probleme beim Betreiben der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 entstehen. Falls die Hochdruckkraftstoffpumpe 3 mit einer relativ niedrigen Frequenz betrieben werden kann, um den Stoßdruck zu verhindern, wäre es umgekehrt möglich, den durchschnittlichen Ausstoßdruck der Pumpe zu verbessern.
Die Hochdruckkraftstoffpumpe 3 dieser Ausführungsform besitzt darüber hinaus wie oben beschrieben einen Nocken 48 mit drei Kämmen für den Sechszylinderverbrennungsmotor. Das heißt, die Anzahl an Nockenkämmen ist die Hälfte der Zylinderanzahl des Verbrennungsmotors. In diesem Zustand ist die Periodizität stabilisiert, und selbst wenn es eine geringe Pulsation gibt, ist es möglich, eine Einstellung unter Berücksichtigung einiger Fluktuationen vorzunehmen, indem im voraus geringe Unterschiede zwischen Zylindern für die Kraftstoffeinspritzdauer beispielsweise mittels eines Regelkreises eingestellt werden.
Wie oben beschrieben bringt in der Kraftstoffzufuhrvorrichtung dieser Ausführungsform die vorstehende Konfiguration einen kürzeren Abstand zwischen dem Hochdruckregulator 32 und der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 mit sich, wodurch die Wirkung der reflektierende Pulsationswelle des Kraftstoffs minimiert wird, wodurch eine Verminderung der Pulsation ermöglicht wird. Als Ergebnis daraus ist es möglich, die Menge eingespritzten Kraftstoffs und die Motordrehzahl zu stabilisieren. Der Hochdruckregulator, der herkömmlicherweise stromabwärts des Zufuhrrohrs 1 vorgesehen worden ist, kann weggelassen werden, und ein zwischen dem Hochdruckregulator und dem Zufuhrrohr 1 vorgesehener Kraftstoffpfad und ein zwischen dem Hochdruckregulator und dem Kraftstoffbehälter 2 vorgesehener Kraftstoffpfad können ebenso weggelassen werden, was zu einer kürzeren Leitung und einer Verminderung der Kosten führt.
Da der Hochdruckakkumulator 31 vorgesehen ist, der die Pulsation des von der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 ausgestoßenen Kraftstoffs absorbiert, kann die vorgenannte Kraftstoffdruckpulsationsbreite auf ein minimales Niveau begrenzt werden. Dies ermöglicht es, die Menge eingespritzten Kraftstoffs und die Motordrehzahl zu stabilisieren.
Der Hochdruckakkumulator 31 und der Hochdruckregulator 32 sind integral in der Hochdruckkraftstoffpumpeneinheit 200 zusammen mit der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 gebildet. Dieser Aufbau erlaubt eine Verminderung des Abstands zwischen diesen und eine effektive Vermeidung einer Kraftstoffpulsation. Ein Weglassen eines, beträchtlichen Abschnitts der Leitung ermöglicht es, kompaktere Abmessungen der Vorrichtung zu erzielen. Es ist allerdings nicht stets erforderlich, den Hochdruckakkumulator 31 und den Hochdruckregulator 32 integral mit der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 zu bilden. Ein Vorsehen dieser Bauteile zwischen der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 und dem Zufuhrrohr 1 in dem Hochdruckkraftstoffpfad 4 ist ausreichend, um die Vorteile der vorliegenden Erfindung zu erzielen. Es ist selbstverständlich, dass die Vorteile ausgeprägter sind, wenn die Position näher zu der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 in dem Hochdruckkraftstoffpfad 4 ist.

Ausführungsform 2

Fig. 9 ist ein schematisches Aufbaudiagramm, das eine weitere Ausführungsform der Kraftstoffzufuhrvorrichtung der Erfindung zeigt; Fig. 10 ist eine Schnittansicht einer Hochdruckkraftstoffpumpeneinheit dieser Ausführungsform der Kraftstoffzufuhrvorrichtung der Erfindung. In dieser Ausführungsform, wie in Fig. 9 gezeigt, ist eine Drainage eines Hochdruckregulators 32 zu dem Kraftstoffbehälter 2 zurückgeführt. In Fig. 10 ist in einem Durchgangsloch 40d, in welchem ein Hochdruckregulator 32 angeordnet ist, eine Drainage 61, die mit einem externen Kraftstoffbehälter 2 kommuniziert, in dem Durchgangsloch 40c, das eine Feder 57 enthält, gebildet.
Weitere Bauteile der Konfiguration sind dieselben wie die in der Ausführungsform 1 der Erfindung.
In der Kraftstoffzufuhrvorrichtung mit der oben beschriebenen Konfiguration wird der von dem Hochdruckregulator 32 ausgestoßene Kraftstoff zum Kühlen zurück zu dem Kraftstoffbehälter 2 gebracht. Der Kraftstoff wird daher nie auf eine hohe Temperatur gebracht oder verdampft, wodurch eine stabile Kraftstoffeinspritzung von einem Kraftstoffeinspritzer ermöglicht wird.

Ausführungsform 3

Fig. 11 ist ein schematisches Aufbaudiagramm, das eine weitere Ausführungsform der Kraftstoffzufuhrvorrichtung der Erfindung veranschaulicht; Fig. 12 ist eine Schnittansicht einer Hochdruckkraftstoffpumpeneinheit in dieser Ausführungsform der Kraftstoffzufuhrvorrichtung der Erfindung; und Fig. 13 ist eine Schnittansicht von Fig. 12, geführt entlang der Linie XIII-XIII. Wie in Fig. 11 gezeigt, kommuniziert in dieser Ausführungsform eine Drainage 58 des Hochdruckregulators 32 mit einer Drainage 8 einer Hochdruckkraftstoffpumpe 3 in der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 oder außerhalb der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 mittels beispielsweise eines Adapters. Ein Rückschlagventil 64 ist in der Drainage 8 der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 vorgesehen, um ein Rückfließen des Kraftstoffs von dem Hochdruckregulator 32 in die Hochdruckkraftstoffpumpe 3 zu verhindern. Ein Hochdruckakkumulator 70 vom Metallmembrantyp ist auf der Seite höheren Drucks der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 vorgesehen.
In Fig. 13, in einem Durchgangsloch 40, in welchem der Hochdruckregulator 32 angeordnet ist, ist die Drainage 58 die mit einer Vertiefung 40a des Gehäuses 40 kommuniziert, in dem Durchgangsloch 40d an dem Abschnitt davon, der eine Feder 57 aufnimmt, gebildet. Ein Rückschlagventil 64 ist in der Mitte der Drainage 58 vorgesehen. Das Rückschlagventil 64 besitzt ein zylindrisches Element 65, das einen Pfad bildet, und eine Kugel 66, die beweglich in dem zylindrischen Element 65 angeordnet ist. Die Kugel 66 wird mit einer Kraft in der Richtung nach rechts in Fig. 13 durch eine Feder 67 beaufschlagt, d. h. in einer Richtung der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 der Drainage 58. Das zylindrische Element 65 und die Kugel 66 regulieren den Kraftstoff in der Drainage 58, um nur in einer Richtung von der Hochdruckkraftstoffpumpe 2 zu dem Kraftstoffbehälter 2 bewegbar zu sein.
In dieser Ausführungsform ist ebenso dasselbe Dichtelement 50 wie in Ausführungsform 1 vorgesehen. Das Dichtelement 50 stellt eine Abdichtung bereit, um zu verhindern, dass durch eine Gleitfläche zwischen einem Zylinder 41 und einem Kolben 43 leckender Kraftstoff ausströmt. Der durch das Dichtelement 50 blockierte Kraftstoff strömt durch eine an dem äußeren Umfang des Zylinders 41 gebildete Nut 69, erreicht einen Raum zwischen einem Reed-Ventil 44 und einer Vertiefung 40a, und kehrt durch die Drainage 8 zu dem Kraftstoffbehälter 2 zurück. Der von dem Hochdruckregulator 32 ausgestoßene Kraftstoff erreicht andererseits die Vertiefung 40a durch die Drainage 58, und kehrt durch die Drainage 8 zu dem Kraftstoffbehälter 2 zurück.
In Fig. 12 ist eine Vertiefung 40c rechts des Gehäuses 40 in der Zeichnung gebildet. Ein Hochdruckakkumulator 70 ist an der Vertiefung 40c befestigt. Ein Ausstoßpfad 4b, der mit dem Ausstoßpfad 4a kommuniziert, ist als eine Vertiefung an dem Boden der Vertiefung 40c gebildet. Der Hochdruckakkumulator 70 umfasst ein im wesentlichen scheibenförmiges, dickes Gehäuse 70a, eine Metallmembran 70b, die aus einem Metallblech hergestellt ist, und eine scheibenförmige Platte 70c. Ein leicht abfallender Zahn ist auf eine Hauptfläche des Gehäuses 70a gebildet. Andererseits ist ein weiterer leicht abfallender Zahn auf eine Hauptfläche der Platte 70c gebildet. Das Gehäuse 70a und die Platte 70c sind mit der Metallmembran 70b dazwischen befestigt, so dass die beiden Zähne einander zugewandt sind. Die Metallmembran 70b und die Platte 70c sind miteinander entlang des gesamten Umfangs der zugewandten Flächen verschweißt und eng miteinander verbunden. Ein Hochdruckgas ist in einem geschlossenen Raum zwischen der Metallmembran 70b und dem Gehäuse 70a abgedichtet. Eine oder mehrere Kommunikationslöcher zum Passieren des Kraftstoffs sind in vorbestimmten Positionen in der Platte 70c eingebracht. Ein männliches Schraubengewinde 70e ist auf dem äußeren Umfang des Gehäuses 70a gebildet. Andererseits ist in der Vertiefung 70c ein weibliches Schraubengewinde gebildet, das mit dem männlichen Schraubengewinde 70e in Eingriff ist. Der Hochdruckakkumulator 70 ist mit einem O-Ring 51 abgedichtet und an der Vertiefung 40c angebracht, um das Kommunikationsloch 70d mit dem Ausstoßpfad 4b zu kommunizieren.
Der Hochdruckakkumulator 70 absorbiert eine Pulsation des in den Ausstoßpfad 4b ausgestoßenen Kraftstoffs. Genauer gesagt bewegt sich während der Periode des Ausstoßens des Kraftstoffs in den Ausstoßpfad 4b die Metallmembran 70b in Fig. 12 nach rechts, um einen Teil des ausgestoßenen Kraftstoffs zu speichern, und während der Periode des Ansaugens, während der Ausstoßen fortgesetzt wird, löst sie den gespeicherten Kraftstoff durch Zurückkehren nach uns in Fig. 12. Als Ergebnis daraus wird eine Pulsation des Drucks des ausgestoßenen Kraftstoffs der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 vermindert.
Die anderen Bauteile sind dieselben wie in Ausführungsform 1.
In der Kraftstoffzufuhrvorrichtung mit der oben beschriebenen Konfiguration besitzt die Hochdruckkraftstoffpumpe 3 die Drainage 8, die mit dem Kraftstoffbehälter 2 kommuniziert, und die Drainage 58 des Hochdruckregulators 32 kommuniziert mit der Drainage 8 der Hochdruckkraftstoffpumpe 3. Es ist dementsprechend möglich, den Umfang der Leitungen zu vermindern, was zu geringeren Kosten führt. Ein einfacherer Aufbau ist ebenso möglich. Da der Kraftstoff, der von dem Hochdruckregulator 32 zurückkehrt, niemals zurück zu der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 strömt, wird der Betrieb der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 stabilisiert.
Gemäß einer Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, umfassend einen Kraftstoffeinspritzer, der Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor einspritzt; einen Kraftstoffbehälter, der den Kraftstoff lagert; einen Kraftstoffpfad, der den Kraftstoffeinspritzer und den Kraftstoffbehälter verbindet; eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe, die an dem Ende des Kraftstoffpfades auf der Seite des Kraftstoffbehälters vorgesehen ist; eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe, die zwischen der Niederdruck-Kraftstoffpumpe und dem Kraftstoffeinspritzer des Kraftstoffpfades vorgesehen ist und eine Kraftstoffsaugöffnung, eine Kraftstoffausstoßöffnung und einen Zylinder besitzt, der ein Gleitloch, eine Kraftstoffdruckkammer, die an einem Teil des Gleitlochs gebildet ist, und einen Kolben, der hin und her bewegbar in dem Gleitloch angeordnet ist, besitzt, und die Hochdruck- Kraftstoffpumpe saugt den Kraftstoff von dem Kraftstoffpfad durch die Saugöffnung in die Kraftstoffdruckkammer zum Beaufschlagen desselben mit Druck und Ausgeben des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs von der Ausgabeöffnung in den Kraftstoffpfad, um den ausgegebenen Kraftstoff unter Druck zu dem Kraftstoffeinspritzer durch die Hin- und Herbewegungsarbeit des Kolbens zu fördern; und einen Hochdruck-Regulator, der zwischen der Hochdruck- Kraftstoffpumpe und dem Kraftstoffeinspritzer des Kraftstoffpfades vorgesehen ist, zum Einstellen des Drucks des von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe ausgegebenen Kraftstoffs, wobei der Hochdruck-Regulator eine Regulatordrainage besitzt, die mit der Niederdruckseite der Hochdruck-Kraftstoffpumpe kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruck-Regulator durch eine Federdruck-einstellende Schraube einstellbar ist.
Als Ergebnis daraus wird der Abstand zwischen dem Hochdruckregulator und der Hochdruckkraftstoffpumpe kürzer, und es ist möglich, die Wirkung einer reflektierten Welle einer Kraftstoffpulsation zu minimieren und die Pulsation zu vermindern. Die Menge eingespritzten Kraftstoffs kann stabilisiert werden, und die Motordrehzahl kann ebenso stabilisiert werden. Der Hochdruckregulator, der dem Stand der Technik bisher stromabwärts des Kraftstoffeinspritzers vorgesehen ist, kann weggelassen werden, und es ist ebenso möglich, den Kraftstoffpfad wegzulassen, der zwischen diesem Hochdruckregulator und dem Kraftstoffeinspritzer vorgesehen ist, und den Kraftstoffpfad wegzulassen, der zwischen diesem Hochdruckregulator und dem Kraftstoffbehälter vorgesehen ist, wodurch es ermöglicht ist, die Leitungslänge zu vermindern und Kosten einzusparen.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, in der ein Hochdruckakkumulator zwischen der Hochdruckkraftstoffpumpe und dem Kraftstoffeinspritzer des Kraftstoffpfades vorgesehen ist, zum Absorbieren des Pulsierens des von der Hochdruckkraftstoffpumpe ausgegebenen Kraftstoffs. Als Ergebnis daraus wird der Abstand zwischen dem Hochdruckregulator und der Hochdruckpumpe kürzer und es ist möglich, die Wirkung einer reflektierten Welle einer Kraftstoffpulsation zu vermindern und die Pulsation zu minimieren. Der Hochdruckakkumulator ermöglicht ferner eine Verminderung der Pulsation und der Pulsationsbreite. Es ist somit möglich, die Menge eingespritzten Kraftstoffs und die Motordrehzahl zu stabilisieren. Der im Stand der Technik stromabwärts des Kraftstoffeinspritzers vorgesehene Hochdruckregulator kann weggelassen werden. Es ist ebenso möglich, den zwischen dem Hochdruckregulator und dem Kraftstoffeinspritzer vorgesehene Kraftstoffpfad sowie einen zwischen dem Hochdruckregulator und dem Kraftstoffbehälter vorgesehene Kraftstoffpfad wegzulassen, was zu einer kürzeren Leitungslänge führt und eine Kostenverminderung erlaubt.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, in der ein Hochdruckregulator integral mit, der Hochdruckkraftstoffpumpe vorgesehen ist. Als Ergebnis daraus ist es möglich, den Abstand zwischen dem Hochdruckregulator und der Hochdruckkraftstoffpumpe weiter zu vermindern, und die Wirkung der reflektierten Welle weiter zu senken. Es reicht aus, eine geringere Anzahl an Teilen zu verwenden, was zu weniger Herstellungsschritten und somit zu geringeren Kosten führt. Darüber hinaus kann Einbauraum eingespart werden.
Gemäß noch einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, in der der Hochdruckregulator integral mit der Hochdruckkraftstoffpumpe vorgesehen ist. Als Ergebnis daraus ist es ausreichend, eine geringere Anzahl an Teilen zu verwenden, was zu weniger Herstellungsschritten und somit zu geringeren Kosten führt. Ferner kann Einbauraum eingespart werden.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, in der die Regulatordrainage mit dem Kraftstoffbehälter kommuniziert. Als Ergebnis daraus wird der durch den Hochdruckregulator ausgestoßene Kraftstoff zu dem Kraftstoffbehälter zum Kühlen zurückgeführt. Daher muss der Kraftstoff nicht in seiner Temperatur ansteigen und wird niemals verdampft. Dies erlaubt eine stabile Kraftstoffeinspritzung in dem Kraftstoffeinspritzer.
Gemäß noch einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, in der die Hochdruckkraftstoffpumpe eine Pumpendrainage besitzt, die mit dem Kraftstoffbehälter kommuniziert, und die Regulatordrainage kommuniziert mit der Pumpendrainage der Hochdruckkraftstoffpumpe. Als Ergebnis daraus kann die Leitungslänge vermindert werden und es können geringere Kosten erzielt werden. Ein einfacherer Aufbau ist möglich.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, die ferner ein Rückschlagventil umfasst, das zwischen der Pumpendrainage und der Regulatordrainage vorgesehen ist, um zu verhindern, dass von dem Hochdruckregulator zurückgekehrter Kraftstoff in die Hochdruckkraftstoffpumpe eintritt. Als Ergebnis daraus strömt von dem Hochdruckregulator zurückgekehrter Kraftstoff niemals zu der Hochdruckkraftstoffpumpe zurück, wodurch der Betrieb der Hochdruckkraftstoffpumpe stabilisiert wird.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, in der die Hochdruckkraftstoffpumpe vom Einzelzylindertyp ist. Dies ermöglicht es, den Aufbau der Hochdruckkraftstoffpumpe zu vereinfachen.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, in der die Anzahl von Nockenkämmen eines Nockens, der mit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors in Eingriff ist, die als Antriebseinrichtung zum Hin- und Herbewegen des Kolbens dient, geringer ist als die Anzahl von Zylindern des Verbrennungsmotors. Als Ergebnis daraus ist es möglich, die Kolbenfrequenz zu vermindern, das Öffnungs- /Schließantwortverhalten des Reed-Ventils zu erleichtern, und die Effizienz der Hochdruckkraftstoffpumpe zu verbessern. Da die Öffnungs-/Schließgeschwindigkeit des Reed-Ventils geringer wird, ist es möglich, ein Stoßdruck in der Kraftstoff-Druckbeaufschlagungskammer zu vermindern, wodurch eine Erhöhung in dem durchschnittlichen Druck der Kraftstoff- Druckbeaufschlagungskammer erlaubt wird.
Gemäß noch einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden. Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, in der die Anzahl von Nockenkämmen die Hälfte der Anzahl von Zylindern des Verbrennungsmotors ist. Dies führt zu einer stabilen Periodizität, und selbst bei Anwesenheit einer geringen Pulsation kann eine Variation davon beim Einstellen bekannt sein, wodurch es möglich wird, ein Einstellen unter Berücksichtigung der Variation vorzunehmen.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, in der die Hochdruckkraftstoffpumpe den Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor des Benzindirekteinspritztyps zuführt. Selbst bei einem Verbrennungsmotor, der Benzin verwendet, der schwache Schmiereigenschaften besitzt und eine Kraftstoff- Druckbeaufschlagungskammer besitzt, die unter hohem Druck schwierig zu betreiben ist, kann eine Verminderung der Kraftstoffdruckpulsation und des Stoßdrucks erzielt werden, wodurch eine effektive Erhöhung des Drucks ermöglicht wird.

Claims

1. Kraftstoffzufuhrvorrichtung, umfassend:

einen Kraftstoffeinspritzer (1), der Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor einspritzt;

einen Kraftstoffbehälter (2), der den Kraftstoff lagert;

einen Kraftstoffpfad (4, 5), der den Kraftstoffeinspritzer (1) und den Kraftstoffbehälter (2) verbindet;

eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe (10), die an dem Ende des Kraftstoffpfades auf der Seite des Kraftstoffbehälters (2) vorgesehen ist;

eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe (3), die zwischen der Niederdruck-Kraftstoffpumpe (10) und dem Kraftstoffeinspritzer (1) des Kraftstoffpfades (4, 5) vorgesehen ist, und eine Kraftstoffsaugöffnung (5c), eine Kraftstoffausgabeöffnung (4d), einen Zylinder (41), der ein Gleitloch (41a) besitzt, eine Kraftstoffdruckkammer (45), die an einem Teil des Gleitlochs (41a) gebildet ist, und einen Kolben (43), der hin und her bewegbar in dem Gleitloch (41a) angeordnet ist, besitzt, und die Hochdruck- Kraftstoffpumpe saugt den Kraftstoff von dem Kraftstoffpfad (5) durch die Saugöffnung (5c) in die Kraftstoffdruckkammer (45) zum Beaufschlagen desselben mit Druck und Ausgeben des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs von der Ausgabeöffnung (4d) in den Kraftstoffpfad (4), um den ausgegebenen Kraftstoff unter Druck zu dem Kraftstoffeinspritzer (10) durch die Hin- und Herbewegungsarbeit des Kolbens (43) zu fördern; und

einen Hochdruck-Regulator (32), der zwischen der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (3) und dem Kraftstoffeinspritzer (1) des Kraftstoffpfades (4) vorgesehen ist, zum Einstellen des Drucks des von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (3) ausgegebenen Kraftstoffs, wobei der Hochdruck-Regulator eine Regulatordrainage (33; 58; 61) besitzt, die mit der Niederdruckseite der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (3) kommuniziert,

dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruck-Regulator durch eine Federdruck-einstellende Schraube einstellbar ist.

2. Kraftstoffzufuhrvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend:

einen Hochdruck-Akkumulator (31), der zwischen der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (3) und dem Kraftstoffeinspritzer (1) des Kraftstoffpfades (4) vorgesehen ist, zum Absorbierendes Pulsierens des von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (3) ausgegebenen Kraftstoffs.

3. Kraftstoffzufuhrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin der Hochdruck-Regulator (32) integral mit der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (3) vorgesehen ist.

4. Kraftstoffzufuhrvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, worin der Hochdruck-Akkumulator (31) integral mit der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (3) vorgesehen ist.

5. Kraftstoffzufuhrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Regulatordrainage (61) mit dem Kraftstoffbehälter (2) kommuniziert.

6. Kraftstoffzufuhrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Hochdruck-Kraftstoffpumpe (3) eine Pumpendrainage (8) besitzt, die mit dem Kraftstoffbehälter (2) kommuniziert, und die Regulatordrainage (58) kommuniziert mit der Pumpendrainage (8).

7. Kraftstoffzufuhrvorrichtung nach Anspruch 6, ferner umfassend ein Rückschlagventil (64), das zwischen der Pumpendrainage (8) und der Regulatordrainage (58) vorgesehen ist, um zu verhindern, dass von dem Hochdruck-Regulator (32) zurückgeführter Kraftstoff in die Hochdruck-Kraftstoffpumpe (3) geht.

8. Kraftstoffzufuhrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin die Hochdruck-Kraftstoffpumpe (3) vom Einzylindertyp ist.

9. Kraftstoffzufuhrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin die Anzahl von Nockenkämmen eines Nockens (48), der mit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors in Eingriff ist, die als Antriebseinrichtung zum Hin- und Herbewegen des Kolbens (43) dient, geringer ist als die Anzahl von Zylindern des Verbrennungsmotors.

10. Kraftstoffzufuhrvorrichtung nach Anspruch 9, worin die Anzahl von Nockenkämmen die Hälfte der Anzahl von Zylindern des Verbrennungsmotors ist.

11. Kraftstoffzufuhrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, worin die Hochdruck-Kraftstoffpumpe (3) den Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor des Dieseldirekteinspritztyps fördert.