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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Baugruppe einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe
für die
Verwendung in einem Einspritzmotor.
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Beschreibung
des Stand der Technik
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Die
EP 0 531 533 offenbart eine
Kraftstoff-Einspritzeinrichtung
des Druckspeichertyps, umfassend eine Hochdruckpumpe mit einem Einlassventil
zum Steuern der Zufuhr zu der Hochdruckpumpe, welches ein elektromagnetisches
Ventil ist und mit einem Ausgabeventil. Die Kraftstoff-Einspritzeinrichtung
umfasst ferner eine Hochdruck-Speicherleitung/common
rail (im folgenden Kammerspeiseleitung). Die Hochdruckpumpe ist über ein
Rückschlagventil
durch eine Zuführleitung
mit der Kammerspeiseleitung verbunden.
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Motoren,
bei denen Kraftstoff in den Motorzylinder eingespritzt wird, den
sogenannten "Zylinder-Einspritzern" oder "Direkteinspritzern" sind unter Dieselmotoren
und Benzinmotoren bekannt. Zylinder-Einspritzer dieser Art erfordern,
dass ein ausreichend hoher Kraftstoff-Einspritzdruck bereitgestellt wird und
erfordern ferner, dass Kraftstoffdruckwellen minimiert sind, um
eine stabile Einspritzung zu sichern. Zu diesem Zweck wurden kompakte
Einzelzylinder-Hochdruck-Kraftstoffpumpen vorgeschlagen, die einen
einfachen Aufbau aufweisen und kostengünstig herstellbar sind.
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12 ist ein Blockdiagramm,
das das Layout einer Baugruppe einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 zeigt,
auf die die vorliegende Erfindung angewandt werden kann. In 12 führt eine Speiseleitung 1a Kraftstoff
zu den Kraftstoffeinspritzventilen 1, die Kraftstoff in
jeden der Motorzylinder (nicht dargestellt) einspritzen. Dieser Kraftstoff
wird der Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 über einen Niedrigdruck-Kraftstoffzufuhrkanal 5 mittels
einer Niedrigdruck-Kraftstoffpumpe (nicht dargestellt) aus einem
Kraftstoffbehälter
(nicht dargestellt) zugeführt. Die
Hauptkomponenten der Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 sind:
ein Niedrigdruckdämpfer 13;
eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20;
ein Hochdruckdämpfer 60;
und ein Rückschlagventil 70. Die
Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 umfasst: eine Zungenventilanordnung 30 mit
einem Einlassventil 22, das in einem Kraftstoffeinlass 5a angeordnet
ist und einem Auslassventil 21, das in einem Kraftstoffauslass 4a angeordnet
ist; und einen Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Hauptkörperabschnitt 23. Das
Rückschlagventil 70 öffnet, wenn
der Druck auf der Seite der Kraftstoffzufuhröffnung 9, die mit
der Speiseleitung 1a verbunden ist, niedriger ist als der Druck
des Kraftstoffs auf der Seite des Hochdruckdämpfers 60.
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Kraftstoffdruckwellen
in dem Kraftstoff, welcher der Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 über den
Niedrigdruck-Kraftstoffzufuhrkanal 5 zugeführt wird,
werden durch den Niedrigdruckdämpfer 13 absorbiert,
der Kraftstoff wird durch die Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 unter Druck
gesetzt und Wellen in dem unter Druck gesetzten Kraftstoff werden
durch den Hochdruckdämpfer 60 absorbiert
und der Kraftstoff strömt
durch das Rückschlagventil 70 und
wird von der Kraftstoffzufuhröffnung 9 der
Speiseleitung 1a zugeführt.
Ein Durchgang 10, der mit einem Hochdruckregler (nicht dargestellt)
in Verbindung steht, ist zwischen der Kraftstoffzufuhröffnung 9 und
der Speiseleitung 1a angeordnet.
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Ein
Querschnitt des Aufbaus der Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 ist
in 13 dargestellt. Ein
vergrößerter Querschnitt
des Bereichs, der durch die Punkt- und Strichlinie in 13 umgeben ist, ist in 14 dargestellt.
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In 13 ist ein zylindrischer
vertiefter Abschnitt 40a in dem Gehäuse 40 der Baugruppe
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 ausgebildet. Eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20,
die eine Zungenventilanordnung 30 umfasst und ein Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Hauptkörperabschnitt 23 sind
in dem vertieften Abschnitt 40a angeordnet.
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Die
Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 ist durch übereinander Anordnen der Zungenventilanordnung 30 und
des Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Hauptkörperabschnitts 23 an
dem Bodenabschnitt 40b des Gehäuses 40 ausgebildet.
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Details
der Zungenventilanordnung 30 in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 sind
in 14 dargestellt.
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Die
Zungenventilanordnung 30 umfasst zwei Plättchen 31, 33 und
ein dünnes
Ventilplättchen 32, das
zwischen den zwei Plättchen 31, 33 angeordnet ist.
Die Seite des Plättchens 31 der
Zungenventilanordnung 30 ist mit dem Bodenabschnitt 40b in
Kontakt stehend angeordnet und zwei angrenzende Durchgänge sind
in jedem der zwei Plättchen 31, 33 ausgebildet,
um ein Durchströmen
von Kraftstoff zu erlauben. Zwei der Durchgänge in den Plättchen 31, 33 weisen
größere Querschnitte
als ihre angrenzenden Gegendurchgänge auf, so dass die Ventile
in dem Ventilplättchen 32,
nämlich
dem Einlassventilkörper 32a und
dem Auslassventilkörper 32b jeweils nur
in einer Richtung agieren, wie es durch die gestrichelte Linie in
der Figur dargestellt ist. Die benachbarten Gegendurchgänge bilden
entsprechend einen Kraftstoffeinlass 5a, der die Rückbewegung
der Einlassventilkörpers 32a aufhält und der
Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 Kraftstoff
zuführt
und einen Kraftstoffauslass 40a, der die Rückbewegung
des Auslassventils 32b aufhält und dem Kraftstoffausgabedurchgang 4 und
dem Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Hauptkörperabschnitt 23 Kraftstoff
zuführt.
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Der
Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Hauptkörperabschnitt 23 ist
mit der Zungenventilanordnung 30 in Kontakt stehend angeordnet.
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Eine
Hülse 41 und
eine Kraftstoffdruckkammer 45, die von einem Kolben 43 umgeben
ist, der verschieblich in die Hülse 41 eingeführt ist,
sind in dem Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Hauptkörperabschnitt 23 ausgebildet.
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Zylindrische
Aussparungen sind in beiden Enden des Kolbens 43 ausgebildet.
Eine Schraubenfeder 36, die den Kolben 43 in der
Richtung nach unten drückt,
in der die Kraftstoffdruckkammer 45 erweitert wird, ist
in einem komprimierten Zustand zwischen einem Federhalter 37 und
dem Kolben 43 in der Aussparung an dem Ende der Zungenventilanordnung 30 des
Kolbens 43 angeordnet, um Kraftstoff einzusaugen. Ein Nockenstößel 46 ist
in der Aussparung in dem anderen Ende des Kolbens 43 befestigt,
so dass er sich frei drehen kann. Der Nockenstößel 46 steht in Kontakt
mit einem Nocken 41, der die Hochdruck-Kraftstoffpumpe antreibt. Der Nocken 48 ist
Teil einer Nockenwelle eines Motors (nicht dargestellt) oder er
ist auf der gleichen Achse davon angeordnet und die Nockenwelle
dreht sich zusammen mit einer Kurbelwelle des Motors um alle zwei Umdrehungen
der Kurbelwelle eine Umdrehung abzuschließen, wobei sich der Kolben 43 gemäß des Profils
des Nockens 48 hin- und
herbewegt. Das Volumen der Kraftstoffdruckkammer 45 wird
durch das Hin- und Herbewegen des Kolbens 43 geändert und unter
Druck gesetzter Kraftstoff wird in den Kraftstoff-Auslassdurchgang 4 ausgegeben.
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Eine
Ablasskammer 52, die Kraftstoff hält, der aus der Kraftstoffdruckkammer 45 über den
Gleitabschnitt 51 zwischen der Hülse 41 und dem Kolben 43 austritt,
ist zwischen der Hülse 41 und
einem Gehäuse 42 ausgebildet.
Der Kraftstoff, der in die Ablasskammer 52 austritt, wird
mittels eines Auslassdurchgangs 8 und eines Rückschlagventils 11,
das in 12 dargestellt
ist zu dem Kunststoffbehälter (nicht
dargestellt) zurückgeführt. Ein
Metallbalg 53, der der Hin- und Herbewegung des Kolbens 43 folgt und
den Kraftstoff einschließt,
der in die Ablasskammer 52 austritt, ist durch Schweißen an dem
Ende des Gehäuses 42 befestigt.
Das andere Ende des Balgs 53 ist an einem Deckel 54 angeschweißt, der luftdicht
an dem Kolben befestigt ist.
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Die
Zungenventilanordnung 30 und die Hülse 41 sind an dem
zylindrischen vertieften Abschnitt 40a des Gehäuses 40 durch
eine Gewindebuchse 35 mittels des Gehäuses 42 befestigt.
Eine Dichtung ist mittels eine O-Rings 55 zwischen dem
Gehäuse 40 und
dem Gehäuse 42 ausgebildet,
um ein Austreten von Kraftstoff zu verhindern. Eine Halterung 57 ist
auf der Außenseite
des Gehäuses 42 angeordnet
und durch einen O-Ring 56 abgedichtet.
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Ein
vertiefter Abschnitt 40c ist in dem Gehäuse 40 ausgebildet.
Ein Hochdruckdämpfer 60 ist
in diesem vertieften Abschnitt 40c befestigt. Hochdruckgas
wird in einem Raum in dem Hochdruckdämpfer 60 eingeschlossen,
der durch ein dickes im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 61 und
eine dünne
scheibenförmige
Metallmembran 62 abgedichtet ist. Die Metallmembran 62 bewegt
sich um den Druck des Hochdruckgases und den Druck des Kraftstoffs,
der von dem Kraftstoffauslassdurchgang 4 in die Dämpferkammer 64 strömt, die
durch die Metallmembran 62 und eine Platte 63 umgeben
ist, auszugleichen. Das Volumen der Dämpferkammer 64 wird
dadurch geändert,
wodurch Druckwellen in dem Kraftstoff in dem Kraftstoff-Auslassdurchgang 4 absorbiert
werden.
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Ein
Rückschlagventil 70,
welches öffnet, wenn
der Druck des Kraftstoffs auf der Seite der Speiseleitung 1a geringer
ist als der Druck des Kraftstoffs auf der Seite der Baugruppe der
Hochdruck-Kraftstoffpumpe, ist in dem Kraftstoff-Auslassdurchgang 4 zwischen
dem Hochdruckdämpfer 60 und
der Kraftstoff-Zufuhröffnung 9 angeordnet.
Das Rückschlagventil
ist vorgesehen, um den Kraftstoff innerhalb der Speiseleitung 1a auf
einem hohen Druck zu halten, selbst wenn der Motor angehalten wird
und um das Starten des Motors zu verbessern.
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Das
Rückschlagventil 70 umfasst:
eine Platte 71; ein Gehäuse 72;
eine Feder 73; einen O-Ring 74; einen kugelförmigen Ventilkörper 75;
und einen Ventilsitz 76. Der Ventilsitz 76 weist
einen verjüngten Abschnitt
in dem Ende einer zylindrischen Öffnung auf,
die ein Kraftstoffdurchgang ist und der Ventilkörper 75, der durch
eine Schraubenfeder 73 vorgespannt ist, dichtet diesen
verjüngten
Abschnitt ab, wodurch der Kraftstoff-Auslassdurchgang 4 verschlossen
wird. Die Feder 73 wird mittels des Gehäuses 72 durch in Eingriff
bringen und Befestigen des Gewindes auf der Platte 71 in
dem Gewinde in dem Gehäuse 40 positioniert
und bewirkt eine festgelegte Federkraft auf den Ventilkörper 75.
Der O-Ring 74 ist zwischen dem Gehäuse 40 und dem Gehäuse 72 angeordnet,
um ein Austreten von Kraftstoff zu verhindern.
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Während dem
Ausgabehub öffnet
sich der Auslassventilkörper 32b in
der Zungenventilanordnung 30 und die Hochdruckpumpe 20 gibt
Kraftstoff aus. Dann tritt die Hochdruckpumpe 20 in ihren
Einlasshub ein und der Druck in der Kraftstoffdruckkammer 45 nimmt
ab, während
der Einlassventilkörper 32a noch
offen ist. Zu diesem Zeitpunkt tritt aufgrund des Druckunterschiedes
zwischen dem Hochdruckkraftstoff auf der Seite des Hochdruckdämpfers 60 des
Auslassventils 21 und dem Kraftstoff auf der Seite der
dekomprimierten Kraftstoffdruckkammer 45 eine Rückströmung von
Kraftstoff auf. Je größer das Volumen
des Abschnitts zwischen dem Auslassventil 71 und dem Rückschlagventil 70,
das mit Kraftstoff gefüllt
ist, ist, d. h. sozusagen je größer das
kombinierte Volumen des Hochdruckdämpfers 60 und des Kraftstoff-Ausgabeauslasses 4 ist,
desto kleiner ist die Minderung des Kraftstoffdrucks auf der Seite
des Hochdruckdämpfers 60 des
Auslassventils 21 aufgrund der Rückströmung, d. h. sozusagen je größer der
Unterschied zwischen dem Kraftstoffdruck auf der Seite des Hochdruckdämpfers 60 des
Auslassventils 21 und dem Kraftstoffdruck auf der Seite
der dekomprimierten Kraftstoffdruckkammer 45 ist, desto größer ist
die Rückströmung, wodurch
der Auslassströmungs-Wirkungsgrad
(Füllungsgrad)
reduziert wird.
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Diese
Reduzierung des Auslassströmungs-Wirkungsgrades
ist insbesondere merkbar, wenn eine hohe Kraftstofftemperatur erforderlich
ist, um den Auslassdruck hoch zu halten und wenn der Auslassdruck
angehoben wird, weil die Viskosität des Kraftstoffes abnimmt.
Ist ferner der Querschnittsbereich des Kraftstoffauslassdurchgangs 4 klein,
wird die Strömung
des Kraftstoffs gedrosselt und der Kraftstoff kann nicht ausreichend
durch den Durchlass strömen
und daher ist der Druckverlust groß und der maximale Druck in
der Hochdruckpumpe 20 erhöht, wodurch ferner der Auslassströmungs-Wirkungsgrad
vermindert wird. Ist der Auslassdruck der Hochdruckpumpe 20 auf
diese Art und Weise erhöht, wird
zusätzlich
die Last auf den Nocken 48, der die Hochdruckpumpe antreibt,
erhöht,
wodurch der Reibungsgrad auf der Oberfläche, auf der der Nocken 48 mit
dem Nockenstößel 46 in
Kontakt steht, ebenfalls erhöht
wird. Wird ferner der Auslassdruck der Hochdruckpumpe 20 erhöht, erhöht sich
auch die Kraftstoffmenge, die von dem Gleitabschnitt 51 zwischen der
Hülse 41 und
dem Kolben 43 in die Auslasskammer 52 austritt
und die Kraftstoffströmung
ist minderwertig, wo der Querschnittsbereich des Durchgangs zwischen
der Hülse 41 und
dem Gehäuse 42 klein
ist, was Anlass zu Druckwellen innerhalb des Metallbalgs 53 gibt,
wenn sich der Kolben 43 hin und her bewegt, wodurch die
Haltbarkeit des Metallbalgs 53 reduziert wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die obigen Probleme zu lösen und
es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Baugruppe einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe
bereitzustellen, die eine hohe Auslassströmungseffizienz bzw. einen hohen Auslassströmungswirkungsgrad,
eine minimierte Reibung auf den Nocken, der die Hochdruck-Kraftstoffpumpe
antreibt, aufweist und die die Haltbarkeit des Metallbalgs verbessert.
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Die
Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Baugruppe einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe
zum Zuführen
von Hochdruckkraftstoff von einer Kraftstoffzufuhröffnung der Baugruppe
zu einer Speiseleitung eines Einspritzsystems von einem Motor die
Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe umfasst:
eine Hochdruckpumpe
mit einem Einlassventil, das in einem Kraftstoffeinlass angeordnet
ist und mit einem Auslassventil, das in einem Kraftstoffauslass
angeordnet ist;
einen Kraftstoff-Auslassdurchgang, der das
Auslassventil mit der Kraftstoffzufuhröffnung verbindet; und
eine
voluminöse
Kammer, die in dem Kraftstoffauslassdurchgang angeordnet ist und
Druckstöße bzw. Druckwellen
in dem Kraftstoff absorbiert und die ein Hochdruckdämpfer oder
ein Resonator ist,
wobei ein erstes Regelventil bzw. Rückschlagventil, das öffnet, wenn
der Druck auf der Seite der voluminösen Kammer niedriger als der
Druck auf der Seite des Auslassventils ist, innerhalb des Kraftstoffauslassdurchgangs
zwischen der voluminösen
Kammer und dem Auslassventil angeordnet ist.
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Die
Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung
ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass das erste Regelventil bzw.
Rückschlagventil
ein Kugelventil ist.
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Die
Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung
ist ebenfalls dadurch gekennzeichnet, dass das erste Regelventil
bzw. Rückschlagventil
ein Zungenventil ist.
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Die
Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung
ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Regelventil
bzw. Rückschlagventil
innerhalb des Kraftstoffauslassdurchgangs zwischen der Kraftstoffzufuhröffnung und
der voluminösen
Kammer vorgesehen ist.
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Die
Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung
ist ebenso dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnittsbereich
des Kraftstoffauslassdurchgangs entlang der gesamten Länge des
Kraftstoffauslassdurchgangs gleich dem Querschnittsbereich des Kraftstoffauslasses
oder größer als
dieser ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockdiagramm,
das das Layout einer Baugruppe einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist ein Querschnitt, der
den Aufbau der Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ist ein Querschnitt, der
den Aufbau eines ersten Regelventils gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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4 ist ein Blockdiagramm,
das das Layout einer Baugruppe einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der Ausführungsform
2 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ist ein Querschnitt, der
den Aufbau der Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der Ausführungsform
2 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ist ein Querschnitt, der
den Aufbau eines ersten Regelventils gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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7 ist ein Querschnitt entlang
der Linie 7-7 in 6;
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8 ist ein Blockdiagramm,
das das Layout einer Baugruppe einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der Ausführungsform
3 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ist ein Blockdiagramm,
das das Layout einer Baugruppe einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der Ausführungsformen
1 bis 3 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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10 ist ein Querschnitt,
der den Aufbau der Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der Ausführungsform
3 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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11 ist ein Blockdiagramm,
das das Layout einer herkömmlichen
Baugruppe einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe
zeigt;
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12 ist ein Querschnitt,
der den Aufbau der herkömmlichen
Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe zeigt; und
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13 ist ein Querschnitt,
der den Aufbau einer Zungenventilanordnung zeigt, die in der herkömmlichen
Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe Verwendung findet.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsform 1
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1 ist ein Blockdiagramm,
das das Layout einer Baugruppe einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 200 zeigt,
die eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist. 2 ist
ein Querschnitt der Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 200.
In den Figuren sind Teile und Komponenten, die gleich oder äquivalent
derer des herkömmlichen
Beispiels in den 12 bis 14 sind, mit identischen Bezugszeichen versehen
und wiederholende Erläuterungen
wurden weggelassen.
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Die
Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 200 in 1 unterscheidet sich von
der Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 in 12 dadurch, dass statt des
Regelventils 70 ein erstes Regelventil 210 dem
Auslassventil 21, das in dem Kraftstoffauslass 4a angeordnet
ist, nachgeschaltet und dem Hochdruckdämpfer 60 vorgeschaltet
angeordnet ist.
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Sozusagen
umfasst die Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 200,
die Hochdruckkraftstoff von einer Kraftstoffzufuhröffnung 9 zu
einer Speiseleitung 1a führt:
eine Hochdruckpumpe 20 mit
einem Einlassventil 22, das in einem Kraftstoffeinlass 5a angeordnet
ist und mit einem Auslassventil 21, das in einem Kraftstoffauslass 4a angeordnet
ist;
einem Kraftstoffauslassdurchgang 4, der das Auslassventil 21 mit
der Kraftstoffzufuhröffnung 9 verbindet;
und
einen Hochdruckdämpfer 60,
der in dem Kraftstoffauslassdurchgang 4 angeordnet ist
und eine voluminöse
Kammer aufweist, die Druckstöße in dem
Kraftstoff absorbiert;
wobei ein erstes Regelventil 210 zwischen
dem Kraftstoffauslassdurchgang 4 zwischen dem Hochdruckdämpfer 60 und
dem Auslassventil 21 angeordnet ist. Das erste Regelventil 210 öffnet, wenn
der Druck auf der Seite des Hochdruckdämpfers 60 niedriger
ist als der Druck auf der Seite des Auslassventils 21.
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Der
Aufbau der Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe, der mit dem
ersten Regelventil ausgestattet ist, ist in 2 dargestellt. In der Zeichnung ist das
erste Regelventil 210, das ein Kugelventil ist, in dem
Kraftstoffauslassdurchgang 4 zwischen dem Kraftstoffauslass 4a der
Zungenventilanordnung 30 und dem Hochdruckdämpfer 60 angeordnet.
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Das
erste Regelventil 210 umfasst ein Ventilsitz 211;
einen kugelförmigen
Ventilkörper 212;
eine Feder 213; und ein Gehäuse 214. 3 ist ein vergrößerter Querschnitt,
der den Aufbau des ersten Regelventils darstellt. In der Zeichnung
weist der hohle im wesentlichen zylindrische Ventilsitz 211 eine
innere zylindrische Öffnung 211a,
die einen Kraftstoffdurchgang bildet, wobei der Ventilsitz 211 an
dem Gehäuse 40 befestigt
ist. Der Ventilsitz 211 weist einen verjüngten Abschnitt
an einem Ende der zylindrischen Öffnung 211a auf
und der Ventilkörper 212,
der durch die Schraubenfeder 213 vorgespannt ist, bildet eine
Dichtung mit dem verjüngten
Abschnitt und schließt
den Kraftstoffauslassdurchgang 4. Die Feder 213 ist
zusammen mit dem Ventilkörper 212 in
eine zylindrische Öffnung 214a in
dem Gehäuse 214 eingeführt. Das
Gehäuse 214 weist
auf seiner äußeren Umfangsfläche ein
Außengewinde 214b auf,
das mit einem Innengewinde 40d, das in dem Gehäuse 40 angeordnet
ist, in Eingriff kommt und das Gehäuse 214 ist an dem
Gehäuse 40 befestigt,
um so eine festgelegte Federkraft auf den Ventilkörper 212 auszuüben.
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Ist
der Druck des Kraftstoffs auf der Seite des Auslassventils 21 höher als
ein gewisser Druck, der durch den Druck des Kraftstoffs auf der
Seite des Hochdruckdämpfers 60 und
die festgelegte Federkraft durch die Feder 213 aufgebracht
wird, bestimmt ist, wird der Ventilkörper 212 des ersten
Regelventils 210 nach oben in Richtung des oberen Endes
in 3 gedrückt. Kraftstoff
auf der Seite des Auslassventils 21 strömt durch die zylindrischen Öffnungen 214c, 214d,
die in dem Gehäuse 214 angeordnet sind
und wird auf der Seite des Hochdruckdämpfers 60 zugeführt. Mit
anderen Worten öffnet
das erste Regelventil 210, wenn der Druck auf der Seite
des Hochdruckdämpfers 60 geringer
ist als der Druck auf der Seite des Auslassventils 21.
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Der
Querschnittsbereich des Kraftstoffauslassdurchgangs 4 ist über seine
gesamte Länge gleich
dem Querschnittsbereich des Kraftstoffauslasses 4a, der
einen kreisförmigen
Querschnitt mit einem Durchmesser d aufweist oder größer als
dieser.
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Da
die Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung den obigen Aufbau aufweist, kann das Volumen
des Abschnitts zwischen dem Auslassventil 21 und dem ersten
Regelventil 210, der mit Kraftstoff befüllt ist, reduziert werden und
die Verminderung des Kraftstoffdrucks auf der Seite des Hochdruckdämpfers 60 des
Auslassventils 21 in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 aufgrund
der Rückströmung von
Hochdruckkraftstoff von der Seite des Hochdruckdämpfers 60 des Auslassventils 21 zu
der Kraftstoffdruckkammer 45 wird daher verbessert, wodurch
die Menge an Rückströmung minimiert
wird und die Auslassströmungseffizienz
bzw. der Auslassströmungs-Wirkungsgrad verbessert
wird.
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Da
der Querschnittsbereich des Kraftstoffauslassdurchgangs 4 ferner
vergrößert ist,
wird die Kraftstoffströmung
nicht gedrosselt und ein Druckverlust des Kraftstoffs, der in den
Kraftstoffauslassdurchgang 4 strömt, wird reduziert.
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Ferner
kann das erste Regelventil 210 die gleichen Funktionen
wie das Rückschlagventil 70 in 12 durchführen, d.
h. den Kraftstoff innerhalb der Speiseleitung 1a auf einem
hohen Druck zu halten, selbst wenn der Motor angehalten ist und
um das Starten des Motors zu verbessern.
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Ausführungsform 2
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4 ist ein Blockdiagramm,
das das Layout einer Baugruppe einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 300 darstellt,
die eine andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist. 5 ist
ein Querschnitt der Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 300. Da
der Aufbau eines ersten Regelventils 310 bei dieser Ausführungsform
der einzige Unterschied von dem Aufbau des ersten Regelventils 210 in
den 1 und 2 ist, wird die Erläuterung
von gleichen Teilen in den 1 und 2 weggelassen.
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In 1 unterscheidet sich das
erste Regelventil 310 von dem ersten Regelventil 210 in 1 dadurch, dass das erste
Regelventil 310 ein Zungenventil ist und der Aufbau der
Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 300, die mit dem
ersten Regelventil 310 ausgestattet ist, ist in 5 dargestellt.
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In 5 ist das erste Regelventil 310,
das ein Zungenventil ist, dem Auslassventil 21, das in dem
Kraftstoffauslass 4a angeordnet ist, nachgeschaltet und
dem Hochdruckdämpfer 60 vorgeschaltet
angeordnet. Details des Zungenregelventils 310 sind in
den 6 und 7 dargestellt. 6 ist eine detaillierte
Vergrößerung des
Regelventils aus 5 und 7 ist ein Querschnitt entlang
der Linie VII-VII in 6.
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In 6 ist das Regelventil aus
zwei scheibenförmigen
Plättchen 311, 313 und
einem dünnen Ventilplättchen 312,
das zwischen den zwei Plättchen 311, 313 angeordnet
ist, zusammengesetzt. Das Regelventil 310 ist in einer
Aussparung 40e in dem Gehäuse 40 eingeführt und
durch Crimpen des Plättchens 311 und
des Gehäuses 40 um
den äußeren Umfang
des Plättchens 311 an
dem Gehäuse 40 befestigt.
Angrenzende Durchgänge 311a, 313a sind in
den Plättchen 311, 313 ausgebildet,
um eine Kraftstoffdurchströmung
zu erlauben. Der Durchgang 311a in dem Plättchen 311 weist
einen größeren Querschnitt
auf als der angrenzende Gegendurchgang 313a in dem Plättchen 313,
so dass der Ventilkörper 312a in
dem Ventilplättchen 312 nur
in einer Richtung agiert, wie es durch die gestrichelten Linien in
der Figur dargestellt ist.
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Ist
in 5 der Druck des Kraftstoffs
auf der Seite des Auslassventils 21 höher als der Druck des Kraftstoffs
auf der Seite des Hochdruckdämpfers 60, wird
der Ventilkörper 312a des
ersten Regelventils 310 in Richtung des oberen Endes der
Figur gedrückt und
Kraftstoff auf der Seite des Auslassventils 21 wird der
Seite des Hochdruckdämpfers 60 zugeführt.
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Ausführungsform 3
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8 ist ein Blockdiagramm,
das das Layout einer Baugruppe einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 400 zeigt,
die eine andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist. 11 ist
ein Querschnitt der Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 400. Bei
dieser Ausführungsform
wurde ein Rückschlagventil
bzw. Regelventil 70 der 4 als
ein zweites Regelventil 210 zugefügt und eine Erläuterung
der mit der 4 gemeinsamen
Teile wird weggelassen.
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Ein
Zungenregelventil 310, ähnlich
dem in 5 dargestellten,
ist in dem Kraftstoffauslassdurchgang 4 angeordnet und
ein Regelventil 70, das ein zweites Regelventil ist, welches öffnet, wenn
der Druck des Kraftstoffs auf der Seite der Speiseleitung 1a niedriger
ist als der Druck auf der Seite der Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Baugruppe
ist zwischen dem Hochdruckdämpfer 60 und
der Kraftstoffzufuhröffnung 9 angeordnet.
Das Regelventil 70 ist vorgesehen, um den Kraftstoff innerhalb
der Speiseleitung 1a auf einem hohen Druck zu halten, selbst
wenn der Motor angehalten ist und um das Starten des Motors zu verbessern.
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Darüber hinaus
kann als eine Abwandlung der Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 400, die
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, das erste Regelventil 210 des
Kugeltyps, das in 2 dargestellt
ist, anstelle des zungenartigen ersten Regelventils 310,
verwendet werden. Darüber
hinaus ist bei der Baugruppe der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung
die voluminöse
Kammer, die Druckstöße bzw.
Wellen in dem Kraftstoff absorbiert, nicht auf einen Hochdruckdämpfer 60 begrenzt
und kann ein Resonator 360 sein, wie es bei der Baugruppe
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 410, die in 9 dargestellt ist, der Fall ist. Da der
Resonator 360 eine Öffnung 360a umfasst,
die einen festgelegten Querschnittsbereich aufweist und einen voluminösen Abschnitt,
der ein festgelegtes Volumen aufweist, absorbiert der Resonator 360 Druckstöße in dem
Kraftstoff mit speziellen Resonanzpunkten.
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Gemäß der Baugruppe
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung umfasst
eine Baugruppe einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe,
die Hochdruckkraftstoff von einer Kraftstoffzufuhröffnung zu
einer Speiseleitung fördert:
eine
Hochdruckpumpe mit einem Einlassventil, das in einem Kraftstoffeinlass
angeordnet ist und mit einem Auslass, das in einem Kraftstoffauslass
angeordnet ist,
einen Kraftstoffauslassdurchgang, der das Auslassventil
mit der Kraftstoffzufuhröffnung
verbindet, und
eine voluminöse
Kammer, die in dem Kraftstoffauslassdurchgang angeordnet ist und
Druckstöße in dem
Kraftstoff absorbiert;
wobei ein erstes Regelventil, das öffnet, wenn
der Druck auf der Seite der voluminösen Kammer niedriger als der
Druck auf der Seite des Auslassventils ist, innerhalb des Kraftstoffauslassdurchgangs
zwischen der voluminösen
Kammer und dem Auslassventil angeordnet ist. Somit wird die Verminderung
des Kraftstoffs auf der Seite der voluminösen Kammer des Auslassventils
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe aufgrund der Rückströmung von Hochdruckkraftstoff von
der Seite der voluminösen
Kammer des Auslassventils zu der Kraftstoffdruckkammer erhöht, wodurch
die Menge an Rückströmung minimiert
wird und der Auslass-Strömungswirkungsgrad
verbessert wird.
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Die
Reduzierung des Auslass-Strömungswirkungsgrades
wird verhindert, insbesondere wenn die Kraftstofftemperatur hoch
ist und wenn der Auslassdruck erhöht wird.
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Gemäß der Baugruppe
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung kann das
erste Regelventil ein Kugelventil sein. Somit kann die Rückströmung von
Kraftstoff von der Seite der voluminösen Kammer zu der Seite des
Auslassventils schwieriger gestaltet werden und die Wirkungsweise des
Aufrechterhaltens des Kraftstoffs innerhalb der Speiseleitung 1a auf
einem hohen Druck selbst wenn der Motor angehalten ist und das Verbessern
des Startens des Motors können
ebenfalls bewirkt werden.
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Gemäß der Baugruppe
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung kann das
erste Regelventil ein Zungenventil sein. Somit ist der Aufbau verglichen
zu dem Kugelventil einfach und in der Größe kompakt und der Auslass-Strömungswirkungsgrad
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe wird verbessert.
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Gemäß der Baugruppe
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung kann ein zweites
Regelventil innerhalb des Kraftstoffauslassdurchgangs zwischen der
Kraftstoffzufuhröffnung und
einer voluminösen
Kammer vorgesehen sein. Somit wird der Auslass-Strömungswirkungsgrad
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe durch das erste Regelventil verbessert
und der Kraftstoff innerhalb der Speiseleitung 1a wird
auf einem hohen Druck gehalten, selbst wenn der Motor angehalten
ist und das Starten des Motors wird durch das zweite Regelventil verbessert.
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Gemäß der Baugruppe
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung kann die
voluminöse
Kammer ein Hochdruckdämpfer
sein. Somit kann der Auslass-Strömungswirkungsgrad
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe verbessert sein und Wellen bzw. Druckstöße in dem
Druck des Kraftstoffs können
absorbiert werden.
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Gemäß der Baugruppe
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung kann die
voluminösen
Kammer ein Resonator sein. Somit kann der Auslass-Strömungswirkungsgrad
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe verbessert werden und Wellen in dem
Druck des Kraftstoffs können
absorbiert werden.
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Gemäß der Baugruppe
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung kann der Querschnittsbereich
des Kraftstoffauslassdurchgangs entlang seiner gesamten Länge gleich
dem Querschnittsbereich des Kraftstoffauslasses oder größer als
dieser sein. Somit wird die Kraftstoffströmung nicht gedrosselt und ein
Druckverlust in dem Kraftstoff, der in den Kraftstoffauslassdurchgang strömt, wird
vermindert. Da der Maximaldruck in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe
ferner nicht erhöht
wird, kann die Last auf den Nocken, der die Hochdruck-Kraftstoffpumpe antreibt,
reduziert werden, wodurch die Reibungsmenge auf der Oberfläche, auf der
der Nocken mit dem Nockenstößel in Kontakt steht,
reduziert wird. Da der Maximaldruck der Hochdruck-Kraftstoffpumpe
ferner nicht erhöht
wird, kann die Menge an Kraftstoff, die von dem Gleitabschnitt zwischen
der Hülse
und dem Kolben in die Ablasskammer austritt und das Auftreten von
Druckwellen innerhalb des Metallbalgs reduziert werden, wodurch die
Haltbarkeit des Metallbalgs verbessert wird.