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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung
zum Zuführen von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine.
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Die
JP 2003-176761 A ,
die der
EP 1319821 A2 entspricht,
offenbart eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung. Die Kraftstoffzufuhrvorrichtung
ist zwischen einem Kraftstoffbehälter und einer Dieselmaschine (nachstehend
nur als Maschine bezeichnet) angeordnet. Die Kraftstoffzufuhrvorrichtung
führt Kraftstoff von dem Kraftstoffbehälter durch
einen Kraftstofffilter zu Bestandteilen eines Hochdruckkraftstoffsystems zu,
das eine Commonrail und Kraftstoffeinspritzventile aufweist. Die
Kraftstoffzufuhrvorrichtung bringt übermäßigen
Kraftstoff (nachstehend als Rückführungskraftstoff
bezeichnet) von den Bestandteilen des Hochdruckkraftstoffsystems
zu dem Kraftstoffbehälter zurück. Diese Art von
Kraftstoffzufuhrvorrichtung hat eine Niederdruckkraftstoffförderpumpe (nachstehend
auch als Förderpumpe bezeichnet) und eine Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe.
Die Förderpumpe saugt den Kraftstoff von dem Kraftstoffbehälter
an und beaufschlagt den Kraftstoff vorübergehend mit Druck.
Die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe beaufschlagt ferner den zuvor
durch die Förderpumpe mit Druck beaufschlagten Kraftstoff
mit Druck. Der vorstehend genannten Rückführungskraftstoff
ist verhältnismäßig heiß. Daher
wird der Rückführungskraftstoff zu dem Kraftstoffbehälter
zurückgebracht und durch den Kraftstoff in dem Kraftstoffbehälter
gekühlt.
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Als
eine Bauart der vorstehend genannten Kraftstoffzufuhrvorrichtung
hat die Kraftstoffzufuhrvorrichtung, die in der
JP 2003-176761 A offenbart ist,
einen Einführungsdurchgang in einem Kraftstoffkreislauf,
der einen Kraftstofffilter auf einer stromaufwärtigen Seite
der Kraftstoffpumpe hat. Der Einführungsdurchgang führt
den Rückführungskraftstoff von den Bestandteilen
des Hochdruckkraftstoffsystems zu einer Einlassseite des Kraftstofffilters
zurück. In dieser Kraftstoffzufuhrvorrichtung ist der Kraftstofffilter
auf der stromaufwärtigen Seite der Förderpumpe
angeordnet. Daher ist es möglich, den verhältnismäßig
heißen Rückführungskraftstoff unter Verwendung
einer Druckdifferenz zwischen dem Druck des Kraftstoffes auf der
Einlassseite des Kraftstofffilters, der im Allgemeinen ein Unterdruck
ist, und dem Druck des Rückführungskraftstoffs,
der ungefähr gleich einem atmosphärischen Druck
ist, zu dem Kraftstofffilter mit Zuverlässigkeit einzuführen.
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Die
JP 57-156068 U offenbart
eine andere Art einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung. Diese Kraftstoffzufuhrvorrichtung
hat eine elektrische Heizeinrichtung auf einer Einlassseite des
Kraftstofffilters, das heißt in einem Kraftstoffdurchgang
zwischen dem Kraftstofffilter und dem Kraftstoffbehälter.
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Die
EP 0819844 A2 offenbart
noch eine andere Art einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung. Diese Kraftstoffzufuhrvorrichtung
hat einen Einführungsdurchgang in einem Kraftstoffkreislauf,
der einen Kraftstofffilter auf einer stromabwärtigen Seite
der Förderpumpe hat. Der Einführungsdurchgang
führt den Rückführungskraftstoff zu einer
Einlassseite des Kraftstofffilters ein. In dieser Kraftstoffzufuhrvorrichtung
ist ein Druck des Kraftstoffs auf der Einlassseite des Kraftstofffilters
im Allgemeinen ein Überdruck. Diese Kraftstoffzufuhrvorrichtung
zielt darauf hin, den Rückführungskraftstoff zu
der Einlassseite des Kraftstofffilters einzuführen, wo
der Druck des Kraftstoffes ein Überdruck ist.
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eine Wahrscheinlichkeit
eines Anordnens des Kraftstofffilters auf der stromabwärtigen
Seite der Förderpumpe studiert, um den Druck des Kraftstoffs zu
steigern, der auf den Kraftstofffilter wirkt. Falls eine Maschine
in einem Zustand mit verhältnismäßig niedriger
Temperatur gestartet wird, ist die Viskosität des Kraftstoffs
hoch und Wachs kann aus dem Kraftstoff ausfallen. Daher kann ein
Festsetzen von ausgefälltem Wachs (nachstehend nur als
Wachsfestsetzen bezeichnet) in dem Kraftstofffilter auftreten. Falls der
Kraftstofffilter auf der stromabwärtigen Seite der Förderpumpe
angeordnet ist, wird der Kraftstoff durch den Kraftstofffilter durch
den erhöhten Kraftstoffdruck mit Druck gefördert
und es ist möglich, ein Auftreten des Wachsfestsetzens
zu verzögern. Es gibt jedoch eine Befürchtung,
dass das Wachsfestsetzen früher oder später auftreten
kann.
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In
dieser Hinsicht kann die Kraftstoffzufuhrvorrichtung, die in der
JP 2003-176761 A offenbart ist,
auf diese Art von Kraftstoffkreislauf angewandt werden, der den
Kraftstofffilter auf einer stromabwärtigen Seite der Förderpumpe
hat. Der Druck des Kraftstoffs auf der Einlassseite des Kraftstofffilters wird
nicht geringer als der Druck des Rückführungskraftstoffs.
Dementsprechend kann die Kraftstoffzufuhrvorrichtung der
JP 2003-176761 A nicht
realisiert werden, wenn sie auf den Kraftstoffkreislauf angewandt
wird, der den Kraftstofffilter auf der stromabwärtigen
Seite der Förderpumpe hat.
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Falls
die Kraftstoffzufuhrvorrichtung, die in der
JP 57-156068 U offenbart
ist, auf den Kraftstoffkreislauf angewandt wird, der den Kraftstofffilter
auf der stromabwärtigen Seite der Förderpumpe
hat, ist es möglich, das Wachsfestsetzen in den Kraftstofffilter
zu vermeiden. Dieser Fall erfordert jedoch eine elektrische Heizeinrichtung
und Teile sowie eine elektrische Verdrahtung werden notwendig, um
eine Wärmequelle auf der Einlassseite des Kraftstofffilters auszubilden.
Daher sind Kosten der Kraftstoffzufuhrvorrichtung beträchtlich
erhöht.
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Falls
die Kraftstoffzufuhrvorrichtung, die in der
EP 0819844 A2 offenbart
ist, auf den Kraftstoffkreislauf angewandt wird, der den Kraftstofffilter
auf der stromabwärtigen Seite der Förderpumpe
hat, ist es notwendig, den Druck des Rückführungskraftstoffes
höher als den Druck des Kraftstoffes auf der Einlassseite
des Kraftstofffilters zu halten. In diesem Fall wirkt der Druck
des Rückführungskraftstoffes auf eine Ausgabeseite
der Förderpumpe als ein Gegendruck. Daher kann der Druck
des Rückführungskraftstoffs eine Ausgabeeffizienz
der Förderpumpe senken und kann in manchen Fällen
die Förderpumpe vergrößern.
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Die
vorliegende Erfindung ist angesichts der vorstehend genannten Probleme
erfolgt. Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Kraftstoffzufuhrvorrichtung zu schaffen, die Kraftstoff auf einer
Einlassseite eines Kraftstofffilters bei einem Überdruck
halten kann und ein Wachsfestsetzen in dem Kraftstofffilter vermeiden
kann.
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Um
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird eine
Kraftstoffzufuhrvorrichtung zum Zuführen von Kraftstoff
von einem Kraftstoffbehälter zu einem Hochdruckkraftstoffsystem
geschaffen. Das Hochdruckkraftstoffsystem sammelt den Kraftstoff
unter einem hohen Druck, führt den Kraftstoff zu einer
Brennkraftmaschine unter dem hohen Druck zu und bringt Überschusskraftstoff,
der ein Teil des Kraftstoffs ist, der einmal in dem Hochdruckkraftstoffsystem
angesammelt wurde, aber noch nicht zu der Brennkraftmaschine zugeführt
worden ist, zu dem Kraftstoffbehälter zurück.
Die Kraftstoffzufuhrvorrichtung hat eine Kraftstoffpumpe, eine Filtereinheit,
eine Strahlpumpe und einen Einführungsdurchgang. Die Kraftstoffpumpe
saugt den Kraftstoff von dem Kraftstoffbehälter an und
gibt den Kraftstoff zu dem Hochdruckkraftstoffsystem ab. Die Filtereinheit
hat ein Filterelement, das an einer stromabwärtigen Seite
der Kraftstoffpumpe angeordnet ist, um Fremdmaterial, das in dem
Kraftstoff enthalten ist, der von der Kraftstoffpumpe abgegeben
wird, zu entfernen. Die Strahlpumpe hat eine Düse, die
in einem Kraftstoffzufuhrdurchgang zwischen der Kraftstoffpumpe
und dem Filterelement eingebaut ist, um den Kraftstoff zu einer
stromabwärtigen Seite der Düse in dem Kraftstoffzufuhrdurchgang
einzuspritzen. Der Einführungsdurchgang führt
den Überschusskraftstoff von dem Hochdruckkraftstoffsystem
zu der stromabwärtigen Seite der Düse zu.
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Die
Erfindung ist zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen
und Vorteilen am besten aus der nachstehenden Beschreibung, den
anhängenden Patentansprüchen und den begleitenden
Zeichnungen zu verstehen, in denen:
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1 eine
schematische Zeichnung ist, die eine Konstruktion einer Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung
zeigt, die eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist;
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2 eine
Teilschnittansicht ist, die eine Filtereinheit in 1 zeigt,
die ein Filterelement und eine Strahlpumpe aufweist;
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3 eine
Draufsicht ist, die die Filtereinheit von 2 zeigt;
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4 eine
Schnittansicht der Filtereinheit entlang der Linie IV-IV von 2 ist;
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5 eine
Schnittansicht der Filtereinheit entlang der Linie V-V von 3 ist;
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6 eine
Schnittansicht der Filtereinheit entlang der Linie VI-VI von 3 ist;
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7A eine
Schnittansicht ist, die eine Öffnungs-/Schließeinrichtung
in 5 zeigt, die sich in einem geschlossenen Zustand
befindet;
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7B eine
Schnittansicht ist, die die Öffnungs-/Schließeinrichtung
in 5 zeigt, die sich in einem geöffneten
Zustand befindet;
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8 ein
Graph ist, der eine Öffnungs-/Schließcharakteristik
der Öffnungs-/Schließeinrichtung in 5 schematisch
zeigt;
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9 eine
schematische Zeichnung ist, die eine Konstruktion einer Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung
zeigt, die eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
aufweist; und
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10 eine
schematische Zeichnung ist, die eine Konstruktion einer Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung
zeigt, die eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
aufweist.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf
die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Elemente, die einander
in den Ausführungsbeispielen entsprechen, sind durch gleiche
Bezugszeichen bezeichnet und sind nicht wiederholt beschrieben.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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1–8 zeigen
eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt
eine Gesamtkonstruktion einer Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung
für eine Dieselmaschine (nachstehend einfach als eine Maschine
bezeichnet), die die Kraftstoffzufuhrvorrichtung gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel aufweist. 2–8 zeigen
charakteristische Konstruktionen der Kraftstoffzufuhrvorrichtung
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. 3–7 zeigen eine Strahlpumpe, eine Öffnungs-/Schließeinrichtung
und eine Kraftstoffströmungsrateneinstellvorrichtung in
einer Filtereinheit. 8 zeigt schematisch eine Öffnungs-/Schließcharakteristik
der Öffnungs-/Schließeinrichtung.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist die Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung 1 ein
System zum Einspritzen von Kraftstoff in Zylinder (vier Zylinder
in diesem Ausführungsbeispiel) der Maschine 2.
Die Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung 1 weist eine Commonrail 40,
Kraftstoffeinspritzventile 50, die Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 und
einen Steuerkreis 200 auf. Die Commonrail 40 sammelt
mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff darin. Die Kraftstoffeinspritzventile 50 spritzen
den mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff, der von der Commonrail 40 zugeführt
wird, in die Zylinder der Maschine 2 ein. Die Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 führt
Kraftstoff zu der Commonrail 40 zu. Der Steuerkreislauf 200 steuert Betriebe
der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 und der Kraftstoffeinspritzventile 50.
Hierdurch steuert der Steuerkreislauf 20 eine Ausgabemenge
der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 und eine Einspritzmenge der
Kraftstoffeinspritzventile 50 in Übereinstimmung mit
einem Laufzustand der Maschine 2.
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Die
Commonrail 40 empfängt den mit Hochdruck beaufschlagten
Kraftstoff, der von einer Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 zugeführt
wird, und sammelt den mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff als
einen Soll-Commonraildruck an, der einem Kraftstoffeinspritzdruck
entspricht. Der Soll-Commonraildruck ist auf der Grundlage des Laufzustands (zum
Beispiel eines Beschleunigeröffnungsgrades und einer Maschinendrehzahl)
der Maschine 2 durch die Steuereinheit 200 festgelegt.
Die Commonrail 40 ist mit einem Druckreduzierventil 41 versehen,
das einen Teil des Kraftstoffes in die Commonrail 40 abgibt.
Signale von dem Steuerkreislauf 200 steuern einen Betrieb
des Druckreduzierventils 41 getrennt von einer Einstellung
einer Ausgabemenge der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60,
die durch ein Saugsteuerventil 74 ausgeführt wird.
Hierdurch kann das Druckreduzierventil 41 den Commonraildruck
bei einem spezifischen Druck einstellen. Eine Kraftstoffleitung 43,
die mit einem Kraftstoffbehälter 30 in Verbindung
steht, ist mit dem Druckreduzierventil 41 verbunden. Wenn
das Druckreduzierventil 41 öffnet, ist die Kraftstoffleitung 43 geöffnet.
Dann strömt der in der Commonrail 40 angesammelte
Kraftstoff durch die Kraftstoffleitung 43 zurück
zu dem Kraftstoffbehälter 30.
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Die
Kraftstoffeinspritzventile 50 sind an der Maschine 2 eingebaut,
um den Zylindern zu entsprechen, so dass der Kraftstoff von der
Commonrail 40 zu Brennkammern der Maschine 2 zugeführt
werden kann. Die Kraftstoffeinspritzventile 50 sind mit
der Commonrail 40 durch Hochdruckleitungen 51 verbunden.
Der Steuerkreislauf 200 steuert Kraftstoffeinspritzsteuerzeiten
und Kraftstoffeinspritzmengen der Kraftstoffeinspritzventile 50.
Eine Kraftstoffleitung 52, die mit dem Kraftstoffbehälter 30 in
Verbindung steht, ist mit den Kraftstoffeinspritzventilen 50 verbunden.
Von dem Kraftstoff, der von der Commonrail 40 zu den Kraftstoffeinspritzventilen 50 zugeführt wird,
wird Überschusskraftstoff, der nicht durch die Kraftstoffeinspritzventile 50 eingespritzt
wird, durch die Kraftstoffleitung 52 zu dem Kraftstoffbehälter 30 zurückgebracht.
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Die
Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 saugt den Kraftstoff von
dem Kraftstoffbehälter 30 an, beaufschlagt den
Kraftstoff mit Druck und führt den mit Druck beaufschlagten
Kraftstoff durch eine Kraftstoffleitung 42, die mit der
Commonrail 40 verbunden ist, zu der Commonrail 40 zu.
Die Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 weist eine Kraftstoffpumpe 20,
eine Filtereinheit 80, die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 und das
Saugsteuerventil 74 auf. Die Kraftstoffpumpe 20 saugt
den Kraftstoff von dem Kraftstoffbehälter 30 an und
beaufschlagt den Kraftstoff vorbereitend mit Druck. Der Kraftstofffilter 80 entfernt
Fremdmaterial, das in dem Kraftstoff enthalten ist, der von der
Kraftstoffpumpe 20 abgegeben wird. Der vorbereitend mit Druck
beaufschlagte Kraftstoff wird von der Kraftstoffpumpe 20 zu
der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 zugeführt.
Die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 beaufschlagt den
Kraftstoff weiter mit Druck und fördert den Kraftstoff
zu der Commonrail 40 unter Druck. Das Saugsteuerventil 74 stellt
eine Menge des Kraftstoffs, der von der Kraftstoffpumpe 20 zu
der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 zugeführt
wird, ein. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Druckeinstellvorrichtung
(nicht gezeigt) an der Kraftstoffpumpe 20 angebracht, um
einen Abgabedruck der Kraftstoffpumpe 20 einzustellen.
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Die
Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 hat eine Nockenwelle 601,
die als eine Antriebswelle der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 dient,
und Kolben 604. Die Nockenwelle 601 dreht sich,
indem sie eine Antriebskraft einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) der
Maschine 2 empfängt. Die Kolben 604 werden durch
die Nockenwelle 601 angetrieben und bewegen sich in Zylindern 607 hin
und her. Der Kraftstoff wird in Übereinstimmung mit reziprokierenden
Bewegungen der Kolben 604 angesaugt und mit Druck beaufschlagt
und der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff wird zu der Commonrail 40 zugeführt.
Die Zahl der Kolben 604 beträgt zwei oder mehr
(zwei in diesem Ausführungsbeispiel). Die Kolben 604 sind
einander in einer radialen Richtung der Nockenwelle 601 gegenüberliegend,
so dass die Kolben 604 den Kraftstoff abwechselnd ansaugt
und mit Druck beaufschlagt.
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Die
Nockenwelle 601 und die Kolben 604 sind in einem
Pumpengehäuse (nicht gezeigt) untergebracht. Die Nockenwelle 601 hat
einen Nocken 602, der integral mit der Nockenwelle 601 dreht.
Der Nocken 602 ist in einer Nockenkammer 608 aufgenommen,
die in dem Pumpengehäuse ausgebildet ist. Ein Nockenring 603 ist
drehbar an einen äußeren Umfang des Nockens 602 gepasst.
Eine Metallbuchse ist zwischen dem Nocken 602 und dem Nockenring 603 zwischengeordnet.
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Die
Kolben 604 sind durch die Zylinder 607, die in
dem Pumpengehäuse ausgebildet sind, gestützt,
so dass die Kolben 604 reziprokieren können. Ein
Mitnehmer 605 ist integral an einem Endabschnitt des Kolbens 604 auf
der Seite der Nockenwelle 601 ausgebildet. Eine Feder 606 drückt
den Mitnehmer 605 auf eine äußere Umfangsfläche
des Nockenrings 603. Wenn sich die Nockenwelle 601 dreht,
wandelt der Nockenring 603 eine exzentrische Drehung des Nockens 602 in
eine reziprokierende lineare Bewegung um und die reziprokierende
lineare Bewegung wird auf den Mitnehmer 605 übertragen.
Hierdurch reziprokieren die Kolben 604 in den Zylindern 607.
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Eine
Druckbeaufschlagungskammer 609 ist in jedem der Zylinder 607 definiert,
so dass ein Volumen der Druckbeaufschlagungskammern 609 sich
in Übereinstimmung mit der reziprokierenden Bewegung der
Kolben 604 ändert. Ein Saugdurchgang 62 und
ein Ausgabedurchgang 63 sind mit der Druckbeaufschlagungskammer 609 verbunden.
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Ein
Saugventil 621, das öffnet, wenn der Kraftstoff
in die Druckbeaufschlagungskammer 609 gesaugt wird, ist
in dem Saugdurchgang 62 eingebaut. Ein Ausgabeventil 631,
das öffnet, wenn der Kraftstoff von der Druckbeaufschlagungskammer 609 ausgegeben
wird, ist in dem Ausgabedurchgang 63 eingebaut. Die Kraftstoffleitung 42 verbindet
den Ausgabedurchgang 63 mit der Commonrail 40.
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Wenn
sich der Kolben 604 in dem Zylinder 607 zu der
Nockenwelle 601 bewegt, steigt das Volumen der Druckbeaufschlagungskammer 609 und
ein Druck des Kraftstoffes in der Druckbeaufschlagungskammer 609 sinkt.
Hierdurch drückt der Kraftstoff, der von der Kraftstoffpumpe 20 zu
dem Saugdurchgang 62 zugeführt wird, das Saugventil 621 auf
und wird in die Druckbeaufschlagungskammer 609 gesaugt.
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Wenn
der Kolben 604 sich von der Nockenwelle 601 in
dem Zylinder 607 weg bewegt, sinkt das Volumen der Druckbeaufschlagungskammer 609 und
der Kraftstoff, der in die Druckbeaufschlagungskammer 609 gesaugt
wird, wird mit Druck beaufschlagt. Danach drückt, wenn
der Druck des Kraftstoffes in der Druckbeaufschlagungskammer 609 einen
Ventilöffnungsdruck des Ausgabeventils 631 überschreitet,
der Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer 609 das
Ausgabeventil 631 auf und wird durch den Ausgabedurchgang 63 zu
der Commonrail 40 ausgegeben.
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Die
Kraftstoffpumpe 20 ist in dem Kraftstoffbehälter 30 eingebaut.
Die Kraftstoffpumpe 20 ist zum Beispiel eine herkömmliche
Elektropumpe, die durch Elektrizität angetrieben wird.
Die Kraftstoffpumpe 20 und die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 entsprechen
einer Kraftstoffeinspritzpumpe in den Patentansprüchen.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Kraftstoffpumpe 20 und
die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 getrennt voneinander
ausgebildet und die Kraftstoffpumpe 20 wird nicht durch
die Maschine 2 angetrieben. Daher ist es möglich,
einen Betrieb der Kraftstoffpumpe 20 zu steuern und es
ist möglich, eine Ausgabemenge der Kraftstoffpumpe 20 unabhängig
von dem Laufzustand der Maschine 2 einzustellen. Die Kraftstoffpumpe 20 und
die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 sind nicht auf die
vorstehend genannte Konfiguration begrenzt. Zum Beispiel können
die Kraftstoffpumpe 20 und die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 als
eine Zufuhrpumpe konfiguriert sein, in der die Kraftstoffpumpe 20 und die
Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 durch eine gemeinsame
Pumpenantriebswelle durch die Maschine 2 angetrieben werden.
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Eine
Einlassseite (eine Saugseite) der Kraftstoffpumpe 20 ist
nicht auf eine Konfiguration begrenzt, die mit einem Vorfilter (nicht
gezeigt) versehen ist, der Fremdmaterial entfernt, das in dem Kraftstoff
in dem Kraftstoffbehälter 30 enthalten ist. Die Kraftstoffpumpe 20 kann
ohne dem Vorfilter konfiguriert sein.
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Die
Kraftstoffpumpe 20 wird angetrieben, indem sie elektrisch
angeregt wird, und gibt den Kraftstoff, der von dem Kraftstoffbehälter 30 angesaugt wird,
durch eine Kraftstoffleitung 21 zu der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 ab.
Die Filtereinheit 80 ist in der Kraftstoffleitung 21 eingebaut,
um Fremdmaterial, das in dem Kraftstoff enthalten ist, zu entfernen.
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Das
Saugsteuerventil 74 ist ein elektromagnetisches Ventil,
dessen Ventilöffnungsgrad durch den Steuerkreislauf 200 auf
der Grundlage des Laufzustands der Maschine 2 gesteuert
wird. Das Saugsteuerventil 74 ist in dem Saugdurchgang 62 eingebaut.
Der Steuerkreislauf 200 stellt eine Ausgabemenge ein, das
heißt eine Menge des Kraftstoffes, der in die Druckbeaufschlagungskammern 609 der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 gesaugt
wird, durch Steuern des Ventilöffnungsgrades des Saugsteuerventils 74 ein.
Ein Kraftstoffdurchgang 75 ist mit einer stromabwärtigen
Seite des Saugsteuerventils 74 verbunden. Der Kraftstoff,
der austritt, während das Saugsteuerventil 74 geschlossen
ist, wird durch den Kraftstoffdurchgang 75 zu einer stromabwärtigen Seite
der Nockenkammer 608 zurückgebracht.
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Ein
Kraftstoffdurchgang 78 ist mit dem Saugdurchgang 62 verbunden.
Der Kraftstoffdurchgang 78 erstreckt von einer stromaufwärtigen
Seite des Saugsteuerventils 74 zu der Nockenkammer 608.
Ein Teil des Kraftstoffes, der von der Kraftstoffpumpe 20 abgegeben
wird, wird durch den Kraftstoffdurchgang 78 zu der Nockenkammer 608 als
ein Schmiermittel zugeführt. Der Kraftstoff, der zu der
Nockenkammer 608 zugeführt wird, schmiert den
Nocken 602, die Kolben 604 usw. und kehrt durch
einen Kraftstoffdurchgang 64 und eine Kraftstoffleitung 65 zu
dem Kraftstoffbehälter 30 zurück. Der
Kraftstoffdurchgang 78, die Nockenkammer 608,
der Kraftstoffdurchgang 64 und die Kraftstoffleitung 65 sind
nicht damit vorgesehen, das eine Zirkulation eines Kraftstoffs unterbindet,
wie beispielsweise ein Ventil, so dass der Kraftstoff hierdurch
immer strömen kann, während die Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 arbeitet.
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Die
Kraftstoffleitungen 43, 52, 65, die für
das Druckreduzierventil 41, die Kraftstoffeinspritzventile 50 bzw.
die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 eingerichtet sind,
entsprechen einem Überschusskraftstoffdurchgang 99. Überschusskraftstoff,
der von Bestandteilen des Hochdrucksystems zu dem Kraftstoffbehälter 30 zurückgebracht
wird, strömt durch den Überschusskraftstoffdurchgang 99.
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Wie
in 1, 2, 4, 5, 6 gezeigt
ist, ist die Filtereinheit 80 zwischen der Kraftstoffpumpe 20 und
der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 angeordnet. Die Filtereinheit 80 entfernt Fremdmaterial,
das in dem Kraftstoff enthalten ist, der von der Kraftstoffpumpe 20 abgegeben
wird, und führt den Kraftstoff zu der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 zu.
Die Filtereinheit 80 weist ein Filterelement 81,
eine Strahlpumpe 90, ein Auf-/Zuventil 93, das
als die Öffnungs-/Schließeinrichtung wirkt, ein Entlastungsventil 95,
ein Filtergehäuse 89 usw. auf.
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Das
Filterelement 81 ist zum Beispiel aus nicht gewebtem Stoff
aufgebaut und ist dem vorstehend genannten Vorfilter in der Leistung
eines Entfernens von Fremdmaterial überlegen. In anderen
Worten ist eine Größe der Löcher in dem
Filterelement 81 (nachstehend als Geflecht bezeichnet),
die einen Durchgang von feinkörnigen Partikeln, wie beispielsweise
Fremdmaterial, in der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 erlauben,
kleiner als die Größe eines Geflechtes des anderen
Vorfilters.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist ein Kraftstoffdurchgang 82,
der mit der Kraftstoffleitung 21 der Kraftstoffpumpe 20 in
Verbindung steht, mit einer Einlassseite (einer stromaufwärtigen
Seite) des Filterelements 81 verbunden. Der Kraftstoffdurchgang 82 entspricht
einem Kraftstoffzufuhrdurchgang in den Patentansprüchen.
Ein Kraftstoffdurchgang 83 ist mit einer Auslassseite (einer
stromaufwärtigen Seite) des Filterelements 81 verbunden.
Der Kraftstoffdurchgang 83 führt den Kraftstoff
zu dem Saugdurchgang 62 der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 zu.
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Eine
Kraftstoffleitung 84 verbindet ein stromabwärtiges
Ende des Kraftstoffdurchgangs 83 mit dem Saugdurchgang 62 der
Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60.
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Wie
in 1, 4 gezeigt ist, ist die Stahlpumpe 90,
die eine Düse 91 hat, in dem Kraftstoffdurchgang 82 eingebaut.
Die Strahlpumpe 90 spritzt den Kraftstoff, der von der
Kraftstoffpumpe 20 abgegeben wird (nachstehend als Ausgabekraftstoff
bezeichnet), aus der Düse 91 in den Kraftstoffdurchgang 82 und
generiert eine Saugkraft an einer stromabwärtigen Seite
der Düse 91. Durch Verwenden dieser Saugkraft
führt die Kraftstoffpumpe 90 den anderen Kraftstoff
als den Ausgabekraftstoff zu der stromabwärtigen Seite
der Düse 91 ein.
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Wie
in 4, 5 gezeigt ist, schafft die Düse 91 in
der vorstehend genannten Strahlpumpe 90 einen konisch geformten
Durchgang in dem Kraftstoffdurchgang 82. Ein Einspritzanschluss 91a,
der als ein Strömungsbeschränkungsabschnitt wirkt,
ist in einem vorderen Abschnitt des konisch geformten Durchgangs
in der Düse 91 ausgebildet. Ferner hat die Strahlpumpe 90 eine
Einbaukammer 82a und einen Halsdurchgang 82b auf
einer stromabwärtigen Seite der Düse 91 in
dem Kraftstoffdurchgang 82. Die Düse 91 ist
in der Einbaukammer 82a eingebaut. Der Halsdurchgang 82b erstreckt
sich in einer halsartigen Weise von einem stromabwärtigen
Ende der Einbaukammer 82a. Die Einbaukammer 82a hat
eine zylindrische Form, die einen Umfang der Düse 91 umgibt. Der
Halsdurchgang 82b hat eine zylindrische Form, die sich
in einer axialen Richtung der Düse 91 erstreckt.
Die Düse 91 ist in der Einbaukammer 82a eingebaut,
so dass eine Mittelachse der Düse 91 mit einer
Mittelachse der Einbaukammer 82a und dem Halsdurchgang 82b koaxial
fluchten.
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Die
Einbaukammer 82a generiert einen Unterdruck, der als eine
Quelle der Saugkraft wirkt. Der Halsdurchgang 82b führt
den Ausgabekraftstoff, der aus dem Einspritzanschluss 91a eingespritzt
wird, und den Überschusskraftstoff, der durch einen Einführdurchgang 92 durch
die Saugkraft eingeführt wird, zu dem Filterelement 81 zu,
das an einer stromabwärtigen Seite des Kraftstoffdurchgangs 82 angeordnet
ist. Die Einbaukammer 82a entspricht einer stromabwärtigen
Seite einer Düse in den Patentansprüchen.
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Wie
in 1, 5 gezeigt ist, verbindet der Einführdurchgang 92 den
Kraftstoffdurchgang 82 auf der stromabwärtigen
Seite der Düse 91 mit dem Überschusskraftstoffdurchgang 99.
Das Auf-/Zuventil 93 ist in einem Weg des Einführdurchgangs 92 eingebaut.
Das Auf-/Zuventil 93 ermöglicht und unterbindet
einen Strom des Kraftstoffes durch den Einführdurchgang 92.
Wenn das Auf-/Zuventil 93 geöffnet ist, steht
die stromabwärtige Seite der Düse 91 durch den
Einführdurchgang 92 mit dem Überschusskraftstoffdurchgang 99 in
Verbindung. Hierdurch wird, wenn der Ausgabekraftstoff der Kraftstoffpumpe 20 zu
der Strahlpumpe 90 zugeführt wird, die Saugkraft auf
der stromabwärtigen Seite der Düse 91 generiert. Hierdurch
wird der verhältnismäßig heiße Überschusskraftstoff
zu der stromabwärtigen Seite der Düse 91 durch
die Saugkraft eingeführt. Das Auf-/Zuventil 93 entspricht
einer Öffnungs-/Schließeinrichtung in den Patentansprüchen.
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Wie
in 5, 7 gezeigt ist, öffnet
und schließt das Auf-/Zuventil 93 den Einführdurchgang 92 in Übereinstimmung
mit einer Temperatur des Kraftstoffs. Das Auf-/Zuventil 93 ist
in dem Einführdurchgang 92 eingebaut. Das Auf-/Zuventil 93 weist ein
Ventilelement 931, einen Ventilsitzabschnitt 932 und
ein Rückschlagventil 933 auf. Das Ventilelement 931 ist aus
einem wärmefühlenden bzw. wärmeempfindlichen
Teil, wie beispielsweise einem Bimetall, aufgebaut. Das Ventilelement 931 wird
auf den Ventilsitzabschnitt 932 gesetzt und davon abgehoben. Das
Rückschlagventil 933 ist auf einer stromabwärtigen
Seite des Ventilsitzabschnitts 932 angeordnet.
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Wie
in 7B gezeigt ist, wird das Ventilelement 931 in
einem spezifischen Temperaturbereich (nachstehend als ein erster
Temperaturbereich bezeichnet) thermisch verformt, um den Ventilsitzabschnitt 932 abzuheben.
Wie in 7A gezeigt ist, ist das Ventilelement 931 in
seine ursprüngliche Form in einem anderen gewissen Temperaturbereich
(nachstehend als ein zweiter Temperaturbereich bezeichnet) zurückgebracht
und das Ventilelement 931 sitzt auf dem Ventilsitzabschnitt 932.
Wie in 8 gezeigt ist, entspricht der erste Temperaturbereich
einem Niedertemperaturzustand, in dem eine Temperatur des Überschusskraftstoffs
unterhalb T1 (zum Beispiel 22°C oder niedriger) liegt.
Der zweite Temperaturbereich entspricht einem heißen Zustand,
in dem die Temperatur des überschüssigen Kraftstoffs
oberhalb T2 liegt (T2 > T1).
In dem zweiten Temperaturbereich beträgt die Temperatur
des überschüssigen Kraftstoffs zum Beispiel 35°C
oder mehr. Insbesondere ist, wenn das Auf-/Zuventil 93 sich
in dem Hochtemperaturzustand befindet, in dem sich die Temperatur
des überschüssigen Kraftstoffs oberhalb T2 befindet,
das Auf-/Zuventil 93 geschlossen. Danach öffnet,
wenn die Temperatur des Überschusskraftstoffs auf T1 gefallen
ist, das Auf-/Zuventil 93. Wenn einmal das Auf-/Zuventil 93 geöffnet
hat, verbleibt das Auf-/Zuventil offen, während das Ventilelement 931 sich
in dem Niedertemperaturzustand befindet, in dem sich die Temperatur
des Überschusskraftstoffs unterhalb T1 befindet.
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Wenn
die Temperatur des überschüssigen Kraftstoffs
auf T2 gestiegen ist, öffnet das Auf-/Zuventil 93.
-
Wenn
die Temperatur des Kraftstoffs sich unterhalb der vorstehend genannten
Temperatur T1 befindet, kann Wachs aus dem Kraftstoff ausfallen,
der von dem Kraftstoffbehälter 30 angesaugt wird.
Wenn die Temperatur des Kraftstoffs T1 oder weniger beträgt,
sollte eine Zufuhr von Überschusskraftstoff zu dem Filterelement 81 unter
dem Betrieb der Kraftstoffpumpe 20 gestartet werden. Wenn
die Temperatur des Kraftstoffs sich oberhalb der vorstehend genannten
Temperatur T2 befindet, fällt kein Wachs aus dem Kraftstoff
aus, der von dem Kraftstoffbehälter 30 angesaugt
wird. Wenn die Temperatur des Kraftstoffs T2 oder mehr beträgt,
kann eine Zufuhr von Überschusskraftstoff zu dem Filterelement 81 unter
dem Betrieb der Kraftstoffpumpe 20 gestoppt werden. Die Temperatur
T1 und die Temperatur T2 entsprechen einer ersten vorgegebenen Temperatur
bzw. einer zweiten vorgegebenen Temperatur in den Patentansprüchen.
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Wenn
das Ventilelement 931 von dem Ventilsitzabschnitt 932 abhebt,
wird der Überschusskraftstoff auf einer stromaufwärtigen
Seite des Auf-/Zuventils 93 in dem Überschusskraftstoffdurchgang 99 zu
einer stromabwärtigen Seite des Ventilsitzabschnitts 932 zugeführt,
wie durch Pfeile in 7B angegeben ist. Dann drückt
der Überschusskraftstoff, der von der stromaufwärtigen
Seite des Auf-/Zuventils 93 zugeführt wird, das
Rückschlagventil 933 auf und der Überschusskraftstoff
strömt zu der stromabwärtigen Seite der Düse 91 in
dem Kraftstoffdurchgang 82 aus.
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Wie
in 1, 4, 6 gezeigt
ist, ist ein Ende eines Entlastungsdurchgangs 94, der als
ein Abgabedurchgang wirkt, mit der stromabwärtigen Seite
der Strahlpumpe 90 in dem Kraftstoffdurchgang 82 verbunden.
Das andere Ende des Entlastungsdurchgangs 94 ist mit dem Überschusskraftstoffdurchgang 99 auf
der stromabwärtigen Seite (der Seite des Kraftstoffbehälters 30 in 1)
an einem Zweigpunkt verbunden, an dem der Einführdurchgang 92 von
dem Überschusskraftstoffdurchgang 99 abzweigt.
Das Entlastungsventil 95 ist in einem Weg des Entlastungsdurchgangs 94 eingebaut.
Das Entlastungsventil 95 öffnet, wenn ein Druck
des Kraftstoffes auf der stromaufwärtigen Seite des Filterelements 81 einen
vorgegebenen Wert überschreitet. Wenn das Entlastungsventil 95 geöffnet
ist, wird ein Teil des Kraftstoffes, der von der Strahlpumpe 90 zu dem
Filterelement 81 strömt, zu dem Überschusskraftstoffdurchgang 99 zurückgebracht,
insbesondere zu der stromabwärtigen Seite des Zweigpunkts,
an dem der Einführdurchgang 92 von dem Überschusskraftstoffdurchgang 99 abzweigt.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Druck des Kraftstoffs auf der stromaufwärtigen
Seite des Filterelements 81 unterhalb eines vorgegebenen
Werts aufrechterhalten. Der Entlastungsdurchgang 94 und
das Entlastungsventil 95 entsprechen einer Kraftstoffströmungsrateneinstellvorrichtung
in den Patentansprüchen.
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Wie
in 2, 4, 5 gezeigt
ist, weist das Filtergehäuse 89 ein erstes Gehäuse 89a und
ein zweites Gehäuse 89b auf. Das erste Gehäuse 89a hat
eine zylindrische Form mit einem Boden. Das zweite Gehäuse 89b blockiert
eine obere Öffnung des ersten Gehäuses 89a.
Wie in 2 gezeigt ist, hat das erste Gehäuse 89a das
Filterelement 81 darin aufgenommen und gehalten. Das erste
Gehäuse 89a hat einen internen Durchgang 89a1,
der das Filterelement 81 durchdringt. Wenn der Kraftstoff
in die Filtereinheit 80 strömt, strömt
der Kraftstoff durch den internen Durchgang 89a1 in eine stromabwärtige Richtung
in 2. Dann kehrt der Strom des Kraftstoffs in einem
Bodenabschnitt des ersten Gehäuses 89a um und
der Kraftstoff strömt in eine stromaufwärtige
Richtung in 2 zu einer Filterfläche 81a des Filterelements 81.
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Wie
in 4, 5, 6 gezeigt
ist, sind der Kraftstoffdurchgang 82, der Einführdurchgang 92 und
der Entlastungsdurchgang 94 in dem zweiten Gehäuse 89b ausgebildet.
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Wie
in 4, 6 gezeigt ist, verbindet der Entlastungsdurchgang 94 eine
stromabwärtige Seite des Halsdurchgangs 82b, der
zu dem Filterelement 81 führt, mit dem Überschusskraftstoffdurchgang 99. Der
Kraftstoffdurchgang 82 und der Überschusskraftstoffdurchgang 99 stehen
miteinander durch das Entlastungsventil 95 in Verbindung.
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Wie
in 4, 5 gezeigt ist, verbindet der Einführdurchgang 92 die
Einbaukammer 82a mit dem Überschusskraftstoffdurchgang 99,
insbesondere mit einer stromaufwärtigen Seite eines Zweigpunkts,
an dem der Entlastungsdurchgang 94 von dem Überschusskraftstoffdurchgang 99 abzweigt. Der
Kraftstoffdurchgang 82 und der Überschusskraftstoffdurchgang 99 stehen
miteinander durch das Auf-/Zuventil 93 in Verbindung. Eine Öffnung 92a des Einführdurchgangs 92,
das heißt eine Öffnung des Einführdurchgangs 92 auf
der Seite der Einbaukammer 82a, ist in der Nähe
des Einspritzanschlusses 91a der Düse 91 positioniert.
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Eine
Konstruktion der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel ist vorstehend beschrieben worden.
Ein Betrieb der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 ist nachstehend
beschrieben. Der Betrieb der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 ist
für jede von einer Zeit, wenn die Maschine 2 gestoppt
ist, einer Zeit, wenn die Maschine 2 gestartet ist, und
einer Zeit, wenn die Maschine 2 normal läuft,
beschrieben.
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Wenn
die Maschine 2 läuft, kehrt der Überschusskraftstoff
in den Kraftstoff in dem Kraftstoffbehälter 30 zurück.
Hierdurch wird der Überschusskraftstoff durch den Kraftstoff,
der in dem Kraftstoffbehälter 30 gespeichert ist
(nachstehend als Speicherkraftstoff bezeichnet), gekühlt
und der Speicherkraftstoff wird durch den Überschusskraftstoff
aufgewärmt. Dementsprechend fällt kein Wachs aus
dem Ausgabekraftstoff der Kraftstoffpumpe 20 aus.
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Danach
stoppt, wenn die Maschine 2 gestoppt ist, der Steuerkreis 200 Betriebe
der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60, der Commonrail 40 und
der Kraftstoffeinspritzventile 50. Hierdurch ist ein Rückstrom
des Überschusskraftstoffes zu dem Kraftstoffbehälter 30 gestoppt
und die Temperatur des Speicherkraftstoffs fällt.
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Der Überschusskraftstoffdurchgang 99 steht immer
mit dem Kraftstoffbehälter 30 in Verbindung. Daher
strömt, nachdem die Maschine 2 gestoppt wurde,
der Kraftstoff in dem Überschusskraftstoffdurchgang 99 in
den Kraftstoffbehälter 30. Hierdurch kommt das
Auf-/Zuventil 93, das in dem Einführdurchgang 92 der
Filtereinheit 80 eingebaut ist, von einem eingetauchten
Zustand in dem Überschusskraftstoff heraus und die Temperatur
des Ventilelements 931 fällt.
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Falls
die Temperatur des Ventilelements 931 unterhalb der Temperatur
T1 in Übereinstimmung mit einer Temperatur von atmosphärischer
Luft, die das Ventilelement 931 umgibt, gefallen ist, wird
das Ventilelement 931 durch eine Wärme fühlende
Funktion verformt und das Ventilelement 931 wird von dem Ventilsitzabschnitt 932 gehoben.
Und zwar öffnet das Auf-/Zuventil 93. Zu diesem
Zeitpunkt ist das Rückschlagventil 933 geschlossen.
Daher strömt keine atmosphärische Luft in den Überschusskraftstoffdurchgang 99 in
dem Kraftstoffdurchgang 82, der zu dem Filterelement 81 führt.
Durch dieses Rückschlagventil 933 ist es möglich,
ein Eindringen von Luft in den Kraftstoffdurchgang 82 zu
verhindern, der zu dem Filterelement 81 führt,
sogar wenn das Auf-/Zuventil 93 geöffnet ist,
während die Maschine 2 gestoppt ist.
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Wenn
die Temperatur der atmosphärischen Luft sich oberhalb der
Temperatur T1 befindet, schließt das Auf-/Zuventil 93 nicht,
wenn die Temperatur die Temperatur T1 überschreitet, aber,
wenn die Temperatur die Temperatur T2 erreicht. Wachs fällt nicht
aus dem Kraftstoff aus, wenn die Maschine 2 unter der Bedingung
gestartet wird, in der die Temperatur der atmosphärischen
Luft sich oberhalb der Temperatur T2 befindet.
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In
der nachstehenden Beschreibung wird vorausgesetzt, dass die Maschine 2 unter
eine Bedingung gestoppt und gestartet wird, in der die Temperatur
der atmosphärischen Luft sich unterhalb der Temperatur
T2 befindet und das Auf-/Zuventil 93 öffnen kann.
In der nachstehenden Beschreibung ist der Betrieb der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 nicht
um die Zeit beschrieben, wenn die Maschine 2 gestartet wird,
nachdem die Maschine 2 unter der Bedingung gestoppt worden
ist, in der die Temperatur der atmosphärischen Luft sich
oberhalb der Temperatur T2 befindet.
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Wenn
die Maschine 2 gestartet wird, treibt der Steuerkreislauf 200 der
Kraftstoffstoffpumpe 20, die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60,
die Commonrail 40 und die Kraftstoffeinspritzventile 50 an und
steuert sie. Hierdurch arbeitet die Kraftstoffpumpe 20 und
die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60. Die Kraftstoffpumpe 20 pumpt
den Kraftstoff vorbereitend und die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 fördert
den Kraftstoff unter Druck.
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Der
Ausgabekraftstoff der Kraftstoffpumpe 20 strömt
durch die Kraftstoffleitung 21 in den Kraftstoffdurchgang 82 der
Filtereinheit 80. Der Kraftstoff, der in den Kraftstoffdurchgang 82 strömt,
wird zu der Düse 91 der Strahlpumpe 90 eingeführt
und wird aus dem Einspritzanschluss 91a der Düse 91 eingespritzt.
Der Kraftstoff, der von dem Einspritzanschluss 91 eingespritzt
wird, strömt durch die Einbaukammer 82a in den
Halsdurchgang 82b. Zu dieser Zeit generiert die Einspritzung
des Kraftstoffs aus dem Einspritzanschluss 91a den Unterdruck,
der als die Quelle der Saugkraft wirkt, in der Einbaukammer 82a.
Eine Querschnittsfläche eines Kraftstoffdurchflussdurchgangs
ist vorwärts gerichtet in dem Halsdurchgang 82b fortschreitend
erweitert. Hierdurch kehrt der Kraftstoff, der von dem Einspritzanschluss 91a eingespritzt
wird, zu einem Zustand zurück, in dem er über
eine gesamte Querschnittsfläche des Halsdurchgangs 82b strömt,
und der Druck des Kraftstoffs kehrt zu einem Wert entsprechend dem
Druck des Ausgabekraftstoffs stromaufwärts der Düse 91 zurück.
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In
anderen Worten hat der Ausgabekraftstoff der Kraftstoffpumpe 20 den
Unterdruck und generiert die Saugkraft nur in einem begrenzten Abschnitt
des Kraftstoffdurchgangs 82, das heißt nur auf
der stromabwärtigen Seite der Düse 91 (nur
in der Einbaukammer 82a). Wenn die Saugkraft in der Einbaukammer 82a generiert wird,
drückt der Überschusskraftstoff, der durch den Überschusskraftstoffdurchgang 99 strömt
und einen Überdruck hat, das Rückschlagventil 933 auf
und der Überschusskraftstoff strömt durch den
Einführdurchgang 92 in die Einbaukammer 82a.
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Der
Ausgabekraftstoff der Kraftstoffpumpe 20 und der Überschusskraftstoff,
die durch den Einführdurchgang 92 geströmt
sind, vereinigen sich miteinander in der Einbaukammer 82a und
werden zu der stromabwärtigen Seite des Halsdurchgangs 82b zugeführt.
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Der
vorstehend genannte Ausgabekraftstoff und der Überschusskraftstoff,
die sich miteinander in der Einbaukammer 82a durch die
Saugkraft vereinigt haben, sind nachstehend als Transferkraftstoff
bezeichnet, der durch die Düse 91 transferiert
bzw. übertragen wird.
-
Der
Transferkraftstoff wird durch Vereinigen des Ausgabekraftstoffs
der Kraftstoffpumpe 20 mit dem verhältnismäßig
heißem Überschusskraftstoff ausgebildet. Hierdurch
kann der Transferkraftstoff, der durch den Halsdurchgang 82b zu
dem Filterelement 81 zugeführt wird, den Überschusskraftstoff
zu einer Filterfläche auf einer Einlassseite des Filterelements 81 mit
Zuverlässigkeit einführen. Hierdurch wird die
Temperatur des Kraftstoffs in der Filterfläche auf der
Einlassseite des Filterelements 81 erhöht und es
ist möglich, ein Verstopfen des Filterelements 81 zu
vermeiden, das durch Wachs verursacht wird, das aus dem Kraftstoff
ausfällt, wenn die Temperatur des Kraftstoffes verhältnismäßig
kalt ist.
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Als
ein Weg um die Temperatur des Kraftstoffs auf der Einlassseite des
Filterelements 81 zu heben, wird der Überschusskraftstoff,
der durch die Saugkraft der Düse 91 transferiert
wird, zu der Einlassseite des Filterelements 81 eingeführt.
Daher ist es notwendig, die Filtereinheit 80, die das Filterelement 81 hat,
mit einer Wärmequelle, wie beispielsweise einer elektrischen
Heizeinrichtung, zu versehen. Das heißt, dass externe Vorrichtungen,
wie beispielsweise Teile einer Heizquelle, nicht insbesondere erforderlich
sind.
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Der Überschusskraftstoff
kann zu der Einlassseite des Filterelements 81 als ein
Teil des vorstehend genannten Transferkraftstoffs eingeführt werden.
Daher ist es möglich, den Überschusskraftstoff
direkt zu dem Filterelement 81 zu bringen, und es ist möglich,
die Filteroberfläche 81a des Filterelements 81,
die die Filterfläche kontaktiert, direkt zu erwärmen.
Ferner kann, während das Filterelement 81 den
Transferkraftstoff filtert, der Überschusskraftstoff die
Temperatur des Kraftstoffs, der durch das Filterelement 81 gelangt,
erhöhen. Dementsprechend ist es möglich, die Temperatur
des Kraftstoffs in der Filterfläche auf der Einlassseite
des Filterelements 81 zu erhöhen und die Temperatur
des Filterelements 81 selber zu erhöhen.
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Wenn
die Maschine 2 normal läuft, ohne ein Abwürgen
der Maschine zu verursachen, wird ein Druck des Hochdruckkraftstoffs,
der in der Commonrail 40 angesammelt ist und zu den Kraftstoffeinspritzventilen 50 zugeführt
wird, auf einen Soll-Raildruck festgelegt, der einem Sollkraftstoffeinspritzdruck
entspricht, der für den Laufzustand geeignet ist. Dann
fördert die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 den
Hochdruckkraftstoff bei hoher Temperatur unter Druck. Während
die Maschine wie vorstehend erwähnt normal läuft,
steigt die Temperatur des Überschusskraftstoffes. Wenn
die Temperatur des Überschusskraftstoffes auf die Temperatur
T2 gestiegen ist, schließt das Auf-/Zuventil 93.
Infolgedessen wird der Überschusskraftstoff, der eine höhere
Temperatur als die Temperatur T2 hat, nicht durch den Einführdurchgang 92 zu
dem Filterelement 81 und der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 zugeführt.
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In
dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
ist die Düse 91 in dem Kraftstoffdurchgang 82 zwischen
der Kraftstoffpumpe 20 und dem Filterelement 81 eingebaut,
das auf der stromabwärtigen Seite der Kraftstoffpumpe 20 angeordnet
ist. Die Strahlpumpe 90 generiert die Saugkraft auf der
stromabwärtigen Seite der Düse 91 durch
Einspritzen von Kraftstoff aus dem Einspritzanschluss 91a der
Düse 91 in den Kraftstoffdurchgang 82.
Zusätzlich zu der vorstehend erwähnten Konstruktion
ist der Einführdurchgang 92 auf der stromabwärtigen
Seite der Düse 91 (in der Einbaukammer 82a)
vorgesehen, wo die vorstehend erwähnte Saugkraft generiert
wird. Der Einführdurchgang 92 führt den Überschusskraftstoff,
der in den Überschusskraftstoffdurchgang 99 zu
dem Kraftstoffdurchgang 82 strömt, ein.
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Durch
diese Konstruktion wird die Saugkraft, das heißt der Unterdruck,
auf der stromaufwärtigen Seite des Filterelements 81 durch
die Strahlpumpe 90 generiert. Durch diese Saugkraft kann
der Überschusskraftstoff, der eine höhere Temperatur
als der vorstehend erwähnte Ausgabekraftstoff (der Kraftstoff
in dem Kraftstoffbehälter 30) hat, durch den Einführdurchgang 92 zu
der Einlassseite des Filterelements 81 eingeführt
werden. Hierdurch ist der Überschusskraftstoff mit der
Einlassseite des Filterelements 81 in Kontakt und es ist
möglich, die Temperatur des Kraftstoffs, der durch das
Filterelement 81 strömt, zu erhöhen.
Daher ist es möglich, ein Zusetzen des Filterelements 81,
das durch ausgefälltes Wachs verursacht wird, zu vermeiden.
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Ferner
wird, sogar falls der Ausgabekraftstoff der Kraftstoffpumpe 20 festes
Wachs enthält, das bei niedriger Temperatur ausgefallen
ist, die Temperatur des Kraftstoffs auf der Einlassseite des Filterelements 81 durch
den Überschusskraftstoff erhöht. Daher ist es
möglich, das vorstehend erwähnte feste Wachs zu
reduzieren, das bei niedriger Temperatur ausgefallen ist. Daher
ist es möglich, ein Zusetzen des Filterelements 81 aufzulösen,
das durch ausgefälltes Wachs verursacht wurde.
-
Ferner
wird als ein Weg, um die Temperatur des Kraftstoffs auf der Einlassseite
des Filterelements 81 zu erhöhen, der Überschusskraftstoff,
der durch die Saugkraft der Düse 91 transferiert
wird, zu der Einlassseite des Filterelements 81 eingeführt. Daher
ist es nicht notwendig, die Filtereinheit 80, die das Filterelement 81 hat,
mit einer Wärmequelle, wie beispielsweise einer elektrischen
Heizeinrichtung, zu versehen. Das heißt, dass externe Vorrichtungen, wie
beispielsweise Teile einer Wärmequelle, nicht speziell
erforderlich sind.
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Ferner
ist in dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
die Kraftstoffpumpe 20 so konfiguriert, dass sie in dem
Kraftstoffbehälter 30 eingebaut werden kann.
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In
einer derartigen Konfiguration ist die Kraftstoffpumpe 20 in
den Kraftstoff in Übereinstimmung mit einem Flüssigkeitsstand
des Kraftstoffs, der in dem Kraftstoffbehälter 30 gespeichert
ist, eingetaucht und die Kraftstoffpumpe 20 wird durch
den Kraftstoff gekühlt. Daher wird der von der Kraftstoffpumpe 20 abgegebene
Kraftstoff nicht so sehr durch Wärme beeinflusst, die durch
den Betrieb der Kraftstoffpumpe 20 generiert wird, und
die Temperatur des Ausgabekraftstoffs wird nicht zu sehr erhöht.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird die Saugkraft auf der stromaufwärtigen
Seite des Filterelements 81 durch die Strahlpumpe 90 generiert
und diese Saugkraft führt den Überschusskraftstoff
durch den Einführdurchgang 92 zu der Einlassseite
des Filterelements 81 ein. Daher ist es möglich,
den Überschusskraftstoff, der eine höhere Temperatur
als der Kraftstoff in dem Kraftstoffbehälter 30 hat,
zu der Filterfläche auf der Einlassseite des Filterelements 81 mit
Zuverlässigkeit einzuführen. Daher ist es möglich,
ein Verstopfen des Filterelements 81 zu unterbinden.
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Ferner
ist in dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
das Auf-/Zuventil 93 in den Einführdurchgang 92 eingebaut.
Das Auf-/Zuventil 93 ermöglicht und unterbindet
einen Strom des Überschusskraftstoffes zwischen dem Überschusskraftstoffdurchgang 99,
in dem der Überschusskraftstoff strömt, und der
Einbaukammer 82a in dem Kraftstoffdurchgang 82 (die
stromabwärtige Seite der Düse 91). Das
Auf-/Zuventil 93 ist konfiguriert, um den Einführdurchgang 92 in
dem Niedertemperaturzustand zu öffnen, in dem die Temperatur
des Kraftstoffs unterhalb der ersten Temperatur T1 liegt.
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Falls
der Überschusskraftstoff zu der Einlassseite des Filterelements 81 durch
den Einführdurchgang 92 immer unabhängig
von der Temperatur eingeführt wird, bei der Wachs aus Kraftstoff
ausfällt, kehrt ein Teil des Überschusskraftstoffs
oder der gesamte Überschusskraftstoff nicht immer zu dem Kraftstoffbehälter 30 zurück.
In diesem Fall kann der Kraftstoff, der durch Bestandteile des Hochdruckkraftstoffsystems,
wie beispielsweise der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 und
den Kraftstoffeinspritzventilen 50, zirkuliert, übermäßig
erwärmt werden.
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In
diesem Ausführungsbeispiel, das die vorstehend erwähnte
Konstruktion hat, ist jedoch der Einführdurchgang 92 mit
dem Auf-/Zuventil 93 versehen. Das Auf-/Zuventil 93 ermöglicht
den Strom des Überschusskraftstoffs in die Einbaukammer 82a nur in
dem Niedertemperaturzustand, in dem die Temperatur des Kraftstoffes
unterhalb der ersten Temperatur T1 liegt. Daher ist es möglich,
eine Situation zu vermeiden, in der der Überschusskraftstoff
nicht immer wie vorstehend erwähnt zu dem Kraftstoffbehälter 30 zurückkehrt.
Dementsprechend ist es möglich, einen übermäßigen
Temperaturanstieg des Kraftstoffes zu unterbinden, der durch die
Bestandteile des vorstehend erwähnten Hochdruckkraftstoffsystems zirkuliert.
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Ferner
ist in dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
das Ventilelement 931 des Auf-/Zuventils 93, das
die Temperatur des Kraftstoffes fühlt, aus einem Wärme
fühlenden Teil, wie beispielsweise einem Bimetall, konstruiert
und hat eine Wärme fühlende Funktion. Das Ventilelement 931 hat
eine Wärme fühlende Funktion, so dass es durch
Fühlen der Temperatur des Überschusskraftstoffs
auf den Ventilsitzabschnitt 932 gesetzt wird und davon
abgehoben wird.
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Durch
Fühlen der Temperatur des Überschusskraftstoffs
mit einer einzigen Kraftstofftemperaturfühleinrichtung,
das heißt dem Ventilelement 931, ist es möglich,
zu bestimmen, ob die Temperatur des Ausgabekraftstoffes der Kraftstoffpumpe 20 sich in
einem Bereich befindet, in dem Wachs aus Kraftstoff ausfallen kann,
und ob der Kraftstoff, der durch die Bestandteile des Hochdruckkraftstoffsystems
zirkuliert, übermäßig erwärmt
ist. Dementsprechend ist es möglich, die Konstruktion der
Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 zu vereinfachen.
-
In
der Maschine 2, die mit der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 versehen
ist, die die vorstehend erwähnte Konstruktion hat, haben
die Temperatur des Ausgabekraftstoffes der Kraftstoffpumpe 20 und die
Temperatur des Überschusskraftstoffs, der aus den Bestandteilen
des Hochdruckkraftstoffsystems strömt, eine gewisse Korrelation
miteinander in Übereinstimmung mit Spezifikationen der
Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 und den Bestandteilen 40, 50, 60 des Hochdruckkraftstoffsystems.
Daher ist es möglich, auf der Grundlage der Temperatur
des Überschusskraftstoffs zu bestimmen, ob der Kraftstoff,
der durch die Bestandteile des Hochdruckkraftstoffsystems zirkuliert, übermäßig
erwärmt ist.
-
Beim
Bestimmen, ob die Temperatur des Kraftstoffs (die Temperatur des Überschusskraftstoffs)
eine gewisse Temperatur hat, bei der sich ausgefälltes
Wachs in dem Filterelement 81 festsetzen kann, gibt es
die Besorgnis, dass das Festsetzen des ausgefällten Wachses
in dem Filterelement 81 nicht immer nur durch Erhöhen
der Temperatur des Kraftstoffes oberhalb der gewissen Temperatur
unterbunden. Falls das Zusetzen des Filterelements 81 auftritt,
sinkt eine Strömungsrate des Kraftstoffes, der zu der Brennkraftmaschine
zugeführt wird, was ein Abwürgen der Maschine
verursacht usw. Daher kann ein normaler Laufzustand der Maschine 2 in
einem Fall eines Zusetzens des Filterelements 81 nicht
aufrechterhalten werden.
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In
diesem Ausführungsbeispiel sind jedoch die erste Temperatur
T1 und die zweite Temperatur T2 festgelegt. Die erste Temperatur
T1 ist eine voreingestellte Temperatur zum Starten eines Einführens
des Überschusskraftstoffs zu der stromaufwärtigen
Seite des Filterelements 81. Die zweite Temperatur T2 ist
eine voreingestellte Temperatur zum Stoppen eines Einführens
des Überschusskraftstoffs zu der stromaufwärtigen
Seite des Filterelements 81. Eine Temperaturdifferenz (T2 – T1)
ist zwischen der ersten Temperatur T1 und der zweiten Temperatur
T2 eingehalten. Daher ist es möglich, ein Festsetzen des abgeschiedenen
Wachses in dem Filterelement 81 mit Sicherheit zu unterbinden.
Dementsprechend ist es möglich, ein normales Laufen der
Maschine 2 sicherzustellen.
-
In
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es
gewünscht, dass die Kraftstoffströmungsrateneinstellvorrichtung
zwischen der Strahlpumpe 90 und dem Filterelement 81 eingebaut ist.
Die Kraftstoffströmungsrateneinstellvorrichtung hat das
Entlastungsventil 95, das eine Strömungsrate des
Transferkraftstoffes einstellt, der durch die Strahlpumpe 90 transferiert
wird und zu dem Filterelement 81 zugeführt wird.
-
Wenn
die Temperatur des Kraftstoffes sich in dem Bereich befindet, in
dem Wachs aus dem Kraftstoff ausfallen kann, verringert das ausgefallende Wachs
die Strömungsrate des Kraftstoffes, der von der Filterfläche
auf der Einlassseite des Filterelements 81 zu der stromabwärtigen
Seite des Filterelements 81 strömt und das Zusetzen
des Filterelements 81 entwickelt sich. Falls die Strömungsrate des
Kraftstoffes, der durch das Filterelement 81 gelangt, kleiner
als eine Strömungsrate wird, die zum Zirkulieren durch
die Bestandteile des vorstehend erwähnten Hochdruckkraftstoffsystems
erforderlich ist, kann das normale Laufen der Maschine 2 nicht
aufrechterhalten werden.
-
In
dieser Hinsicht ist es in diesem Ausführungsbeispiel, das
die vorstehend erwähnte Konstruktion hat, möglich,
die Strömungsrate des Kraftstoffes, der durch das Filterelement 81 gelangt,
auf eine gewisse Strömungsrate zu begrenzen, die größer
als die vorstehend erwähnte erforderliche Strömungsrate
ist. Daher ist es möglich, eine Zeit, bis die Strömungsrate
des Kraftstoffs, der durch das Filterelement 81 gelangt,
kleiner als die erforderliche Strömungsrate wird, auszudehnen.
In anderen Worten ist es möglich, eine Zeit auszudehnen,
bis es unmöglich wird, eine erforderliche Menge des Kraftstoffs
zuzuführen. Durch wirksames Verwenden dieser Zeit kann
das Wachs, das bei niedriger Temperatur ausfällt, durch
den Überschusskraftstoff reduziert werden, der ein Teil
des Transferkraftstoffs ist, der den Überschusskraftstoff
und den Ausgabekraftstoff der Kraftstoffpumpe 20 enthält
und durch die Strahlpumpe 90 transferiert wird. Dementsprechend
ist es möglich, die Temperatur des Kraftstoffs auf einen
Temperaturbereich zu erhöhen, in dem kein Wachs aus dem Kraftstoff
ausfällt. Daher ist es möglich, eine Situation wirksam
zu vermeiden, in der der normale Laufzustand der Maschine 2 nicht
stabil aufrechterhalten werden kann.
-
Es
ist wünschenswert, dass die vorstehend erwähnte
Kraftstoffströmungsrateneinstellvorrichtung den Entlastungsdurchgang 94 und
das Entlastungsventil 95 aufweist. Der Entlastungsdurchgang 94 zweigt
von dem Kraftstoffdurchgang 82 zwischen der Düse 91 der
Strahlpumpe 90 und dem Filterelement 81 ab und
kehrt zu dem Kraftstoff zu dem Kraftstoffbehälter 30 hin
zurück. Das Entlastungsventil 95 öffnet
den Entlastungsdurchgang 94 in Übereinstimmung
mit dem Druck des Kraftstoffs in dem Entlastungsdurchgang 94.
-
Durch
diese Konfiguration ist es möglich, die Konstruktion der
Kraftstoffströmungsrateneinstellvorrichtung zu vereinfachen.
Die Kraftstoffströmungsrateneinstellvorrichtung, die das
Entlastungsventil 95 hat, kann den Zustand erfassen, in
dem sich das Zusetzen des Filterelements 81 entwickelt
hat und es unmöglich geworden ist, die erforderliche Menge
des Kraftstoffs unter Verwendung einer Druckänderung zuzuführen,
das heißt, einem Druckverlust an dem Filterelement 81.
Was notwendig ist, ist lediglich, das Entlastungsventil 95 zu
konfigurieren, so dass es öffnet, wenn die Druckänderung
sich in einem zulässigen Bereich befindet.
-
Hinsichtlich
einer Beziehung zwischen der vorstehend erwähnten Kraftstoffströmungsrateneinstellvorrichtung
und dem Filterelement 81 ist es wünschenswert,
den Entlastungsdurchgang 94 und das Filterelement 81 in
der Filtereinheit 80 anzuordnen. Durch diese Konfiguration
wird die Wärme des Überschusskraftstoffs, der
durch den Entlastungsdurchgang 94 strömt, das
durch das Entlastungsventil 95 geöffnet ist, zu
dem zweiten Gehäuse 89b in der Filtereinheit 80 transferiert
wird. Daher kann von dem Transferkraftstoff, der durch die Strahlpumpe 90 transferiert
wurde, der Überschusskraftstoff das Filterelement 81 indirekt
erwärmen.
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In
dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
sind die Strahlpumpe 90 und das Filterelement 81 in
der Filtereinheit 80 angeordnet. In der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10,
die diese Konfiguration hat, ist mindestens ein Teil des Einführdurchgangs 92, durch
den die Strahlpumpe 90 den Überschusskraftstoff
einführt, in der Filtereinheit 80 angeordnet.
Daher führt die Strahlpumpe 90 den Überschusskraftstoff
zu der stromaufwärtigen Seite des Filterelements 81 ein
und das Filterelement 81 wird direkt erwärmt.
Zusätzlich wird die Wärme des Überschusskraftstoffs,
die durch den Einführdurchgang 92 strömt,
der in der Filtereinheit 80 angeordnet ist, zu dem weiten
Gehäuse 89b in der Filtereinheit 80 transferiert
und der Überschusskraftstoff kann das Filterelement 81 indirekt
erwärmen.
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Ferner
ist in dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
die Strahlpumpe 90 an das Filtergehäuse 89 gepasst.
Daher kann der Überschusskraftstoff, der durch die Strahlpumpe 90 eingeführt
ist, direkt zu der Einlassseite des Filterelements 81 als
der Transferkraftstoff eingeführt werden. Ferner erwärmt
der Überschusskraftstoff das Filterelement 81 durch
das zweite Gehäuse 89b des Filtergehäuses 89 indirekt
wobei das Filterelement 81 wirksam erwärmt werden kann.
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In
dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
wird die Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 auf ein Hochdruckkraftstoffsystem
angewandt, das die Kraftstoffeinspritzventile 50 und die Commonrail 40 als
seine Bestandteile aufweist. Die Kraftstoffeinspritzventile 50 sind
an der Maschine 2 für entsprechende Zylinder eingebaut
und spritzen Kraftstoff in die Zylinder ein. Die Commonrail 40 ist zwischen
der Kraftstoffpumpe 20 und den Kraftstoffeinspritzventilen 50 angeordnet.
Die Commonrail 40 sammelt mit Druck beaufschlagten Kraftstoff
darin und führt den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff
zu den Kraftstoffeinspritzventilen 50 zu. Von dem Überschusskraftstoff,
der aus den Bestandteilen des Hochdruckkraftstoffsystems ausströmt,
kann zumindest der Überschusskraftstoff, der aus spezifischen Bestandteilen 40, 50 des
Hochdruckkraftstoffsystems herausströmt, als der Überschusskraftstoff
verwendet werden, der durch die Saugkraft, die durch die Strahlpumpe 90 generiert
wird, eingeführt wird. In anderen Worten überschreitet
eine Gesamtmenge des Überschusskraftstoffs, der aus den
Bestandteilen des vorstehend erwähnten Hochdruckkraftstoffsystems
strömt, immer eine Menge des Überschusskraftstoffs,
der aus den spezifischen Bestandteilen 40, 50 strömt.
Daher ist die Zufuhr des Überschusskraftstoffs nicht unterbrochen.
Die Saugkraft der Strahlpumpe 90 führt den Überschusskraftstoff
wirksam zu der stromaufwärtigen Seite des Filterelements 81 ein
und es ist möglich, die Temperatur des Kraftstoffes wirksam
zu erhöhen, der durch das Filterelement 81 gelangt.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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9 zeigt
eine Konstruktion einer Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung, die
eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
aufweist. Das zweite Ausführungsbeispiel ist eine Modifikation des
ersten Ausführungsbeispiels. In dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist eine Kraftstoffpumpe 120 nicht in einem Kraftstoffbehälter 30 eingebaut.
Die Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel hat eine Konfiguration, in
der die Kraftstoffpumpe 120 und eine Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 durch
eine Maschine 2 mittels einer gemeinsamen Pumpenantriebswelle 601 angetrieben
werden.
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Die
Kraftstoffpumpe 120 und die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 sind
in einer Zufuhrpumpe integriert, die einer Kraftstoffeinspritzpumpe
in den Patentansprüchen entspricht. Die Kraftstoffpumpe 120 und
die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 werden durch eine
Drehkraft einer Kurbelwelle der Maschine 2 angetrieben.
Wenn die Maschine 2 gestoppt ist, stoppt der Betrieb der
Kraftstoffpumpe 120 und der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60.
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Die
Kraftstoffpumpe 120 ist zum Beispiel eine herkömmliche
Trochoidpumpe und ist in einem Pumpengehäuse zusammen mit
der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 untergebracht. Die
Kraftstoffpumpe 120 wird durch die Pumpenantriebswelle
(Nockenwelle) 601 angetrieben und gibt den Kraftstoff, der
von dem Kraftstoffbehälter 30 angesaugt wird,
zu der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 durch eine Kraftstoffleitung 121 ab.
Ein Vorfilter 129 ist in der Kraftstoffleitung 121 eingebaut,
um Fremdmaterial, das in dem Kraftstoff enthalten ist, zu entfernen.
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Ein
Saugdurchgang 122, der mit der Kraftstoffleitung 121 verbunden
ist, steht mit einer Einlassseite (einer Saugseite) der Kraftstoffpumpe 120 in Verbindung.
Ein Siebfilter (nicht gezeigt) ist in dem Saugdurchgang 122 eingebaut,
um Fremdmaterial, das in dem Kraftstoff enthalten ist, auf einer
stromabwärtigen Seite des Vorfilters 129 zu entfernen.
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Ein
Ausgabedurchgang 123 steht mit einer Auslassseite (einer
Ausgabeseite) der Kraftstoffpumpe 120 in Verbindung. Der
Ausgabedurchgang 123 führt den Kraftstoff, der
von der Kraftstoffpumpe 120 abgegeben wird, zu einer Filtereinheit 80 zu.
Eine Kraftstoffleitung 821 verbindet ein stromabwärtiges Ende
des Ausgabedurchgangs 123 mit einem Kraftstoffdurchgang 82 der
Filtereinheit 80.
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Ein
Kraftstoffdurchgang 124 verbindet den Saugdurchgang 122 des
Ausgabedurchgangs 123 in der Kraftstoffpumpe 120.
Die Einlassseite der Kraftstoffpumpe 120 stellt durch den
Kraftstoffdurchgang 124 eine Verbindung mit der Auslassseite
der Kraftstoffpumpe 120 her. Eine Druckeinstellvorrichtung 125 ist
in dem Kraftstoffdurchgang 124 eingebaut, um einen Abgabedruck
der Kraftstoffpumpe 120 einzustellen.
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Ein
Filterelement 81 ist dem vorstehend erwähnten
Vorfilter 129 und dem Siebfilter in einer Leistung eines
Entfernens von Fremdmaterial überlegen. In anderen Worten
ist eine Größe eines Geflechtes in dem Filterelement 81,
das einen Durchgang von feinkörnigen Partikeln, wie beispielsweise
Fremdmaterial, in der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 erlaubt,
kleiner als die Größe eines Geflechtes des anderen
Vorfilters und des Siebfilters.
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Ein
Kraftstoffdurchgang 75 ist mit dem Saugdurchgang 122 der
Kraftstoffpumpe 120 verbunden. Der Kraftstoff, der austritt,
während ein Saugsteuerventil 74 geschlossen ist,
wird durch den Kraftstoffdurchgang 75 zu der Einlassseite
der Kraftstoffpumpe 120 zurückgebracht. Daher
ist es möglich, einen Ausgabewirkungsgrad der Kraftstoffpumpe 120 zu verbessern.
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Die
Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel, die die vorstehend beschriebene
Konfiguration hat, hat im Wesentlichen die gleichen Wirkungen wie
die Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel.
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In
dem zweiten Ausführungsbeispiel, das die vorstehende Konfiguration
hat, sind die Kraftstoffpumpe 120 und die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 in
einer Zufuhrpumpe integriert. Es ist schwierig, die Zufuhrpumpe
in den Kraftstoffbehälter 30 einzubauen, da der
Kraftstoff in der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 erwärmt
wird und mit Druck beaufschlagt wird. Daher wird die Zufuhrpumpe
außerhalb des Kraftstoffbehälters 30 auf
einer Seite der Maschine 2 eingebaut. Die Zufuhrpumpe,
die eine derartige Konstruktion hat, kann eine Temperatur des Ausgabekraftstoffs
der Kraftstoffpumpe 120 unter Verwendung von Wärme,
die durch ihren Betrieb generiert wird, erhöhen. Daher
kann, sogar wenn die Maschine 2 zu einer kalten Zeit gestartet
wird, der Ausgabekraftstoff der Kraftstoffpumpe 120 durch
den Betrieb der Zufuhrpumpe, die durch die Maschine 2 angetrieben
wird, leicht erwärmt werden.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, werden die Kraftstoffpumpe 120 und
die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 mittels der gemeinsamen
Pumpenantriebswelle 601 durch die Maschine 2 angetrieben.
In einer derartigen Zufuhrpumpe sind die Kraftstoffpumpe 120 und
die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 mit der Pumpenantriebswelle 601 integral
ausgebildet und sind in der Zufuhrpumpe untergebracht.
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In
einer derartigen Konstruktion kann, wenn die Pumpe ihren Betrieb
startet, die Wärme, die durch die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60 generiert
wird, sowohl die Kraftstoffpumpe 120 als auch den Ausgabekraftstoff
der Kraftstoffpumpe 120 erwärmen. Falls eine Technologie
gemäß der vorliegenden Erfindung, die den verhältnismäßig
heißen Überschusskraftstoff zu einer Einlassseite
des Filterelements 81 unter Verwendung einer Strahlpumpe 90 einführt,
auf diese Konstruktion angewandt wird, ist es möglich,
die Temperatur des Kraftstoffes, der durch das Filterelement 81 gelangt,
schnell zu erhöhen. Daher ist es möglich, ein
Zusetzen des Filterelements 81, das durch ausgefälltes
Wachs verursacht wird, wirksam zu unterbinden.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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10 zeigt
eine Konstruktion einer Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung, die
eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
aufweist. Das dritte Ausführungsbeispiel ist eine Modifikation des
zweiten Ausführungsbeispiels. Die Kraftstoffzufuhrvorrichtung 10 gemäß dem
dritten Ausführungsbeispiel ist mit einem Kraftstoffzugabeventil 320 versehen.
Das Kraftstoffzugabeventil 320 wird für einen Abgasfilter
(nachstehend als DPF bezeichnet) 310 verwendet, der Abgas
reinigt, und ist an einem Abgasdurchgang 300 einer Maschine 2 eingebaut.
Das Kraftstoffzugabeventil 320 spritzt Kraftstoff, der
von einer Zufuhrpumpe zugeführt wird, zu einer stromaufwärtigen
Seite des DPF 310 in dem Abgasdurchgang 300 ein.
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Der
DPF 310, der feine Partikel in dem Abgas sammelt, ist in
dem Abgasdurchgang 300 der Maschine 2 eingebaut.
Eine NOx-Katalysatorvorrichtung 330, die NOx in dem Abgas
okkludiert, ist auf einer stromabwärtigen Seite des DPF 310 in
dem Abgasdurchgang 300 eingebaut.
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Das
Kraftstoffzugabeventil 320 ist auf der stromaufwärtigen
Seite des DPF 310 in dem Abgasdurchgang 300 eingebaut.
Das Kraftstoffzugabeventil 320 ist ein herkömmliches
Einspritzventil, in dem ein elektromagnetischer Solenoid eine Nadel
betätigt, die ein Einspritzloch öffnet und schließt.
Ein Kraftstoffeinlassabschnitt des Kraftstoffzugabeventils 320 ist
mit einem Endabschnitt einer Kraftstoffleitung 379 verbunden,
die mit einem Zusatzkraftstoffzufuhrdurchgang 79 verbunden
ist, der von einem Kraftstoffdurchgang 78 der Zufuhrpumpe
abzweigt. Ein Kraftstoffausgabeabschnitt des Kraftstoffzugabeventils 320 ist
durch den anderen Endabschnitt der Kraftstoffleitung 379 mit
einem Überschusskraftstoffdurchgang 99 verbunden.
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Wenn
der Kraftstoff verhältnismäßig kalt ist, beschränkt
ein Steuerkreislauf 200 eine Einspritzung des Kraftstoffs
von dem Kraftstoffzugabeventil 320 und erhöht
einen Überschusskraftstoff, der von dem Kraftstoffabgabeabschnitt
des Kraftstoffzugabeventils 320 abgegeben wird.
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Gemäß dieser
Konstruktion ist das Kraftstoffzugabeventil 320 in dem
Abgasdurchgang 300 der Maschine 2 eingebaut. Das
Kraftstoffzugabeventil 320 spritzt einen Teil von mit Druck
beaufschlagtem Kraftstoff zu der stromaufwärtigen Seite
des DPF 310 in dem Abgasdurchgang 300 ein. Es
ist möglich, einen Teil des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs
als den Überschusskraftstoff zu verwenden, der durch eine
Saugkraft, die durch eine Strahlpumpe 90 generiert wird,
zu einem Filterelement 81 eingeführt wird.
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Zusätzlich
zu der vorstehend erwähnten Konstruktion hat der Steuerkreislauf 200 eine
Funktion, die den Überschusskraftstoff, der von dem Abgabeabschnitt
des Kraftstoffzugabeventils 320 abgegeben wird, wenn der
Kraftstoff verhältnismäßig kalt ist, erhöht.
Daher ist es möglich, eine Strömungsrate des Überschusskraftstoffs
durch Beschränken einer Zugabe des Kraftstoffs in dem Kraftstoffzugabeventil 320 zu
erhöhen, wenn der Kraftstoff verhältnismäßig kalt
ist. Dementsprechend ist es möglich, dem Erhöhen
der Strömungsrate des Überschusskraftstoffes, der
für ein Erwärmen des Filterelements 81 verwendet
wird, wenn der Kraftstoff verhältnismäßig
kalt ist, durch vorübergehendes Beschränken der
Zugabe des Kraftstoffs in dem Kraftstoffzugabeventil 320 eine höhere
Priorität zu geben.
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(Andere Ausführungsbeispiele)
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sind vorstehend beschrieben. Die Erfindung ist
jedoch nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
begrenzt. Verschiedene Änderungen können erfolgen,
ohne von dem Kern der Erfindung abzuweichen.
- (1)
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist
die Kraftstoffpumpe 20, 120 eine Elektropumpe
oder eine mechanisch angetriebene Pumpe. Die Kraftstoffpumpe in
der vorliegenden Erfindung kann entweder eine Elektropumpe oder
eine mechanisch angetriebene Pumpe sein.
- (2) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
ist das Auf-/Zuventil 93, das den Einführdurchgang 92 öffnet
und schließt, aus einem Wärme fühlenden
Teil, wie beispielsweise einem Bimetall konstruiert. Alternativ
kann die Öffnungs-/Schließeinrichtung in der vorliegenden
Erfindung eine elektromagnetische Ventilvorrichtung sein, die durch
den Steuerkreislauf 200 angetrieben und gesteuert wird.
- (3) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
weisen die Bestandteile des Hochdruckkraftstoffsystems, von dem
der Überschusskraftstoff ausströmt, die Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60,
die Commonrail 40 und die Kraftstoffeinspritzventile 50 auf.
Der Überschusskraftstoff, der in den Überschusskraftstoffdurchgang 99 strömt,
kann von allen von der Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe 60,
der Commonrail 40 und den Kraftstoffeinspritzventilen 50 zugeführt
werden. Der Überschusskraftstoff kann von einem spezifischen
Bestandteil (von spezifischen Bestandteilen) des Hochdruckkraftstoffsystems zugeführt
werden. Es ist ausreichend, wenn der Überschusskraftstoff
von zumindest einem der Bestandteile des Hochdruckkraftstoffsystems
zugeführt wird.
- (4) Der Steuerkreislauf 200 kann konfiguriert sein, um
das Druckreduzierventil 41 der Commonrail 40 anzutreiben,
um den Überschusskraftstoff zu erhöhen, wenn der
Kraftstoff verhältnismäßig kalt ist.
-
Durch
diese Konstruktion kann die Durchströmungsrate des Überschusskraftstoffs,
der durch das Filterelement 81 strömt, leicht
durch Festlegen des Sollraildrucks bei einem niedrigen Druck und Festlegen
des Kraftstoffdrucks in der Commonrail 40 niedriger als
zu einer normalen Laufzeit der Maschine 2 erhöht
werden. Wenn die Maschine 2 unter der Bedingung einer niedrigen
Temperatur gestartet wird, ist es nicht notwendig, den vorstehend
erwähnten Kraftstoffdruck zu erhöhen, das heißt
den Einspritzdruck des von den Kraftstoffeinspritzventilen 50 eingespritzten
Kraftstoffes oberhalb des Kraftstoffdrucks zu der normalen Laufzeit
der Maschine 2. Daher ist es möglich, die Temperatur
des Kraftstoffes auf der Einlassseite des Filterelements 81 schnell
zu erhöhen, wenn die Maschine 2 unter der Bedingung
einer niedrigen Temperatur gestartet wird. Hierdurch ist es möglich,
ein Zusetzen des Filterelements 81, das durch Wachs verursacht
wird, das aus dem Kraftstoff ausfällt, wirksam zu unterbinden.
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Zusätzliche
Vorteile und Modifikationen kommen dem Fachmann leicht in den Sinn.
Die Erfindung in ihrer breiteren Bedeutung ist daher nicht auf die spezifischen
Einzelheiten, die repräsentative Vorrichtung und die veranschaulichenden
Beispiele, die gezeigt und beschrieben sind, begrenzt.
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In
einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung saugt eine Kraftstoffpumpe (20, 120)
Kraftstoff von einem Kraftstoffbehälter (30) an
und gibt den Kraftstoff zu einem Hochdruckkraftstoffsystem (40, 50, 60)
ab. Eine Filtereinheit (80) hat ein Filterelement (81),
das auf einer stromabwärtigen Seite der Kraftstoffpumpe
(20, 120) angeordnet ist, um Fremdmaterial zu
entfernen, das in dem von der Kraftstoffpumpe (20) abgegebenen
Kraftstoff enthalten ist. Eine Strahlpumpe (90) hat eine
Düse (91), die in einem Kraftstoffzufuhrdurchgang
(82) zwischen der Kraftstoffpumpe (20) und dem
Filterelement (81) eingebaut ist. Die Düse (91)
spritzt den Kraftstoff zu einer stromabwärtigen Seite der
Düse (91) in den Kraftstoffzufuhrdurchgang (82)
ein. Der Einführdurchgang (92) führt Überschusskraftstoff
von dem Hochdruckkraftstoffsystem (40, 50, 60)
zu der stromabwärtigen Seite der Düse (91)
ein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2003-176761
A [0002, 0003, 0007, 0007]
- - EP 1319821 A2 [0002]
- - JP 57-156068 U [0004, 0008]
- - EP 0819844 A2 [0005, 0009]