DE10256903A1

DE10256903A1 - Hockdruckkraftstoffzuführsystem

Info

Publication number: DE10256903A1
Application number: DE10256903A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiko Onishi; Sigenobu Tochiyama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-05-22
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2003-12-24
Also published as: US6817340B2; FR2840032A1; US20030217735A1; FR2840032B1; JP2003343384A

Abstract

Ein Hochdruckkraftstoffzuführsystem kann Kollisionsgeräusche reduzieren, welche erzeugt werden, wenn ein Plungerkolben mit einem Stopper kollidiert. Ein elektromagnetisches Ventil weist einen Plungerkolben, einen Ventilsitz, mit welchem der Plungerkolben in Kontakt oder aus dem Kontakt bewegt wird, so dass der Ventilsitz in Kommunikation mit einer Druckkammer platziert wird, wenn der Plungerkolben von dem Ventilsitz weg bewegt wird, einen Stopper zur Begrenzung der Trennung des Plungerkolbens von dem Ventilsitz, einen Anker, der aus einem magnetischen Material hergestellt und an dem Plungerkolben fest angebracht ist, einen Kern, welcher gegenüber dem Anker angeordnet ist, ein Solenoid, welches um den Kern gewunden ist, um den Anker in Richtung des Kerns durch eine elektromagnetische Kraft anzuziehen, wenn dieses mit Energie versorgt wird, und eine Feder auf, um den Plungerkolben in Richtung des Ventilsitzes zu drängen. Eine Nut ist nahe der gegenüberliegenden Flächen des Ankers und des Kerns ausgebildet, um einen Abschnitt eines magnetischen Schaltkreise magnetisch zu sättigen, was durch die Energieversorgung des Solenoids erzeugt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hochdruckkraftstoffzuführsystem, welches beispielsweise für eine innere Verbrennungskraftmaschine mit Direkteinspritzung verwendet wird, und insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Hochdruckkraftstoffzuführsystem mit einem elektromagnetischen Ventil, welches in einer Entlastungspassage angeordnet ist und gesteuert wird, um für eine vorbestimmte Zeitdauer beim Ausstoßhub einer Kraftstoffpumpe geöffnet zu sein, um die Menge des davon ausgestoßenen Kraftstoffs zu steuern.

2. Stand der Technik

Fig. 4 ist ein Schaltkreisdiagramm mit einem Hochdruckkraftstoffzuführsystem 1.

Dieses Hochdruckkraftstoffzuführsystem 1 weist einen Niedrigdruckdämpfer 3, welcher an einer Niedrigdruckkraftstoffsaugpassage 2 angeordnet ist, um die Pulsation eines Niedrigdruckkraftstoffs zu absorbieren, eine Hochdruckkraftstoffpumpe 5 zum Unterdrucksetzen des Niedrigdruckkraftstoffs von einem Niedrigdruckdämpfer 3, um diesen zu einer Hochdruckkraftstoffausstoßpassage 4 auszustoßen, eine Entlastungspassage 6, die zwischen einer Saugseite der Hochdruckkraftstoffpumpe 5 und einer Druckkammer verbunden ist, sowie ein elektromagnetisches Ventil 7 auf, welches an der Entlastungspassage 6 angeordnet ist und derart betrieben wird, um für die Justierung der Menge des ausgestoßenen Kraftstoffs von der Hochdruckkraftstoffpumpe 5 geöffnet zu werden. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 5 weist ein Saugventil 8 und ein Ausstoßventil 9 auf.

In der Nähe des Hochdruckkraftstoffzuführsystems 1 ist ein Kraftstofftank 10, eine Niedrigdruckkraftstoffpumpe 11, die in dem Kraftstofftank 10 angeordnet ist, ein Niedrigdruckregulator 12, welcher an der Niedrigdruckkraftstoffsaugpassage 2 angeordnet ist, um den Niedrigdruckkraftstoff auf einen konstanten Druck zu regulieren, ein Entlastungsventil 15, welches an einer Drainageleitung 14 angeordnet ist, die von der Hochdruckkraftstoffausstoßpassage 4 bei einem Abzweigabschnitt 13 abgezweigt wird, eine Lieferleitung 16, welche mit der Hochdruckkraftstoffausstömpassage 4 verbunden ist, ein Kraftstoffeinspritzventil 17, welches mit der Lieferleitung 16 verbunden ist, und ein Filter 18 vorgesehen, der mit der Niedrigdruckkraftstoffpumpe 11 verbunden ist.

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht des Hochdruckkraftstoffzuführsystems 1 von Fig. 4.

Die Hochdruckkraftstoffpumpe 5 des Hochdruckkraftstoffzuführsystems 1 weist eine Platte 21 mit einem Kraftstoffsauganschluss 22, welcher mit der Niedrigdruckkraftstoffsaugpassage 2 verbunden ist, und einen Kraftstoffausströmanschluss 23, der mit der Hochdruckkraftstoffausströmpassage 4 verbunden ist, eine Hülse 24 mit zylindrischer Form, eine Ventilscheibe 25, welche das Saugventil 8 umfasst und zwischen einer oberen Endfläche der Hülse 24 und der Platte 21 angeordnet ist, wobei das Ausströmventil 9 an der Hochdruckkraftstoffausströmpassage 4 angeordnet ist, einen Kolben 26, welcher gleitbar bzw. gleitend in der Hülse 24 aufgenommen ist, um eine Kraftstoffdruckkammer 27 zusammen mit der Hülse 24 zu definieren, um den Kraftstoff unter Druck zu setzen, welcher in die Kraftstoffdruckkammer 27 fließt, sowie eine Feder 29 auf, welche unter Druck zwischen einem Aufnahmeabschnitt 28 und einem Halter 30 angeordnet ist, um den Kolben 26 in eine Richtung zu drängen, um das Volumen der Kraftstoffdruckkammer 27 zu erhöhen.

Zusätzlich weist die Hochdruckkraftstoffpumpe 5 ein Gehäuse 31 mit einer Niedrigdruckkraftstoffsaugpassage 2 und der Hochdruckkraftstoffausströmpassage 4, einem Gehäuse 32, das an dem Gehäuse 31 fest angebracht ist, und einem Stößel 33 auf, welcher an einem Spitzenende des Gehäuses 32 gleitbar bzw. gleitend angeordnet ist und daran angepasst ist, in einen Anlageeingriff mit einem Nocken 35 platziert zu werden, der an einer Nockenwelle 34 fest angebracht ist, um zu verursachen, dass der Kolben 26 in Übereinstimmung mit dem Profil des Nockens 35 hin- und herbewegt wird.

Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht des elektromagnetischen Ventils 7 von Fig. 5. Das elektromagnetische Ventil 7 umfasst einen Plungerkolben 40 mit einer Kraftstoffpassage 40a, welche entlang dessen Achse darin ausgebildet ist, einen Körper 41 mit zylindrischer Form, welcher in dem Gehäuse 31 und einem Gehäuse 44 eingepasst ist, sowie den Plungerkolben 40 mit zylindrischer Form gleitend aufnimmt, einen Ventilsitz 42, welcher in Druckkontakt mit einem Ende des Plungerkolbens 40 angeordnet ist und an dem Körper 41 angeschweißt ist, einen Stopper 43, welcher fest an dem Gehäuse 44 angebracht ist, um den Betrag des Hubs des Plungerkolbens 40 an dessen Öffnung zu begrenzen, einen säulenartigen Anker 45 aus einem magnetischen Material, welcher an dem Plungerkolben 40 angeschweißt ist, einen säulenartigen Kern 46, welcher gegenüber dem Anker 45 angeordnet ist, ein Solenoid 47, welches um den Kern 46 gewunden ist, eine Feder 48, welche unter Druck innerhalb des Kerns 46 angeordnet ist, um den Plungerkolben 40 in Richtung des Ventilsitzes 42 zu drängen, und ein Dichtelement 200, welches aus einem nicht- magnetischen Material hergestellt ist, welches ein austenitischer, rostfreier Stahl ist und an dem Gehäuse 44 und dem Kern 46 angeschweißt ist.

Zwischen dem Gehäuse 31 und dem Gehäuse 44 um den Stopper 43 ist ein elastischer O-Ring angeordnet, um Kraftstoff abzudichten und Kollisionsgeräusche zu absorbieren, die erzeugt werden, wenn der Plungerkolben 40 mit dem Stopper 43 kollidiert.

Bei dem Hochdruckkraftstoffzuführsystem 1, wie vorstehend konstruiert, verursacht der Kolben 26, dass dieser durch das Zwischenstück des Stößels 33 in Übereinstimmung mit der Rotation des Nockens 35 hin- und herbewegt wird, der an der Nockenwelle 34 des Motors fest angebracht ist.

Wenn der Kolben 26 aufsteigt (beim Kraftstoffausstoßhub), steigt der Druck in der Kraftstoffdruckkammer 27 an, um das Ausströmventil 9 zu öffnen, so dass der Kraftstoff in der Kraftstoffdruckkammer 27 zu der Lieferleitung 26 über den Kraftstoffausströmanschluss 23 und der Hochdruckkraftstoffausströmpassage 4 zugeführt wird. Daraufhin wird der Kraftstoff zu den Kraftstoffeinspritzventilen 17 zugeführt, welche dazu dienen, dass der Kraftstoff in die entsprechenden, nicht gezeigten Zylinder des Motors eingespritzt wird.

Wenn zusätzlich das Solenoid 47 mit Energie versorgt wird, wird ein geschlossener magnetischer Schaltkreis durch den Kern 46, das Joch 70, das Gehäuse 44 und den Anker 45 gebildet, wobei als Folge davon eine magnetische Anziehung zwischen dem Anker 45 und dem Kern 46 erzeugt wird. Gemäß der magnetischen Anziehung verursacht der Plungerkolben 40, dass dieser von dem Ventilsitz 42 weg gegen eine nachgebende Kraft der Feder 48 bewegt wird, so dass somit das elektromagnetische Ventil 7 geöffnet wird. Als Folge davon wird die Entlastungspassage 6 in Fluidkommunikation mit der Kraftstoffdruckkammer 27 durch die Kraftstoffpassage 40a in dem Plungerkolben 40 und dem Kommunikationsanschluss 37 platziert, so dass der Druck in der Kraftstoffdruckkammer 27 reduziert wird, um es dem Ausströmventil 9 zu ermöglichen, geschlossen zu werden, um dadurch die Zufuhr des Hochdruckkraftstoffs zu den Kraftstoffeinspritzventilen 17 zu stoppen.

Wenn andererseits das Solenoid 47 nicht mit Energie versorgt wird bzw. von der Energieversorgung gelöst wird, nimmt die magnetische Anziehung zwischen dem Anker 45 und dem Kern 46 rasch ab. Wenn die magnetische Anziehung unterhalb der Spannkraft der Feder 48 absinkt, wird der Plungerkolben 40 dazu veranlasst, sich in Richtung des Ventilsitzes 42 unter Wirkung der Federkraft der Feder 48 anfangen zu bewegen, so dass dieser in Druckkontakt mit dem Ventilsitz 42 platziert wird. Folglich wird das elektromagnetische Ventil 7 geschlossen, um die Entlastungspassage 6 abzuschotten bzw. zu schließen.

Fig. 7 ist ein Zeitabfolgediagramm, welches die Relation zwischen dem Antrieb des elektromagnetischen Ventils 7 und den Saug- und Ausstoßhüben der Hochdruckkraftstoffpumpe 5 darstellt. In Fig. 7 repräsentiert ein oberer Abschnitt den Betrag des Plungerkolbenhubs; ein schwarz gekennzeichneter Abschnitt repräsentiert eine Fläche, wo der Kraftstoff von der Hochdruckkraftstoffpumpe 5 ausgestoßen wird; und ein unterer Abschnitt repräsentiert den Antriebszustand des magnetischen Ventils 7. Wie aus dieser Figur ersichtlich, kann die Menge des Kraftstoffs, welche von der Hochdruckkraftstoffpumpe 5 bei dem Kraftstoffausströmhub ausgestoßen wird, durch Steuerung der Antriebszeit des elektromagnetischen Ventils 7 justiert werden.

Bei dem Hochdruckkraftstoffzuführsystem 1 der vorstehenden Konfiguration ist der Betrag des Hubs des Plungerkolbens 40 durch die Kollision des Plungerkolbens 40 mit dem Stopper 43 begrenzt, wenn das elektromagnetische Ventil 7 geöffnet wird, und wobei ein Kollisionsgeräusch zu dieser Zeit erzeugt wird (siehe Punkt A von Fig. 7). Ebenso kollidiert der Plungerkolben 40 mit dem Ventilsitz 42 unter der Wirkung der Federkraft der Feder 48 nach dem Schließen des elektromagnetischen Ventils 7, und ein Kollisionsgeräusch wird zu dieser Zeit erzeugt (siehe Punkt B in Fig. 7).

Folglich werden Kollisionsgeräusche nach dem Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Ventils 7 erzeugt. In diesem Zusammenhang repräsentiert (g) in Fig. 8 unter der magnetischen Anziehung, welche zwischen dem Anker 45 und dem Kern 46 wirkt, einen Grundlastwert, welcher erforderlich ist, um die Abdichtung unter Druck in der Kraftstoffdruckkammer 27 nach dem Öffnen des elektromagnetischen Ventils 7 sicher zu stellen, und (f) in Fig. 8 repräsentiert einen Abschnitt der Last über dem Grundlastwert, welcher auf das elektromagnetische Ventil 7 nach dessen Öffnung wirkt.

Andererseits wirkt nach dem Schließen des elektromagnetischen Ventils 7 die Federkraft der Feder 48 vollständig als eine Last auf das elektromagnetische Ventil 7, so dass der Plungerkolben 40 veranlasst wird, mit dem Ventilsitz 42 unter der vollen Federkraft zu kollidieren.

Hinsichtlich des Kollisionsgeräusches, welches nach dem Öffnen des elektromagnetischen Ventils 7 erzeugt wird, tritt ein Problem auf, dass der Kollisionssound größer wird, wenn der Wert der Last (f) in Fig. 8 zunimmt.

Zusätzlich ist es in dem Fall notwendig, in welchem der Arbeitsdruck des Kraftstoffs verändert wird, die Last der Feder 48 zu verändern, welche erforderlich ist, um eine ausreichende Abdichtung unter Druck in der Kraftstoffdruckkammer 27 sicher zu stellen. In diesem Fall, beispielsweise, wenn der Durchmesser des Ankers 45 verändert wird, um die Fläche von dessen Oberfläche zu verändern, welche dem Kern zugewandt ist, um den Betrag der magnetischen Anziehungskraft zu verändern, welche zwischen dem Anker 45 und dem Kern 46 wirkt, wird es notwendig, die Größe des Innendurchmessers des Gehäuses 44 zu verändern. Darüber hinaus tritt ein weiteres Problem auf, dass die Neigung der magnetischen Anziehungskraft (die erzeugte Last) hinsichtlich des Stroms verändert wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist vorgenommen worden, um das vorstehend erwähnte Problem zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hochdruckkraftstoffzuführsystem bereit zu stellen, welches dazu fähig ist, dass eine Reduktion der Kollisionsgeräusche durch eine einfache Konstruktion erreicht wird, ohne die Antwortcharakteristik eines elektromagnetischen Ventils hinsichtlich jeglicher praktischer Anwendung zu verändern.

In Anbetracht der vorstehenden Aufgabe liegt die vorliegende Erfindung in einem Hochdruckkraftstoffzuführsystem, welches aufweist: eine Niedrigdruckkraftstoffsaugpassage, die mit einem Kraftstofftank verbunden ist; eine Hochdruckkraftstoffausstoßpassage, die mit einer Lieferleitung verbunden ist, welche wiederum mit einem Kraftstoffeinspritzventil verbunden ist; eine Kraftstoffpumpe, welche zwischen der Niedrigdruckkraftstoffsaugpassage und der Hochdruckkraftstoffausstoßpassage angeordnet ist und während der Hin- und Herbewegung eines Kolbens in einer Hülse betätigt wird, um ein Saugventil zu öffnen, so dass Kraftstoff von der Niedrigdruckkraftstoffsaugpassage in eine Kraftstoffdruckkammer bei einem Saughub eingesaugt wird, und um ein Ausstoßventil zu öffnen, so dass Kraftstoff in die Druckkammer zu einer Hochdruckkraftstoffausstoßpassage bei einem Ausstoßhub ausgestoßen wird; eine Entlastungspassage, welche mit der Kraftstoffpumpe und der Niedrigdruckkraftstoffsaugpassage verbunden ist; sowie ein elektromagnetisches Ventil, welches an der Entlastungspassage angeordnet ist und zum Öffnen angepasst ist, um den Betrag des Kraftstoffs zu steuern, welcher von der Kraftstoffpumpe bei dem Ausstoßhub ausgestoßen wird. Das elektromagnetische Ventil weist auf: einen Plungerkolben, einen Ventilsitz, wobei der Plungerkolben dazu veranlasst wird, in Kontakt und aus dem Kontakt mit diesem bewegt zu werden, so dass der Ventilsitz in Fluidkommunikation mit der Kraftstoffdruckkammer platziert wird, wenn der Plungerkolben von dem Ventilsitz weg bewegt wird; einen Stopper zum Begrenzen des Abstands der Trennung des Plungerkolbens von dem Ventilsitz; einen Anker, welcher aus einem magnetischen Material hergestellt ist und an dem Plungerkolben fest angebracht ist; einen Kern, welcher in einer gegenüberliegenden Relation hinsichtlich des Ankers angeordnet ist; ein Solenoid, welches um den Kern gewunden ist, um den Anker in Richtung des Kerns durch eine elektromagnetische Kraft anzuziehen, wenn dieser mit Energie versorgt wird; und eine Feder, um den Plungerkolben in Richtung des Ventilsitzes oder von dem Ventilsitz weg zu drängen. Eine Nut ist in der Nähe der gegenüberliegenden Flächen des Ankers und des Kerns ausgebildet, um einen Abschnitt eines magnetischen Schaltkreises magnetisch zu sättigen, welcher durch Energieversorgung des Solenoids erzeugt wird. Gemäß der vorstehenden Anordnung können Kollisionsgeräusche durch eine einfache Konstruktion reduziert werden, ohne das Öffnungs- und Schließansprechverhalten des magnetischen Ventils hinsichtlich jeglicher praktischer Anwendung zu beeinflussen.

Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines elektromagnetischen Ventils eines Hochdruckkraftstoffzuführsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Ansicht einer magnetischen Anziehungscharakteristik, welche die Relation zwischen dem Stromwert, welcher dem elektromagnetischen Ventil von Fig. 1 zugeführt wird, und der erzeugten Last darstellt.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht eines elektromagnetischen Ventils eines Hochdruckkraftstoffzuführsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist ein Schaltkreisdiagramm eines bekannten Hochdruckkraftstoffzuführsystems.
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht des bekannten Hochdruckkraftstoffzuführsystems von Fig. 4.
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht eines elektromagnetischen Ventils, welches in Fig. 5 gezeigt ist.
Fig. 7 ist ein Zeitabfolgediagramm, welches die Relation zwischen dem Antrieb des elektromagnetischen Ventils und dem Saug- und Ausstoßhub der Hochdruckkraftstoffpumpe des bekannten Hochdruckkraftstoffzuführsystems von Fig. 4 darstellt.
Fig. 8 ist eine Ansicht einer magnetischen Anziehungscharakteristik, welche die Beziehung zwischen dem Stromwert, welcher zu dem elektromagnetischen Ventil von Fig. 5 zugeführt wird, und der erzeugten Last darstellt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im Nachfolgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, bei denen die gleichen oder entsprechende Teile oder Elemente davon durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, wie die vorstehend erwähnten Ausführungsformen.

Ausführungsform 1

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines elektromagnetischen Ventils 100 eines Hochdruckkraftstoffzuführsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieses elektromagnetische Ventil 100 weist einen Plungerkolben 40 mit einer Kraftstoffpassage 40a, welche daran entlang einer Achse davon ausgeformt ist, einen Körper 41, welcher in einem Gehäuse 31 und einem Gehäuse 44 eingepasst ist, und in welchen der Plungerkolben 40 gleitbar bzw. gleitend aufgenommen ist, einen Ventilsitz 42, welcher in Druckkontakt mit einem Ende des Plungerkolbens 40 angeordnet und an dem Körper 41 angeschweißt ist, einen Stopper 43, der an dem Gehäuse 44 fest angebracht ist, um den Betrag des Hubs des Plungerkolbens 40 nach dessen Öffnung zu begrenzen, einen O-Ring 49, welcher um den Stopper 43 angeordnet ist, einen Anker 45, der aus einem magnetischen Material hergestellt ist und an dem Plungerkolben 40 angeschweißt ist, einen Kern 101, der in einer entgegengesetzten Relation zu dem Anker 45 angeordnet ist, ein Solenoid 47, welches um den Kern 101 gewunden ist, eine Feder 48, welche unter Kompression innerhalb des Kerns 101 angeordnet ist, um den Plungerkolben in Richtung des Ventilsitzes 42 zu drängen, und ein Dichtelement 200 auf, welches aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt ist, das ein austenitischer, rostfreier Stahl ist und an dem Gehäuse 44 und dem Kern 101 angeschweißt ist.
Eine sich kreisförmige erstreckende Nut 102 ist an der äußeren Umfangsfläche des Kerns 101 ausgebildet, welcher von der Anziehungsfläche des Kerns 101 um 2-4 mm entfernt ist, welcher den Anker 45 magnetisch anzieht bzw. heranzieht. Die Größe der Nut 102 wird derart justiert, dass die magnetische Sättigung in der Nut 102 erzeugt wird, so dass ein Anstieg der magnetischen Anziehungskraft des Kerns 101 aufgrund des erhöhten Stroms, welcher dem Solenoid 47 zugeführt wird, nahe an einen Punkt unterdrückt wird, wenn die erzeugte magnetische Anziehungskraft eine vorgegebene Kraft bzw. Last überschreitet, welche erforderlich ist, um eine Abdichtung unter Druck in der Kraftstoffdruckkammer 27 sicher zu stellen (siehe Fig. 5). Fig. 2 ist eine Ansicht einer magnetischen Anziehungscharakteristik (d. h. eine Ansicht der Charakteristik der elektromagnetischen Kraft), welche die Beziehung zwischen dem Stromwert und der magnetischen Anziehungskraft darstellt (d. h. die erzeugte Last). In dieser Figur bezeichnet f eine Last nach dem Öffnen des elektromagnetischen Ventils 100, bei welcher der Plungerkolben 40 in anliegendem Eingriff mit dem Stopper 43 gerät.
Mit dem elektromagnetischen Ventil 100 in dem Hochdruckkraftstoffzuführsystem wird ein geschlossener magnetischer Schaltkreis durch den Kern 101, ein Joch 70, das Gehäuse 44 und den Anker 45 ausgebildet, wenn das Solenoid 47 mit Energie versorgt wird, wobei eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem Anker 45 und dem Kern 101 erzeugt wird, um zu veranlassen, dass der Plungerkolben 40 von dem Ventilsitz 42 gegen die Federkraft der Feder 48 weg bewegt wird, wobei dadurch das elektromagnetische Ventil 100 geschlossen wird. Als Folge wird eine Entlastungspassage 6 (siehe Fig. 4), welche zwischen einer Saugseite einer Hochdruckkraftstoffpumpe 5 (Fig. 4) und der Kraftstoffdruckkammer 27 (Fig. 5) verbunden, in Fluidkommunikation mit der Kraftstoffdruckkammer 27 über die Kraftstoffpassage 40a in dem Plungerkolben 40 und einem Kommunikationsanschluss 37 platziert, so dass der Druck in der Kraftstoffdruckkammer 27 reduziert wird, um es dem Ausstoßventil 9 zu ermöglichen, geschlossen zu werden, wobei dadurch die Versorgung des Hochdruckkraftstoffs zu einem Kraftstoffeinspritzventil 17 unterbrochen bzw. gestoppt wird (Fig. 4).
Wenn andererseits das Solenoid 47 nicht mit Energie versorgt wird bzw. von der Energieversorgung gelöst wird, wird die magnetische Anziehung zwischen dem Anker 45 und dem Kern 101 Null, so dass der Plungerkolben 40 in Druckkontakt mit dem Ventilsitz 42 zu der Wirkung der Federkraft der Feder 48 platziert wird, wobei dadurch das elektromagnetische Ventil 100 und somit die Entlastungspassage 6 geschlossen wird. Mit dem elektromagnetischen Ventil dieses Hochdruckkraftstoffzuführsystems wird der Plungerkolben 40 angehoben, wenn das elektromagnetische Ventil 100 geöffnet wird, um mit dem Stopper 43 zu kollidieren, wobei somit ein Kollisionsgeräusch erzeugt wird. Jedoch wird eine magnetische Sättigung der Nut 102 erzeugt, die in dem Kern 101 ausgebildet ist, und somit wird der Wert der vorstehend erwähnten Last f im Verhältnis zu dem vorstehend erwähnten, bekannten Hochdruckkraftstoffzuführsystem geringer. Dementsprechend wird das Kollisionsgeräusch zu dieser Zeit in dessen Höhe reduziert.
Wie aus der Ansicht der magnetischen Anziehungscharakteristik von Fig. 2 ersichtlich, ist zusätzlich die Relation zwischen dem Stromwert und der erzeugten Last unabhängig von der Präsenz oder der Abstinenz der Nut 102 konstant, bis der Plungerkolben 40 mit dem Stopper 43 kollidiert (d. h. in einem Bereich (g) in Fig. 2). Dementsprechend wird die Öffnungs- und Schließcharakteristik des elektromagnetischen Ventils 100 nicht in irgendeinem praktischen Ausmaß beeinflusst. Als Folge davon tritt im Wesentlichen kein oder nur ein geringer Einfluss des Betriebs des elektromagnetischen Ventils hinsichtlich des Kraftstoffbetrags auf, welcher von der Hochdruckkraftstoffpumpe 5 ausgestoßen wird.
Insbesondere hat es sich aus Versuchen ergeben, dass, wenn die Position der Nut 102 in dem Bereich von 2-4 mm von der Anziehungsfläche des Kerns 100 entfernt ist, welche eine gegenüberliegende Oberfläche ist, die dem Anker 45 zugewandt ist, die Relation zwischen dem Stromwert und der erzeugten Last in dem vorstehend erwähnten Bereich (g) in Fig. 2 unabhängig von der Präsenz oder der Abstinenz der Nut 102 konstant ist.

Ausführungsform 2

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht eines elektromagnetischen Ventils 100 eines Hochdruckkraftstoffzuführsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit diesem elektromagnetischen Ventil wird die Form einer Nut 103, welche in einem Kern 101 ausgebildet ist, von der Form der Nut 102 der ersten Ausführungsform unterschiedlich.
Die Konstruktion dieser Ausführungsform ist im Gegensatz zu dem Vorstehenden ähnlich zu dem Hochdruckkraftstoffzuführsystem der ersten Ausführungsform.
Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform, in welcher die Form der Nut 102 rechteckig ist, entspricht die Nut 103 dieser zweiten Ausführungsform der Form einer im Wesentlichen dreieckigen Konfiguration. Die Werte der magnetischen Sättigung in den Nuten 102 bzw. 103 werden durch den innersten Durchmesser ∅ d von diesen Nuten bestimmt. Wenn dementsprechend ein Vergleich zwischen der Nut 102 und der Nut 103 vorgenommen wird, ist die Nut 102 besser als die Nut 103 von dem Gesichtspunkt bezüglich der dimensionalen Steuerung, jedoch ist die Nut 103 von dem Standpunkt der Handhabbarkeit und Bearbeitungsfähigkeit besser als die Nut 102.
Obwohl in den vorstehend erwähnten Ausführungsformen die Nuten 102, 103 in dem Kern 101 ausgebildet sind, können diese jedoch in dem Anker 45 entlang der Doppelpunktpunktlinie in Fig. 3 beispielsweise ausgebildet sein. Zusätzlich können die Nuten derart ausgebildet sein, dass sie sich zwischen dem Kern und dem Anker an deren Seitenflächen entlang deren Umfangsrichtung erstrecken.
Darüber hinaus wird mit dem elektromagnetischen Ventil 100 gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform der Plungerkolben 40 in Druckkontakt mit dem Ventilsitz 42 durch die Federkraft der Feder 48 gedrängt, wenn das elektromagnetische Ventil 100 geschlossen wird, wohingegen der Anker 45 durch die Energieversorgung des Solenoids 47 zu dem Kern 46 magnetisch angezogen wird, wenn das elektromagnetische Ventil 100 geöffnet wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung natürlich auf ein elektromagnetisches Ventil anwendbar, bei welchem nach dem Öffnen des elektromagnetischen Ventils ein Ende des Plungerkolbens gedrängt bzw. gedrückt wird, um dieses von dem Ventilsitz in eine Richtung von der Feder weg unter der Wirkung dessen Federkraft getrennt wird, wohingegen nach dem Schließen des elektromagnetischen Ventils der Anker durch die Energieversorgung des Solenoids von dem Kern magnetisch angezogen wird, so dass das Ende des Plungerkolbens derart gedrängt bzw. gedrückt wird, dass dieser mit dem Ventilsitz kollidiert.
Wie im Vorstehenden beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Hochdruckkraftstoffzuführsystem bereitgestellt, welches aufweist: eine Niedrigdruckkraftstoffsaugpassage, die mit einem Kraftstofftank verbunden ist; eine Hochdruckkraftstoffausstoßpassage, die mit einer Lieferleitung verbunden ist, die wiederum mit einem Kraftstoffeinspritzventil verbunden ist; eine Kraftstoffpumpe, die zwischen der Niedrigdruckkraftstoffsaugpassage und der Hochdruckkraftstoffausstoßpassage angeordnet ist und betätigbar ist, während ein Kolben in einer Hülse hin- und herbewegt wird, um ein Saugventil zu öffnen, so dass Kraftstoff von der Niedrigdruckkraftstoffsaugpassage in eine Kraftstoffdruckkammer bei einem Saughub eingesaugt und ein Ausstoßventil geöffnet wird, um den Kraftstoff in die Kraftstoffdruckkammer zu einer Hochdruckkraftstoffausstoßpassage bei einem Ausstoßhub auszustoßen; eine Entlastungspassage, die zwischen der Kraftstoffpumpe und der Niedrigdruckkraftstoffsaugpassage verbunden ist; sowie ein elektromagnetisches Ventil, welches an der Entlastungspassage angeordnet ist und daran angepasst ist, geöffnet zu werden, um einen Betrag des Kraftstoffs zu steuern, welcher von der Kraftstoffpumpe bei einem Ausstoßhub ausgestoßen wird. Das elektromagnetische Ventil weist auf: einen Plungerkolben; einen Ventilsitz, durch welchen der Plungerkolben veranlasst wird, sich in Kontakt und außer dem Kontakt zu bewegen, so dass der Ventilsitz in Fluidkommunikation mit der Kraftstoffdruckkammer platziert wird, wenn der Plungerkolben von dem Ventilsitz weg bewegt wird; einen Stopper zur Begrenzung des Abstands der Trennung des Plungerkolbens von dem Ventilsitz; einen Anker, welcher aus einem magnetischen Material hergestellt und an dem Plungerkolben fest angebracht ist; einen Kern, der in einer entgegengesetzten Relation mit dem Anker angeordnet ist; ein Solenoid, welches um den Kern gewunden ist, um den Anker in Richtung des Kerns durch eine elektromagnetische Kraft anzuziehen, wenn dieses mit Energie versorgt wird; und eine Feder, um den Plungerkolben in Richtung des Ventilsitzes oder von dem Ventilsitz weg zu drängen. Eine Nut ist in der Nähe der gegenüberliegenden Flächen des Ankers und des Kerns ausgebildet, um einen Abschnitt eines magnetischen Schaltkreises magnetisch zu sättigen, was durch die Energieversorgung des Solenoids erzeugt wird. Durch diese Anordnung ist es möglich, die Kollisionsgeräusche durch eine einfache Konstruktion zu reduzieren, ohne den Öffnungs- und Schließvorgang bzw. dessen Ansprechverhalten des elektromagnetischen Ventils hinsichtlich jeglicher praktischer Anwendung zu beeinflussen.
Vorzugsweise kann die Nut in dem Kern ausgebildet sein, so dass die Kollisionsgeräusche in einfacher Art und Weise reduziert werden können, wobei im Wesentlichen kein oder nur ein geringer Einfluss auf den Öffnungs- und Schließvorgang bzw. dessen Ansprechverhalten des elektromagnetischen Ventils ausgeübt wird.
Vorzugsweise kann die Nut in dem Anker ausgebildet sein, so dass die Kollisionsgeräusche in einfacher Art und Weise reduziert werden können, wobei im Wesentlichen kein oder nur ein geringer Einfluss auf den Öffnungs- und Schließvorgang des elektromagnetischen Ventils ausgeübt wird.
Vorzugsweise kann die Nut um 2-4 mm von einer Anziehungsfläche von zumindest dem Kern oder dem Anker entfernt ausgebildet sein, so dass es möglich ist, die Kollisionsgeräusche in verlässlicher Art und Weise zu reduzieren, wobei im Wesentlichen kein oder nur ein geringer Einfluss auf den Öffnungs- und Schließvorgang des elektromagnetischen Ventils ausgeübt wird.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung mit Modifikationen innerhalb des Rahmens und des Umfangs der beigefügten Ansprüche durchgeführt werden kann.

Claims

1. Hochdruckkraftstoffzuführsystem, welches aufweist:
eine Niedrigdruckkraftstoffsaugpassage (2), die mit einem Kraftstofftank (10) verbunden ist;
eine Hochdruckkraftstoffausstoßpassage (4), die mit einer Lieferleitung (16) verbunden ist, welche wiederum mit einem Kraftstoffeinspritzventil (17) verbunden ist;
eine Kraftstoffpumpe (5), die zwischen der Niedrigdruckkraftstoffsaugpassage (2) und der Hochdruckkraftstoffausstoßpassage (4) angeordnet und betätigbar ist, während ein Kolben (26) in einer Hülse (24) hin- und herbewegt wird, um ein Saugventil (8) zu öffnen, so dass Kraftstoff von der Niedrigdruckkraftstoffsaugpassage (2) in eine Kraftstoffdruckkammer (27) bei einem Saughub gesaugt wird, und um ein Ausstoßventil (9) zu öffnen, um Kraftstoff in die Kraftstoffdruckkammer (27) zu einer Hochdruckkraftstoffausstoßpassage (4) bei einem Ausstoßhub auszustoßen;
eine Entlastungspassage (6), die zwischen der Kraftstoffpumpe (5) und der Niedrigdruckkraftstoffsaugpassage (2) verbunden ist; und
ein elektromagnetisches Ventil (100), welches an der Entlastungspassage (6) angeordnet und derart angepasst ist, dass es zum Steuern eines Kraftstoffbetrags geöffnet wird, welcher von der Kraftstoffpumpe (5) bei einem Ausstoßhub ausgestoßen wird;
wobei das elektromagnetische Ventil (100) aufweist:
einen Plungerkolben (40); einen Ventilsitz (42), durch welchen der Plungerkolben (40) veranlasst wird, sich in Kontakt und aus dem Kontakt zu bewegen, so dass der Ventilsitz (42) in Fluidkommunikation mit der Kraftstoffdruckkammer (27) platziert wird, wenn der Plungerkolben (40) von dem Ventilsitz (42) weg bewegt wird; einen Stopper (43) zur Begrenzung des Trennungabstands des Plungerkolbens (40) von dem Ventilsitz (42); einen Anker (45), welcher aus einem magnetischen Material hergestellt ist und an dem Plungerkolben (40) fest angebracht ist; einen Kern (46), der in einer entgegengesetzten Relation mit dem Anker (45) angeordnet ist; ein Solenoid (47), welches um den Kern (46) gewunden ist, um den Anker (45) in Richtung des Kerns (46) durch eine elektromagnetische Kraft anzuziehen, wenn dieses mit Energie versorgt wird; und eine Feder (48), um den Plungerkolben (40) in Richtung des Ventilsitzes (42) oder von dem Ventilsitz (42) weg zu drängen;
wobei eine Nut (102 oder 103) in der Nähe der gegenüberliegenden Flächen des Ankers (45) und des Kerns (46) ausgebildet ist, um einen Abschnitt eines magnetischen Schaltkreises magnetisch zu sättigen, was durch die Energieversorgung des Solenoids (47) erzeugt wird.

2. Hochdruckkraftstoffzuführsystem gemäß Anspruch 1, wobei die Nut (102) in dem Kern (46) ausgebildet ist.

3. Hochdruckkraftstoffzuführsystem gemäß Anspruch 1, wobei die Nut (103) in dem Anker (45) ausgebildet ist.

4. Hochdruckkraftstoffzuführsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Nut (102 oder 103) um 2-4 mm von einer Anziehungsfläche von zumindest dem Kern (46) oder dem Anker (45) entfernt ausgebildet ist.