DE69813112T2

DE69813112T2 - Kraftstofförderpumpe für Common Rail Kraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE69813112T2
Application number: DE69813112T
Authority: DE
Inventors: Haruyo Kimura; Yoshiro Shimayama
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1997-08-22
Filing date: 1998-08-19
Publication date: 2003-12-24
Anticipated expiration: 2018-08-20
Also published as: EP0898074B1; EP0898074A1; US6142125A; US6378499B1; DE69813112D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Förderpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem vom Typ mit gemeinsamer Druckleitung bzw. Common-Rail- Typ (Speichertyp), das in einem Dieselmotor mit einer Vielzahl von Zylindern verwendet wird.
Es existiert ein Bedarf nach einer Hochdruck-Kraftstoffeinspritzung, und Kraftstoffeinspritzsysteme mit gemeinsamer Druckleitung wurden in den letzten Jahren entwickelt. Eine allgemeine Idee eines Kraftstoffeinspritzsystems mit gemeinsamer Druckleitung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Ein herkömmliches Kraftstoffeinspritzsystem 1 mit gemeinsamer Druckleitung umfasst eine Förderpumpe 2, eine gemeinsame Druckleitung 3 und Pumpe-Düse- Einheiten 4. Die Förderpumpe 2 führt einen unter Druck befindlichen Kraftstoff der gemeinsamen Druckleitung 3 zu. Der unter Druck befindliche Kraftstoff wird in der gemeinsamen Druckleitung 3 gesammelt und in Zylinder eines Motors von den jeweiligen Pumpe-Düse-Einheiten 4 eingespritzt. Zeitpunkt und Menge der Kraftstoffeinspritzung von den Pumpe- Düse-Einheiten 4 werden durch eine ECU (nicht dargestellt) gesteuert.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2A ist die Förderpumpe 2 operativ mit einer Kurbelwelle 78 des Motors 86 über einen Antriebskraft- Übertragungsmechanismus 84 verbunden, so dass sie von dem Motor 86 angetrieben wird. Ein typischer Antriebskraft-Übertragungsmechanismus ist ein Kettentrieb-Mechanismus, ein Riemen- und Riemenscheibenmechanismus oder ein Zahnradtriebmechanismus.
Die Förderpumpe 2 besitzt auch ein Ventil zum Einstellen einer Flussrate von unter Druck befindlichem Kraftstoff, und eine ECU steuert dieses Ventil, so dass ein Abgabedruck der Förderpumpe 2 zu einem gewünschten Druck der gemeinsamen Druckleitung wird.
Der Druck der gemeinsamen Druckleitung fällt jedes Mal ab, wenn ein Kraftstoff in die Zylinder des Motors 86 eingespritzt wird. Um den Druck der gemeinsamen Druckleitung auf einem bestimmten Wert oder in einem bestimmten Bereich zu halten, wird eine Zeit (zeitliche Steuerung) für die Kraftstoffzufuhr der Förderpumpe 2 mit einem Zeitpunkt (zeitlichen Steuerung) für die Kraftstoffeinspritzung der Pumpe-Düse-Einheiten 4 in dem herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsystem 1 mit gemeinsamer Druckleitung synchronisiert. Die Kraftstoffzufuhr von der Förderpumpe 2 findet jedes Mal statt, wenn die Kraftstoffeinspritzung zu dem Motor 86 stattfindet. Ein solches Kraftstoffeinspritzsystem wird zum Beispiel in der japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. 4-308355 offenbart.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 1 mit gemeinsamer Druckleitung unterscheidet sich jedoch von einem gewöhnlichen Kraftstoffeinspritzsystem, insofern, als die Kraftstoffzufuhr nicht direkt die Kraftstoffeinspritzung beeinflusst. Somit führt die Förderpumpe 2 nicht notwendigerweise jedes Mal, wenn der Kraftstoff in den Motor 86 eingespritzt wird, den unter Druck befindlichen Kraftstoff der gemeinsamen Druckleitung 3 zu.
Wenn zum Beispiel der Motor sechs Zylinder hat, findet die Kraftstoffeinspritzung sechsmal statt, während sich eine Kurbelwelle zweimal dreht. Dementsprechend führt die allgemeine Förderpumpe 2 den Kraftstoff sechsmal zu, während die Kurbelwelle sich zweimal dreht, wobei die Zeitabstimmung der Kraftstoffzuführung synchron zu der Zeitabstimmung der Kraftstoffeinspritzung ist. Wenn es jedoch möglich ist, den Druck der gemeinsamen Druckleitung auf einem im Wesentlichen konstanten Wert zu halten und eine geeignete Kraftstoffeinspritzung sicherzustellen, muss die Förderpumpe 2 den Kraftstoff nicht sechsmal zuführen.
Unter Berücksichtigung des Vorhergehenden kann eine Förderpumpe so konstruiert sein, dass sie den Kraftstoff nicht in Synchronisation mit der zeitlichen Steuerung der Kraftstoffeinspritzung der gemeinsamen Druckleitung zuführt. Im Besonderen kann die Anzahl von Kraftstoffzufuhren zu der gemeinsamen Druckleitung 3 von der Förderpumpe 2 während zwei Umdrehungen der Motorkurbelwelle 78 von der Anzahl der Zylinder des Motors 86 abweichen. Beispielsweise kann eine Förderpumpe, die ursprünglich für einen Vier-Zylinder-Motor konstruiert wurde, in einem Sechs-Zylinder-Motor verwendet werden. Wenn diese Kombination machbar ist, werden die Herstellungskosten verringert, da dieselbe Förderpumpe sowohl für Vier- als auch für Sechs-Zylinder-Motoren angewendet werden kann.
Jedoch wirkt eine übermäßig große Last auf den Antriebskraft- Übertragungsmechanismus 84 zwischen der Förderpumpe 2 und dem Motor 86, sofern die zeitliche Steuerung für die Kraftstoffzufuhr nicht optimal ist. Mit anderen Worten, wenn die zeitliche Steuerung der Kraftstoffförderung von der Förderpumpe nicht geeignet ist, wird eine Kettenspannung und Ähnliches zu groß, und daher kann dieselbe Förderpumpe nicht in unterschiedlichen Motoren verwendet werden.
Die EP 849 438 A1 offenbart eine Förderpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit gemeinsamer Druckleitung, wobei die Kraftstoffzufuhr von einer Nockenwelle angetrieben wird, welche auch die Motorventile steuert. Dies führt dazu, dass zwei Drehmomentschwankungszyklen auf die Nockenwelle wirken, von welchen einer in der Kompression und Entspannung der Ventilfedern begründet ist, und der andere durch die Betätigung der Förderpumpe. Durch Einstellen der Phase zwischen den zwei periodisch schwankenden Drehmomenten wird die zusammengesetzte Drehmomentschwankung minimiert.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Förderpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit gemeinsamer Druckleitung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Zeit (zeitliche Steuerung) für die Kraftstoffzufuhr zu optimieren und daher eine Last auf einen Antriebskraft- Übertragungsmechanismus zu verringern.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Förderpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit gemeinsamer Druckleitung bereitzustellen, die auf einen Motor anwendbar ist, dessen Anzahl von Zylindern von der Anzahl der Kraftstoffzufuhren pro zwei Umdrehungen der Kurbelwelle verschieden ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Förderpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit gemeinsamer Druckleitung vorgesehen, welche durch die Kurbelwelle eines Motors mit mehreren Zylindern über einen Antriebskraft-Übertragungsmechanismus angetrieben wird, um einen unter Druck befindlichen Kraftstoff von der Förderpumpe zu einer gemeinsamen Druckleitung zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kraftstoffzufuhren zu der gemeinsamen Druckleitung von der Förderpumpe pro zwei Umdrehungen der Kurbelwelle des Motors von der Anzahl der Zylinder des Motors verschieden ist, und dass die zeitliche Steuerung der Kraftstoffzufuhr so gewählt wird, dass eine geringere Last auf den Antriebskraft-Übertragungsmechanismus wirkt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Förderpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit gemeinsamer Druckleitung vorgesehen, welche durch die Kurbelwelle eines Motors mit mehreren Zylindern über einen Antriebskraft-Übertragungsmechanismus angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kraftstoffzufuhren von der Förderpumpe zu einer gemeinsamen Druckleitung pro zwei Umdrehungen der Motorkurbelwelle von der Anzahl der Zylinder des Motors verschieden ist, und dass der Zeitpunkt des Endes einer Referenzkraftstoffzufuhr ausgedrückt durch den Kurbelwellenwinkel auf 30º ± 5º nach einem oberen Totpunkt eines Referenzzylinders gelegt wird, und die Zeitpunkte des jeweiligen Endes der folgenden Kraftstoffzufuhren in konstanten Intervallen erfolgen. Die konstanten Intervalle werden durch Division von 720º durch die Anzahl der Kraftstoffzufuhren bestimmt.
In einem bevorzugten Beispiel der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl der Kraftstoffzufuhren vier und die Anzahl der Motorzylinder ist sechs. Diese sechs Zylinder können als Zylinder #1, Zylinder #2 ... und Zylinder #6 ab dem oben erwähnten "Referenzzylinder" in der Reihenfolge der Kompression bezeichnet werden. Der erste oder Zeitpunkt des Endes einer Referenzkraftstoffzufuhr kann bei 30º nach dem oberen Totpunkt des Zylinders #1 liegen, der zweite Zeitpunkt des Endes einer Kraftstoffzufuhr bei 30º vor dem oberen Totpunkt des Zylinders #3, der dritte Zeitpunkt des Endes einer Kraftstoffzufuhr kann bei 30º nach dem oberen Totpunkt des Zylinders #4 liegen und der vierte Zeitpunkt des Endes einer Kraftstoffzufuhr kann bei 30º vor dem oberen Totpunkt des Zylinders #6 liegen. Der Motor mit mehreren Zylindern kann ein so genannter V6-Motor sein. Der Antriebskraft-Übertragungsmechanismus kann ein Kettentrieb- Mechanismus sein.
Die Förderpumpe kann eine Pumpenwelle, die von den Motor über den Antriebskraft-Übertragungsmechanismus angetrieben wird, eine Speisepumpe, die von der Pumpenwelle angetrieben wird, eine Kolbenkammer zum Aufnehmen von Kraftstoff aus der Speisepumpe, die eine Vielzahl sich in radialer Richtung erstreckender Kanäle hat, eine Vielzahl von Kolben, die jeweils gleitend in der Vielzahl von Kolbenkammern angeordnet sind, so dass sie von dem in der Kolbenkammer aufgenommenen Kraftstoff jeweils von der Kolbenkammer nach radial außen gedrängt werden, eine Nockenfläche, die an einer Innenfläche der Pumpenwelle ausgebildet ist, um die Kolbenkammer zu umgeben, um eine Hin- und Herbewegung der Kolben in einer radialen Richtung der Kolbenkammer zu begrenzen, Nockenvorsprünge, die an der Nockenfläche ausgebildet sind, um die Kolben in eine radial innere Richtung der Kolbenkammer zu bewegen, um bei Umdrehungen der Pumpenwelle den Kraftstoff von der Kolbenkammer einer gemeinsamen Druckleitung zuzuführen, eine Kraftstoffleitung, welche die Speisepumpe mit der Kolbenkammer verbindet, und ein Flussratensteuerungsventil, das in der Kraftstoffleitung angeordnet ist, zum Einstellen einer Kraftstoffmenge, die in die Kolbenkammer einzuführen ist, wodurch die Kraftstoffmenge gesteuert wird, die der gemeinsamen Druckleitung zuzuführen ist, umfassen.
Die Kolbenkammer kann vier Kanäle aufweisen, die sich strahlenförmig wie eine "X"-Form von der Mitte der Kolbenkammer erstrecken, und vier Kolben können jeweils in diesen Kanälen aufgenommen werden. Die Förderpumpe kann die Kraftstoffzufuhr stoppen, wenn die Kolben in die radial am weitesten innen gelegene Stellung bewegt werden. Die zeitliche Steuerung der Kraftstoffzufuhr muss nicht synchron zu der zeitlichen Steuerung der Kraftstoffeinspritzung sein.
Die EP 0 262 539 A1 offenbart ein elektronisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem mit gemeinsamer Druckleitung, das in einem Vier-Zylinder- Verbrennungsmotor eingesetzt wird, wobei die Anzahl der Kraftstoffzufuhren pro zwei Umdrehungen der Kurbelwelle vier beträgt. In diesem Einspritzsystem ist die Bewegung der Pumpenkolben der Förderpumpe harmonisch und jeder Pumpenzyklus findet über einen großen Drehwinkel der Pumpenantriebswelle statt. Darüber hinaus wird es bevorzugt, dass das Einspritzereignis jeder der Einspritzdüsen während des Pumpenhubes eines beliebigen der Pumpenkolben stattfindet.
Gemäß noch einer weiteten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Förderpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit gemeinsamer Druckleitung vorgesehen, die von der Kurbelwelle eines Motors mit mehreren Zylindern über einen Antriebskraft-Übertragungsmechanismus angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Motorzylinder gleich dem Produkt der Anzahl von Kraftstoffzufuhren pro zwei Umdrehungen der Motorkurbelwelle und einer ganzen Zahl ist, und dass die Kraftstoffzufuhren stattfinden, während eine Motordrehgeschwindigkeit infolge von Kompressionshüben bestimmter Motorzylinder sinkt.
Der Bereich abfallender Motordrehgeschwindigkeit ausgedrückt durch den Kurbelwellenwinkel kann zwischen 60º vor dem oberen Totpunkt eines vorbestimmten Zylinders und 15º nach dem oberen Totpunkt liegen. Die Anzahl von Kraftstoffzufuhren kann drei betragen, die ganze Zahl kann zwei sein und die Anzahl der Motorzylinder kann sechs sein. Der Zeitpunkt des Beginns einer Kraftstoffzufuhr kann zwischen 60º vor dem oberen Totpunkt des vorbestimmten Zylinders und dem oberen Totpunkt liegen, und der Zeitpunkt des Endes einer Kraftstoffzufuhr kann zwischen 15º vor dem oberen Totpunkt des vorbestimmten Zylinders und 15º nach dem oberen Totpunkt liegen. Die sechs Zylinder des Motors können als Zylinder #1, Zylinder #2 ... und Zylinder #6 in der Reihenfolge der Kompression bezeichnet werden. Der "vorbestimmte Zylinder" kann der #1, der #3 und der Zylinder #5 sein. Der Motor mit mehreren Zylindern kann ein so genannter V6-Motor sein. Der Antriebskraft- Übertragungsmechanismus kann ein Kettentrieb-Mechanismus sein.
Die Förderpumpe kann umfassen: ein Pumpengehäuse, eine Pumpenwelle, die von dem Motor über den Antriebskraft-Übertragungsmechanismus angetrieben und drehbar in dem Pumpengehäuse getragen wird, eine Speisepumpe, die von der Pumpenwelle angetrieben wird, eine Kolbenkammer zum Aufnehmen von Kraftstoff aus der Speisepumpe, die eine Vielzahl sich in radialer Richtung von der Mitte der Kolbenkammer erstreckender Kanäle hat, eine Vielzahl von Kolben, die jeweils gleitend in der Vielzahl von Kolbenkammern angeordnet sind, so dass sie von dem in der Kolbenkammer aufgenommenen Kraftstoff jeweils von der Kolbenkammer nach radial außen gedrängt werden, ein Mittel zur Begrenzung der Hin- und Herbewegungen der Kolben in einer radialen Richtung der Kolbenkammer, ein Nockenmittel, um bei den Umdrehungen der Pumpenwelle die Kolben in eine radial innere Richtung von der Kolbenkammer zu bewegen, um den Kraftstoff von der Kolbenkammer der gemeinsamen Druckleitung zuzuführen, eine Kraftstoffleitung, die die Speisepumpe mit der Kolbenkammer verbindet, und ein Flussratensteuerungsventil, das in der Kraftstoffleitung angeordnet ist, zum Einstellen einer Kraftstoffmenge, die in die Kolbenkammer einzuführen ist, wodurch die Kraftstoffmenge gesteuert wird, die der gemeinsamen Druckleitung zuzuführen ist. Die Pumpenwelle kann einen hohlen Abschnitt besitzen, um eine innere Oberfläche zu definieren, und das Begrenzungsmittel kann diese innere Oberfläche der Pumpenwelle sein, welche die Kolbenkammer umgibt. Das Nockenmittel kann aus Nockenvorsprüngen bestehen, die an der inneren Oberfläche der Pumpenwelle gebildet sind, um die Kolben in einer Richtung radial nach innen der Kolbenkammer mit den Umdrehungen der Pumpenwelle zu bewegen. Die Kolbenkammer kann drei Kanäle aufweisen, die sich strahlenförmig wie eine "Y"-Form von der Mitte der Kolbenkammer erstrecken, und drei Kolben können jeweils gleitend in den drei Kanälen aufgenommen werden. Die Förderpumpe kann die Kraftstoffzufuhr stoppen, wenn die Kolben sich in die radial am weitesten innen gelegene Stellung bewegen. Die Zeitabstimmung der Kraftstoffzufuhr kann zu den Zeitabstimmungen der Kraftstoffeinspritzung synchron sein. Die Förderpumpe kann die Kraftstoffzufuhr zwischen 120º vor dem oberen Totpunkt eines vorbestimmten Zylinders und dem oberen Totpunkt starten, und kann die Kraftstoffzufuhr zwischen 15º vor dem oberen Totpunkt des vorbestimmten Zylinders und 15º nach dem oberen Totpunkt beenden.
Fig. 1A ist ein Graph, der eine zeitliche Steuerung für die Kraftstoffzufuhr einer herkömmlichen Förderpumpe zeigt;
Fig. 1B veranschaulicht ein zeitliches Ablaufdiagramm für die Kraftstoffzufuhr gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1C veranschaulicht eine Änderung einer Motordrehgeschwindigkeit in Verbindung mit der Zeit (zeitlichen Steuerung) für die Kraftstoffzufuhr der Förderpumpe;
Fig. 1D veranschaulicht eine Änderung des Motorzylinderdrucks in Verbindung mit der Motordrehgeschwindigkeit;
Fig. 2 veranschaulicht einen allgemeinen Aufbau eines Kraftstoffeinspritzsystems mit gemeinsamer Druckleitung;
Fig. 2A veranschaulicht einen Antriebskraft-Übertragungsmechanismus zwischen einem Motor und einer Förderpumpe;
Fig. 3 veranschaulicht eine seitliche Aufriss-Schnittansicht der Förderpumpe gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 ist eine vordere Schnittansicht der Förderpumpe, die in Fig. 3 dargestellt ist;
Fig. 5 ist ein Graph, der schematisch die Beziehung zwischen einer Motordrehgeschwindigkeit (upm) und einer Kettenspannung des Antriebskraft-Übertragungsmechanismus zeigt;
Fig. 6 veranschaulicht die Beziehung zwischen der Motordrehgeschwindigkeit und der Kettenspannung im Detail gemäß den experimentellen Ergebnissen;
Fig. 7A veranschaulicht ein zeitliches Ablaufdiagramm für die Kraftstoffzufuhr gemäß einer herkömmlichen Förderpumpe;
Fig. 7B veranschaulicht ein zeitliches Ablaufdiagramm für die Kraftstoffzufuhr gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7C veranschaulicht eine Änderung einer Motordrehgeschwindigkeit in Verbindung mit der Zeit für die Kraftstoffzufuhr;
Fig. 7D veranschaulicht eine Änderung des Motorzylinderdrucks in Verbindung mit der Motordrehgeschwindigkeit;
Fig. 8 ist eine seitliche Schnittansicht der Förderpumpe der zweiten Ausführungsform; und
Fig. 9 ist eine vordere Schnittansicht der Förderpumpe, die in Fig. 8 dargestellt ist.
Es werden nun bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

Erste Ausführungsform:

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 2A ist ein allgemeiner Aufbau eines herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsystems 1' mit gemeinsamer Druckleitung der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung derselbe wie jener, der in der "Beschreibung des Standes der Technik" dieser Beschreibung beschrieben wird. Dieselben oder ähnliche Bezugszahlen werden verwendet, um dieselben oder ähnliche Komponenten in der folgenden Beschreibung zu bezeichnen. Das Kraftstoffeinspritzsystem 1' umfasst eine Förderpumpe 2', eine gemeinsame Druckleitung 3 und sechs Pumpe-Düse-Einheiten 4. Die Förderpumpe 2' wird durch einen Motor 86 über einen Antriebskraft-Übertragungsmechanismus 84 angetrieben. In dieser besonderen Ausführungsform ist der Antriebskraft- Übertragungsmechanismus 84 ein Kettentrieb-Mechanismus und der Motor 86 ist ein V6-Motor. Die Förderpumpe 2' und die Pumpe-Düse- Einheiten 4 werden durch eine ECU (nicht dargestellt) gesteuert. Der Kettentrieb-Mechanismus 84 umfasst ein Antriebskettenrad 80, da an eine Motorkurbelwelle 78 angebracht ist, ein Abtriebskettenrad 5, das an die Förderpumpe 2' angebracht ist und eine Kette 82, die über diese Kettenräder gelegt wird.
Fig. 3 und 4 veranschaulichen die Details der Förderpumpe 2'. Diese Förderpumpe 2' ist vom Innennocken-Typ. Unter Bezugnahme zuerst auf Fig. 3, besitzt die Förderpumpe 2' ein Pumpengehäuse 6 und eine Pumpenwelle 7, die drehbar in dem Pumpengehäuse 6 getragen wird. Die Pumpenwelle 7 trägt das Abtriebskettenrad 5 (Fig. 2A) an diesem freien Ende, so dass die Pumpenwelle 7 von dem Motor 86 (Fig. 2A) angetrieben (gedreht) wird. Wenn die Pumpenwelle 7 aktiviert ist, wird eine Speisepumpe 8 entsprechend aktiviert. Ein Kraftstoff unter Verteilerdruck wird in die Speisepumpe 8 von einem Einlassnippel 9 (wie durch den linken, abwärts gerichteten, nicht schattierten Pfeil angezeigt) eingeführt und darin bei Umdrehungen der Pumpenwelle 7 komprimiert. Der komprimierte Kraftstoff wird dann zu einer Kolbenkammer 10 gefördert. Wie am besten in Fig. 4 veranschaulicht wird, besitzt die Kolbenkammer 10 vier Kanäle, die sich in X-Form strahlenförmig von der Mitte der Kolbenkammer erstrecken, und vier Kolben 11 sind jeweils gleitend in den Kanälen der Kolbenkammer aufgenommen, so dass sie in der Lage sind, sich jeweils in den vorbestimmten radialen Richtungen zu bewegen. Die vier Kolben 11 werden durch den Druck von Kraftstoff, der von der Speisepumpe 8 zu der Kolbenkammer 10 zugeführt wird, jeweils radial nach außen gedrängt, um zugehörige Schuhe 12 und weiter die Rollen 13 gegen eine Nockenfläche 14, die an einer inneren Oberfläche eines hohlen erweiterten Durchmesserabschnittes 7a des Pumpenschaftes 7 gebildet ist, zu drücken. Die Nockenfläche 14 dreht sich, während sich die Pumpenwelle 7 dreht, und die Kolben 11 werden veranlasst, sich in der radialen Richtung der Kolbenkammer 10 mit den Umdrehungen der Nockenfläche 14 hin und her zu bewegen.
Die vier Kolben 11 werden gleichzeitig bewegt. Wenn die Kolben 11 jeweils in die Richtung radial nach innen bewegt werden (d. h., wenn die Kolben 11 durch die Nockenfläche 14 gehoben werden), wird der Kraftstoff in der Kolbenkammer 10 unter Druck gesetzt und aus der Kolbenkammer 10 heraus gedrückt. Andererseits wird, wenn die Kolben 11 in die Richtung radial nach außen bewegt werden, der Kraftstoff in die Kolbenkammer 10 eingeführt. Wenn der Kraftstoff unter Druck aus der Kolbenkammer 10 heraus gedrückt wird, wird ein Auslassnippel 15 als ein Kraftstoffauslass verwendet, wie durch den rechten, aufrechten und nicht schattierten Pfeil von Fig. 3 angezeigt wird. An einer Kraftstoffleitung 16 zwischen der Speisepumpe 8 und der Kolbenkammer 10 ist ein Kraftstoff- Flussratensteuerungsventil 17 vorgesehen. Das Ventil 17 wird von der ECU gesteuert und stellt eine Menge (oder Flussrate) von Kraftstoff ein, die in die Kolbenkammer 10 eintreten darf, wodurch die Kraftstoffflussrate eingestellt wird, die aus der Kolbenkammer 10 abgegeben wird. Das Pumpengehäuse 6 besitzt auch einen oder mehrere Schmierungsdurchgänge 18. Der Kraftstoff fließt in diese Schmierungskanäle 18, um verschiebbare Komponenten der Förderpumpe 2' zu schmieren. Danach kehrt der Kraftstoff in ein Kraftstoffförderrohr von einem Leckagenippel 19 zurück.
Die Nockenfläche 14 besitzt vier Vorsprünge 20 in Intervallen von 90 Grad, wie am besten in Fig. 4 veranschaulicht wird. Wenn daher die Rollen 13 jeweils an den Nockenvorsprüngen 20 aufsitzen, werden die vier Kolben 11 veranlasst, sich zur selben Zeit radial nach innen zu bewegen, wodurch der Kraftstoff der gemeinsamen Druckleitung 3 zugeführt wird (Fig. 2). Da die Förderpumpe 2' sich mit der halben Geschwindigkeit der Motorkurbelwelle 78 (Fig. 2A) dreht, dreht sich die Welle 7 der Förderpumpe 2' einmal, während sich die Motorkurbelwelle 78 zweimal dreht, und die Förderpumpe 2' führt den Kraftstoff viermal zu, während sich die Kurbelwelle 78 zweimal dreht. In der veranschaulichten Ausführungsform ist daher die Anzahl von Kraftstoffzufuhren pro zwei Umdrehungen der Kurbelwelle vier, wohingegen die Anzahl der Motorzylinder sechs ist. Mit anderen Worten wird die Förderpumpe 2', die ursprünglich für einen Vier- Zylinder-Motor konstruiert wurde, auf den Sechs-Zylinder-Motor in dieser Ausführungsform angewendet. Es sind die Nockenvorsprünge 20, die die Zeit für die Kraftstoffzufuhr der Förderpumpe 2' bestimmen, und die Positionen der Nockenvorsprünge 20 werden auf die folgende Weise bestimmt.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf die Fig. 1A bis 1D wird die Beziehung zwischen der Zeit für die Kraftstoffzufuhr der Förderpumpe (Fig. 1A und 1B), der Motorumdrehungsgeschwindigkeit (Fig. 1C) und einem Zylinder-innendruck (Fig. 1D) veranschaulicht. Da der Motor 86 der Sechs- Zylinder-Motor ist, steigt der Zylinderdruck sechsmal in einer vorbestimmten Reihenfolge an Intervallen von 120 Grad (720º/6 = 120º) ausgedrückt durch den Kurbelwellenwinkel, während die Kurbelwelle 78 sich zweimal dreht. Fig. 1D zeigt dies. In dem Motor 86 finden daher die Kompression und die Ausdehnung (Verbrennung) sechsmal pro zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 78 statt. Es ist anzumerken, dass in Fig. 1D #1cyl, #2cyl ... nur die Reihenfolge der Kompression anzeigen, und dass sie nicht den allgemeinen Zylindernummern oder -namen für den V6- Motor entsprechen. In der veranschaulichten Ausführungsform ist #1cyl ein Referenzzylinder und sein oberer Totpunkt ist ein Referenz- Kurbelwellenwinkel (0º). Es ist wohl bekannt, dass die Kraftstoffeinspritzung nahe eines oberen Totpunktes stattfindet. Im Allgemeinen ändert sich die Motordrehgeschwindigkeit, wenn der Zylinderdruck steigt und fällt. Eine solche Motordrehgeschwindigkeitsveränderung ist in Fig. 1C abgebildet.
In Fig. 1A und 1B werden die zeitlichen Ablaufdiagramme für die Kraftstoffzufuhr gemäß dem Stand der Technik und der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Die " "-förmige durchgehende Linie zeigt den Hub der Kolben 11 an und der dreieckige schattierte Bereich zeigt die Kraftstoffzufuhrzeit an. Wie veranschaulicht entspricht das Ende der Kraftstoffzufuhr dem maximalen Hub der Kolben 11, d. h., wenn die Kolben 11 sich in der radial am weitesten innen gelegenen Stellung befinden. Da die Förderpumpe 2' den Kraftstoff viermal liefert, während sich die Kurbelwelle zweimal dreht, beträgt das Kraftstoffförderintervall 180º (720º/4 = 180º).
Inder herkömmlichen Förderpumpe endet, wie in Fig. 1A dargestellt, die erste Kraftstoffzufuhr bei 4º vor einem oberen Totpunkt des Referenzzylinders #1cyl (#1BTDC4º). In der Folge endet die nächste Kraftstoffzufuhr bei 64º vor dem oberen Totpunkt von #3cyl. Dasselbe wiederholt sich in der dritten und vierten Kraftstoffzufuhr; die dritte Kraftstoffzufuhr endet bei 4º vor dem oberen Totpunkt des #4cyl und die vierte Kraftstoffzufuhr endet bei 64º vor dem oberen Totpunkt des #6cyl. Auf diese Weise ist die Zeit für die Kraftstoffzufuhr der herkömmlichen Förderpumpe nicht synchron zu der Zeit der Kraftstoffeinspritzung. Jedoch weist eine solche herkömmliche Förderpumpe ein Problem auf.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wirkt, wenn die Motordrehgeschwindigkeit bei etwa 2.000 upm liegt, was der am häufigsten verwendete Geschwindigkeitsbereich ist, eine Spitzenlast auf die Kette 82 (Fig. 2A) des Antriebskraft-Übertragungsmechanismus 84, wie die Kurve mit der durchgehenden Linie (Stand der Technik) anzeigt. Dies wird nicht bevorzugt, da die Kettenlast sehr häufig und steil ansteigt oder abfällt. Wenn die große Last so oft auf die Kette 82 wirkt, wird die Langlebigkeit der Kette 82 und der zugehörigen Elemente des Antriebskraft-Übertragungsmechanismus 84 verkürzt, der Eingriff zwischen der Kette 82 und den Kettenrädern 5 und 80 verschlechtert und Geräusche werden erzeugt. Wenn diese Nachteile auftreten, kann die Förderpumpe nicht in praktischer Weise für den Motor verwendet werden.
Daher haben die Erfinder Experimente durchgeführt, um die optimale Zeit für die Kraftstoffzufuhr herauszufinden. Fig. 1B veranschaulicht das Ergebnis. Wie in diesem Graphen veranschaulicht, entspricht der Zeitpunkt des Endes einer Referenzkraftstoffzufuhr 30º nach dem oberen Totpunkt des Referenzzylinders (#1ATDC30º), und der Zeitpunkt des Endes der nächsten Kraftstoffzufuhr liegt bei 180º nach dem Ende der ersten Kraftstoffzufuhr, d. h., bei 30º vor dem oberen Totpunkt von #3cyl (#3BTDC30º). In ähnlicher Weise endet die dritte Kraftstoffzufuhr bei 30º nach dem oberen Totpunkt von #4cyl und die vierte Kraftstoffzufuhr endet bei 30º vor dem oberen Totpunkt von #6cyl. Die Zeit für die Kraftstoffzufuhr ist nicht synchron zu der Zeit für die Kraftstoffeinspritzung. Es ist anzumerken, dass die Zeit für die Kraftstoffzufuhr leicht verändert werden kann, indem die Positionen der Nockenvorsprünge 20 der Förderpumpe 2' (Fig. 4) verändert werden.
Unter nochmaliger Bezugnahme auf Fig. 5 hat die Kettenlast gemäß der vorliegenden Erfindung (unterbrochene Linie) keine Spitze und steigt einfach proportional zu der Motordrehgeschwindigkeit. Dies ist eine bevorzugte Spannungskurve. Als ein Ergebnis wird die Gesamtlast auf den Antriebskraft-Übertragungsmechanismus 82 im Vergleich mit der herkömmlichen Förderpumpe verringert, und daher ist es möglich, eine Förderpumpe, die ursprünglich für einen Vier-Zylinder-Motor konstruiert wurde, in einem Sechs-Zylinder-Motor zu verwenden.
Fig. 6 veranschaulicht die Details der experimentellen Ergebnisse. Diese Zeichnung umfasst fünf Linien (1) bis (5), von welchen zwei den von Fig. 1A und 1B entsprechen. Im Besonderen liegt in Linie (1) das Ende einer Referenzkraftstoffzufuhr bei #1ATDC30º (vorliegende Erfindung; Fig. 1B), in Linie (2) liegt das Ende einer Referenzkraftstoffzufuhr bei #1BTDC4º (Stand der Technik; Fig. 1A), in Linie (3) liegt ein Ende einer Referenzkraftstoffzufuhr bei #1ATDC13º, in Linie (4) liegt das Ende einer Referenzkraftstoffzufuhr bei #1ATDC39º und in Linie (5) liegt das Ende einer Referenzkraftstoffzufuhr bei #1ATDC22º. Das Kraftstoffzufuhrintervall beträgt in den fünf Linien (1) bis (5) 180º. Wie in Fig. 6 zu sehen ist, weist die Linie (1) die geringste Spannungsschwankung auf, und die kleinste Spannung in dem am häufigsten verwendeten Bereich (etwa 2.000 upm). In Übereinstimmung mit dem Graph wird bestätigt, dass die Linie (1) der vorliegenden Erfindung am meisten bevorzugt ist. Die Linien (2) und (3) haben eine starke Spannung um 2.000 upm, die Linie (4) ändert sich stark in dem Bereich von 2.000 upm, und die Linie (5) hat eine starke Spannung über beinahe den gesamten Umdrehungsbereich. Daher sind die Linien (2)-(5) nicht bevorzugt.
Zusammenfassend haben die Experimente offen gelegt, dass der Zeitpunkt des Endes einer Referenzkraftstoffzufuhr der Förderpumpe 2' vorzugsweise auf 30º +/- 5º nach dem oberen Totpunkt des Referenzzylinders gelegt wird. Die Stellungen der Nockenvorsprünge 20 werden so bestimmt, dass diese Anforderung erfüllt werden.
Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebene und veranschaulichte Ausführungsform beschränkt ist. Zum Beispiel ist die Anzahl der Zylinder des Motors 86 nicht auf sechs beschränkt, und die Anzahl der Kraftstoffzufuhren der Förderpumpe 2' ist nicht auf vier beschränkt. Des Weiteren ist die Förderpumpe 2' nicht auf den Innennocken-Typ beschränkt. Sie kann beispielsweise auch eine Inline-Pumpe sein. Darüber hinaus kann der Antriebskraft- Übertragungsmechanismus 84 ein Riemen- und Riemenscheibenmechanismus oder ein Zahnantriebsmechanismus sein.

Zweite Ausführungsform:

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 2A ist ein allgemeiner Aufbau eines Kraftstoffeinspritzsystems 1' mit gemeinsamer Druckleitung dieser Ausführungsform derselbe wie jener der ersten Ausführungsform. Daher werden dieselben Bezugszahlen verwendet, um dieselben oder ähnlichen Komponenten in der ersten und zweiten Ausführungsform anzuzeigen. Das Kraftstoffeinspritzsystem 1' umfasst eine Förderpumpe 2', eine gemeinsame Druckleitung 3 und sechs Pumpe-Düse-Einheiten 4. Die Förderpumpe 2' besitzt ein Kettenrad 5, ein Motor 86 besitzt ein Kettenrad 80, und diese Kettenräder sind operativ durch eine Kette 80 verbunden. Die Kettenräder 5 und 80 und die Kette 80 definieren einen Antriebskraft- Übertragungsmechanismus 84 zwischen dem Motor 86 und der Förderpumpe 2'. Der veranschaulichte Antriebskraft-Übertragungsmechanismus 84 ist daher ein Kettentrieb-Mechanismus. Die Förderpumpe 2' wird durch den Motor 86 über den Antriebskraft-Übertragungsmechanismus 84 angetrieben. Das Kettenrad 5 ist ein Abtriebskettenrad und das Kettenrad 80 ist ein Antriebskettenrad. Der Motor 86 ist ein V6-Motor und die Förderpumpe 2' sowie die Pumpe-Düse-Einheiten 4 werden von einer ECU (nicht dargestellt) gesteuert.
Unter Bezugnahme auf Fig. 8 und 9 werden die Details der Förderpumpe 2' der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in Fig. 8 dargestellt, ist auch diese Förderpumpe 2' vom Innennocken-Typ. Die Förderpumpe 2' umfasst ein Pumpengehäuse 56 und einen Schaft 57, der drehbar in dem Gehäuse 56 gelagert ist. Das Kettenrad 5 (Fig. 2A) des Antriebskraft- Übertragungsmechanismus 84 wird an ein freies Ende der Pumpenwelle 57 angebracht. Somit wird die Pumpenwelle 57 von dem Motor 86 über den Antriebskraft-Übertragungsmechanismus 84 angetrieben. Während die Pumpenwelle 57 von dem Motor gedreht wird, wird eine Speisepumpe 58 betrieben. Die Speisepumpe 58 komprimiert einen Kraftstoff, welcher von einem Einlassnippel 59 mit einem Verteilerdruck eingeführt wurde, und führt ihn einer Kolbenkammer 60 zu. Wie am besten in Fig. 9 zu sehen ist, besitzt die Kolbenkammer 60 drei Y-förmige sich strahlenförmig erstreckende Kanäle. Drei Kolben 61 sind jeweils gleitend in den drei Kanälen der Kolbenkammer 60 aufgenommen, so dass sie jeweils in der radialen Richtung der Kolbenkammer 60 beweglich sind. Die Kolben 61 werden durch den Druck von Kraftstoff, der von der Speisepumpe 58 zugeführt wird, radial nach außen gedrängt, um die Rollen 63 über Schuhe 62 gegen eine Nockenfläche 64 zu drücken. Die Nockenfläche 64 ist an einem inneren Umfang eines vergrößerten Durchmesserabschnittes 57a der Pumpenwelle 57 gebildet. Die Nockenfläche 64 dreht sich mit den Umdrehungen der Pumpenwelle 57, und die Kolben 61 bewegen sich in den Kanälen der Kolbenkammer in den radialen Richtungen der Kolbenkammer mit den Umdrehungen der Nockenfläche 64 hin und her.
Die drei Kolben 61 bewegen sich gleichzeitig. Wenn die Kolben 61 sich radial nach innen bewegen (d. h., wenn die Kolben durch die Nockenfläche 64 gehoben werden), wird der Kraftstoff in der Kolbenkammer 60 zusammengedrückt und aus der Kolbenkammer 60 heraus gedrückt. Wenn die Kolben sich radial nach außen bewegen, wird andererseits der Kraftstoff in die Kolbenkammer 60 eingeführt. Ein Auslassnippel 65 (Fig. 8) ist ein Kraftstoffauslass, wenn der Kraftstoff aus der Kolbenkammer 60 heraus gedrückt wird. Ein Flussratensteuerungsventil 67 ist in einer Kraftstoffleitung 66 vorgesehen, welche die Speisepumpe 58 mit der Kolbenkammer 60 verbindet. Das Ventil 67 arbeitet unter der Steuerung der ECU und stellt eine Menge von Kraftstoff ein, die in die Kolbenkammer 60 eingelassen wird, und stellt eine Menge von Kraftstoff ein, die aus der Kolbenkammer 60 abgegeben wird. Das Pumpengehäuse 56 besitzt Schmierungsdurchgänge 68. Der Kraftstoff, welcher durch die Schmierungsdurchgänge 68 fließt, schmiert verschiebbare Komponenten der Förderpumpe 2' und kehrt dann zu einem Kraftstoffzufuhrrohr von einem Leckagenippel 69 zurück.
Die Nockenfläche 64 besitzt drei Vorsprünge 70, wie in Fig. 9 veranschaulicht. Die Vorsprünge 70 sind von einander in einem Abstand von 120º in der Umfangsrichtung angeordnet. Wenn daher die Rollen 63 jeweils an den Nockenvorsprüngen 70 aufsitzen, bewegen sich die Kolben 61 gleichzeitig radial nach innen (werden gehoben), um die Kraftstoffzufuhr zu veranlassen. Da die Förderpumpe 2' mit einer halben Geschwindigkeit einer Motorkurbelwelle 78 (Fig. 2A) gedreht wird, dreht sich die Pumpenwelle 57 der Förderpumpe 2' einmal, während sich die Kurbelwelle 78 zweimal dreht. Als ein Ergebnis liefert die Förderpumpe 2' den Kraftstoff dreimal an die gemeinsame Druckleitung 3 (Fig. 2), während die Kurbelwelle 78 sich zweimal dreht. Somit ist in dieser Ausführungsform die Anzahl der Zylinder des Motors 86 (sechs) ein Produkt der Anzahl der Kraftstoffzufuhren pro zwei Umdrehungen der Kurbelwelle (drei) und einer ganzen Zahl (zwei). Die Zeit für die Kraftstoffzufuhr der Förderpumpe 2' wird durch die Nockenvorsprünge 70 bestimmt. Die Stellungen der Nockenvorsprünge 70 werden wie folgt bestimmt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7A bis 7D wird die Beziehung zwischen der Zeit für die Kraftstoffzufuhr der herkömmlichen Förderpumpe (Fig. 7A), jener der vorliegenden Erfindung (Fig. 7B), der Motordrehgeschwindigkeit (Fig. 7C) und dem Zylinderdruck (Fig. 7D) veranschaulicht. Da der Motor 86 (Fig. 2A) ein Sechs-Zylinder-Motor ist, steigt der Zylinderdruck in der vorbestimmten Reihenfolge, um eine Kompression und eine Ausdehnung (Verbrennung) an Kurbelwellenwinkel-Intervallen von 120º (720º/6 = 120º) auszuführen, wie in Fig. 7D veranschaulicht. In Fig. 7D zeigen #1cyl, #2cyl ... einfach die Kompressionsreihenfolge der sechs Zylinder des Motors, und nicht die allgemeinen Zylindernummern des V6-Motors an. In der Zeichnung ist #1cyl ein Referenzzylinder, und der obere Totpunkt dieses Zylinders ist ein Referenz-Kurbelwellenwinkel (0º). Es ist wohl bekannt, dass die Kraftstoffeinspritzung nahe dem oberen Totpunkt stattfindet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7C ändert sich die Motordrehgeschwindigkeit mit dem Zylinderdruck. Im Besonderen wird, wenn der Zylinderdruck steigt (d. h. Kompression), eine Kompressionskraft auf einen Kolben in dem Zylinder aufgebracht, so dass die Motordrehgeschwindigkeit abfällt. Wenn der Zylinderdruck sinkt (d. h. Ausdehnung), wird der Kolben durch einen Verbrennungsdruck nach unten gedrückt, so dass die Motordrehgeschwindigkeit steigt.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf die Fig. 7A und 7B zeigt die "n"- förmige durchgehende Linie einen Hub der Kolben 61 an, und der schattierte Bereich zeigt die Zeit für die Kraftstoffzufuhr an. Wie diesen Zeichnungen zu entnehmen ist, entspricht das Ende der Kraftstoffzufuhr dem maxialen Hub der Kolben 61, d. h., wenn die Kolben 11 sich in der radial am weitesten innen gelegenen Stellung befinden. Die Förderpumpe 2' führt den Kraftstoff an konstanten Kurbelwellenwinkel-Intervallen zu. Da die Förderpumpe 2' den Kraftstoff dreimal an die gemeinsame Druckleitung fördert, während die Kurbelwelle sich zweimal dreht, beträgt das Kraftstoffförderintervall 240º (720º/3 = 240º). Die Zeit für die Kraftstoffzufuhr ist synchron zu der Zeit für die Kraftstoffeinspritzung, wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist.
In der herkömmlichen Förderpumpe findet, wie in Fig. 7A dargestellt, die Kraftstoffzufuhr (dreieckige schattierte Bereiche) statt, wenn jeder zweite Zylinder (#1cyl, #3cyl und #5cyl) des Motors sich im Ausdehnungszustand befindet. Mit anderen Worten führt die herkömmliche Förderpumpe den Kraftstoff zu, wenn die Motordrehgeschwindigkeit in einem zunehmenden Bereich "p" (Fig. 7C) liegt.
Es wird jedoch eine übermäßige Last auf den Antriebskraft- Übertragungsmechanismus 84 (Fig. 2A) aufgebracht, wenn die herkömmliche Förderpumpe eingesetzt wird. Im Besonderen steigt einerseits die Motordrehgeschwindigkeit, doch die Pumpenwelle 57 (Fig. 8) versucht andererseits, auf Grund der Kolbenkompressionskraft stehen zu bleiben. In der Folge wirkt eine große Last auf den Antriebskraft- Übertragungsmechanismus und eine Kettenspannung steigt an. Dies wird nicht bevorzugt, da die Langlebigkeit der Kette und der zugehörigen Elemente verschlechtert wird und Geräusche von dem Antriebskraft- Übertragungsmechanismus erzeugt werden.
Um diese Nachteile zu überwinden, findet in dieser Ausführungsform, wie in Fig. 7B veranschaulicht, die Kraftstoffzufuhr statt, während die Motordrehgeschwindigkeit sinkt (Bereich "q"). Wenn die Kraftstoffzufuhr auf diese Weise ausgeführt wird, neigt die Pumpenwelle dazu, stehen zu bleiben, wenn die Motordrehgeschwindigkeit sinkt. Daher wird keine große Last auf den Kraftantriebsmechanismus aufgebracht, und die Kettenspannung wird nicht groß. In der Folge wird die Langlebigkeit des Antriebskraft-Übertragungsmechanismus verbessert und Geräusche während des Betriebes werden verringert. In der Praxis wird es bevorzugt, dass der Startpunkt der Kraftstoffzufuhr zwischen 60º vor dem oberen Totpunkt (BTDC60º) des Zylinders und dem oberen Totpunkt gelegt wird, und dass der Endpunkt der Kraftstoffzufuhr zwischen 15º vor dem oberen Totpunkt des Zylinders und 15º nach dem oberen Totpunkt (ATDC 15º) gelegt wird. Es ist anzumerken, dass der Zylinder den Ausdehnungshub nach dem oberen Totpunkt erfährt, doch der Anstieg der Motordrehgeschwindigkeit ist gering und die Kettenspannung wird in einem gewissen Bereich nach dem oberen Totpunkt nicht groß. Daher ist es annehmbar, den Kraftstoffzufuhr-Endpunkt nach dem oberen Totpunkt zu setzen, oder es ist annehmbar, dass sich die Kraftstoffzufuhrperiode sogar bis nach dem oberen Totpunkt erstreckt. Daher können der Bereich "q" in Fig. 7C und der Begriff "Bereich sinkender Motordrehgeschwindigkeit" einen bestimmten Abschnitt (Abschnitt steigender Motordrehgeschwindigkeit) nach dem oberen Totpunkt umfassen.
Wenn die Menge an Kraftstoff, die von der Förderpumpe 2' zugeführt wird, nicht ausreichend ist, kann der Zeitpunkt des Beginns der Kraftstoffzufuhr in Fig. 7B nach links verschoben werden (vor 60º vor dem oberen Totpunkt; 120º vor dem oberen Totpunkt höchstens) um die Kraftstoffzufuhrperiode zu verlängern und die Menge der Kraftstoffzufuhr zu erhöhen. Der Endpunkt der Kraftstoffzufuhr kann auch nicht verändert werden. In diesem Fall erstreckt sich jedoch die Kraftstoffzufuhrperiode über sowohl den Bereich sinkender Motordrehgeschwindigkeit "q" als auch den Bereich steigender Motordrehgeschwindigkeit "p", so dass diese nicht die Beste ist. Sogar so ist es möglich, zu verhindern, dass die Kettenspannung stark ansteigt, wenn eine zweite Hälfte der Kraftstoffzufuhrperiode, in welcher die Pumpenantriebskraft oder die Kettenspannung sich erhöht, in dem Bereich sinkender Motordrehgeschwindigkeit "q" nach 60º vor dem oberen Totpunkt bleibt.
Die Ergebnisse der Experimente in Bezug auf diese Ausführungsform werden unten dargestellt. Die Bedingungen des Experiments waren wie folgt: Die Motordrehgeschwindigkeit betrug 4.000 upm, der Druck der gemeinsamen Druckleitung lag bei 120 MPa, und die Strömungsrate der Kraftstoffpumpe betrug 2,5 g/upm1h. Das Ende der Kraftstoffzufuhr wurde bei der herkömmlichen Förderpumpe auf ATDC77º gelegt, und die Kettenspannung wurde mit 7554 N (770 kgf) gemessen. Das Ende der Kraftstoffzufuhr wurde bei der Förderpumpe 2' der Erfindung auf ATDC9º gelegt, und die Kettenspannung wurde auf 4120 N (420 kgf) verringert. Es wurde auch bestätigt, dass die Kettenspannung über den gesamten Bereich der Motordrehgeschwindigkeit verringert wurde, und dass die Geräusche des Antriebskraft-Übertragungsmechanismus über den gesamten Bereich der Motordrehgeschwindigkeit verringert wurden.
Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebene und veranschaulichte Ausführungsform beschränkt ist. Zum Beispiel ist die Förderpumpe 2' nicht auf den Innennocken-Typ beschränkt. Sie kann beispielsweise auch eine Inline-Pumpe sein. Der Antriebskraft- Übertragungsmechanismus 84 kann ein Riemen- und Riemenscheibenmechanismus oder Zahnantriebsmechanismus sein.

Claims

1. Förderpumpe (2') eines Kraftstoffeinspritzsystems (1') mit gemeinsamer Druckleitung, die von der Kurbelwelle eines Sechs-Zylinder- Motors (86) über einen Antriebskraft-Übertragungsmechanismus (84) angetrieben wird, um unter Druck befindlichen Kraftstoff einer gemeinsamen Druckleitung (3) zuzuführen, wobei die Anzahl von Kraftstoffzuführungen zur gemeinsamen Druckleitung (3) von der Förderpumpe (2') pro zwei Umdrehungen der Kurbelwelle (78) des Motors (86) vier ist und die zeitliche Steuerung der Kraftstoffzufuhr so gewählt ist, dass die Last auf dem Antriebskraft- Übertragungsmechanismus (84) unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt.

2. Förderpumpe (2') eines Kraftstoffeinspritzsystems (1') mit gemeinsamer Druckleitung, die von der Kurbelwelle eines Motors (86) mit mehreren Zylindern über einen Antriebskraft- Übertragungsmechanismus (84) angetrieben wird, wobei die Anzahl der Kraftstoffzufuhren von der Förderpumpe (2') zur gemeinsamen Druckleitung (3) pro zwei Umdrehungen der Motorkurbelwelle (78) von der Anzahl der Motorzylinder verschieden ist, und der Zeitpunkt des Endes einer Referenzkraftstoffzufuhr ausgedrückt durch den Kurbelwellenwinkel auf 30º ± 5º nach einem oberen Kompressionstotpunkt eines Referenzzylinders gelegt wird, und die Zeitpunkte des jeweiligen Endes der folgenden Kraftstoffzufuhren in konstanten Intervallen kommen, wobei die Intervalle dadurch bestimmt werden, dass 720º durch die Anzahl der Kraftstoffzufuhren geteilt wird.

3. Förderpumpe von Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kraftstoffzufuhren vier ist und die Anzahl der Zylinder sechs ist.

4. Förderpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die sechs Zylinder Zylinder #1, Zylinder #2, Zylinder #3, Zylinder #4, Zylinder #5 und Zylinder #6 genannt werden und zwar ausgehend vom Referenzzylinder #1 in der Reihenfolge der Kompression, und dass der Zeitpunkt des Endes der Referenzkraftstoffzufuhr bei 30º nach dem oberen Kompressionstotpunkt des Zylinders #1 liegt, der Zeitpunkt des Endes der zweiten Kraftstoffzufuhr bei 30º vor dem oberen Kompressionstotpunkt des Zylinders #3 liegt, der Zeitpunkt des Endes der dritten Kraftstoffzufuhr bei 30º nach dem oberen Kompressionstotpunkt des Zylinders #4 liegt und der Zeitpunkt des Endes der vierten Kraftstoffzufuhr bei 30º vor dem oberen Kompressionstotpunkt des Zylinders #6 liegt.

5. Förderpumpe (2') eines Kraftstoffeinspritzsystems (1') mit gemeinsamer Druckleitung, die von der Kurbelwelle eines Motors (88) mit mehreren Zylindern über einen Antriebskraft- Übertragungsmechanismus (84) angetrieben wird, wobei die Anzahl der Motorzylinder gleich dem Produkt der Anzahl von Kraftstoffzufuhren pro zwei Drehungen der Motorkurbelwelle (78) und einer ganzen Zahl ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffzufuhren in einem Bereich von infolge von Kompressionshüben der Motorzylinder sinkender Motordrehgeschwindigkeit stattfinden, und dass der Zeitpunkt des Beginns einer Kraftstoffzufuhr zwischen 120º vor dem oberen Kompressionstotpunkt eines vorbestimmten Zylinders und dem oberen Kompressionstotpunkt liegt, und dass der Zeitpunkt des Endes der Kraftstoffzufuhr zwischen 15º vor dem oberen Kompressionstotpunkt des vorbestimmten Zylinders und 15º nach dem oberen Kompressionstotpunkt liegt.

6. Förderpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffzufuhren zwischen 60º vor dem oberen Kompressionstotpunkt eines vorbestimmten Zylinders und 15º nach dem oberen Kompressionstotpunkt des gleichen Zylinders stattfinden.

7. Förderpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kraftstoffzufuhren von der Förderpumpe pro zwei Umdrehungen der Kurbelwelle drei ist, die ganze Zahl zwei ist und die Anzahl der Motorzylinder sechs ist.

8. Förderpumpe nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt des Beginns der Kraftstoffzufuhr zwischen 60º vor dem oberen Kompressionstotpunkt eines vorbestimmten Zylinders und dem oberen Kompressionstotpunkt liegt, und der Zeitpunkt des Endes der Kraftstoffzufuhr zwischen 15º vor dem oberen Kompressionstotpunkt des vorbestimmten Zylinders und 15º nach dem oberen Kompressionstotpunkt liegt.

9. Förderpumpe nach Anspruch 7 oder Anspruch 8 in Abhängigkeit von Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die sechs Zylinder in der Reihenfolge ihrer Kompression als Zylinder #1, Zylinder #2, Zylinder #3, Zylinder #4, Zylinder #5 und Zylinder #6 bezeichnet werden und der vorbestimmte Zylinder die Zylinder #1, #3 und #5 umfasst.

10. Förderpumpe nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskraft-Übertragungsmechanismus ein Kettentrieb- Mechanismus ist.

11. Förderpumpe nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderpumpe folgendes beinhaltet:

eine Pumpenwelle (7, 57), die vom Motor (86) über den Antriebskraft-Übertragungsmechanismus (84) angetrieben wird;

eine Speisepumpe (8, 58), die von der Pumpenwelle (7, 57) angetrieben wird;

eine Kolbenkammer (10, 60) zum Aufnehmen von Kraftstoff aus der Speisepumpe (8, 58), wobei die Kolbenkammer mindestens einen Kanal hat, der sich in radialer Richtung der Kolbenkammer erstreckt;

wenigstens einen Kolben (11, 61), der gleitend in dem Kanal der Kolbenkammer (10; 60) untergebracht ist, so dass er von dem Kraftstoff in der Kolbenkammer nach radial außen gedrängt wird;

eine Nockenfläche (14, 64), die an einer Innenfläche der Pumpenwelle (7, 57) ausgebildet ist, um die Kolbenkammer (10, 60) zu umgeben und um eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in einer radialen Richtung der Kolbenkammer zu begrenzen;

Vorsprünge (20, 70), die an der Nockenfläche (14, 64) ausgebildet sind, um den Kolben (11, 61) in eine radial innere Richtung der Kolbenkammer zu bewegen und um den Kraftstoff von der Kolbenkammer (10, 60) einer gemeinsamen Druckleitung (3) zuzuführen;

eine Kraftstoffleitung (16, 66), die die Speisepumpe (8, 58) mit der Kolbenkammer (10, 60) verbindet; und

ein Flussratensteuerungsventil (17, 67), das in der Kraftstoffleitung (16, 66) angeordnet ist zum Einstellen einer Kraftstoffmenge, die in die Kolbenkammer (10, 60) eingeführt wird, wodurch die Kraftstoffmenge gesteuert wird, die der gemeinsamen Druckleitung (3) zuzuführen ist.