JP7200231B2 - 3段階の比例制御弁 - Google Patents
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Description
HPPバイパス状態の場合、ポンピングプランジャーは往復運動するが、ポンプは機能的に動作不能であると想定される。スプリング力とソレノイド作動との組み合わせにより、制御ポート142がバイパスポート106と整列する第1位置にスプールポート128を変位し、スプール弁外面が計量ポート108を覆い、入口逆止弁124が開き、漏れ逆止弁114が閉じられる。
ゼロ燃料供給段階では、スプリング力とソレノイド作動との組み合わせにより、スプール弁128は、スプール弁外面がバイパスポート106および計量ポート108を覆う第2の位置に変位する。入口逆止弁124は入口弁シート118から割れて開いており、漏れチェック弁114は、チャージング段階中に閉じられ、ポンピング段階中に開く。燃料がゼロの状態では、ポンプは動作可能であると見なされ、レールに燃料は移動しない。
計量段階の間、ポンプは動作可能であると想定され、レールに移送される燃料は、ポンピングチャンバに計量される燃料である(ポンピング中に損失がないと仮定する)。
したがって、バイパスポート106および計量ポート108を覆い隠し、入口逆止弁124を開閉するように、スプリングおよびソレノイドによって加えられる力の組み合わせが入口弁シートに対し、スプール弁を選択的に配置することが理解できる。
Claims (16)
- 供給圧力で供給燃料を受け取るための入口プレナム(112)、供給プランジャがポンピング段階とチャージング段階の間を往復するポンプ室に供給燃料を供給するための入口通路(122)、およびポンプ室から排出弁までの出口通路を含む、高圧燃料供給ポンプへの流体接続用の比例入口制御弁において、
弁軸(104)を規定し、前記円筒形弁スリーブの先端のドレインポート(110)から軸方向に離間された計量ポート(108)から軸方向に離間され、前記円筒形弁スリーブ後端に配置されたバイパスポート(106)を含む、円筒形弁スリーブ(102)であって、前記ドレインポート、前記計量ポート及び前記バイパスポートが入口プレナムに燃料を供給し、前記ドレインポートがスプリング力(SI)で付勢された漏れ逆止弁(114)の開閉を行う、円筒形弁スリーブと、
前記円筒形弁スリーブの前端に位置し、ポンピングチャンバへの入口通路への開口部(120)を規定する入口弁シート(118)と、
付勢力(SI)で逆止弁を前記入口弁シートに押し付けるように構成された関連するスプリング(126)を備えた入口逆止弁(124)と、
前記円筒形弁スリーブ内で、軸方向に変位するように配置され、前記入口逆止弁に対面する前端(130)と、計量スプリング(134)およびバイパススプリング(136)の付勢力を受ける後端(132)とを有するスプール弁(128)であって、前記スプール弁は、前記スプール弁の前端の流体ボリュームに流体的に接続された軸方向に延びる内部通路(138)と、前記スプール弁の後端の制御ポート(142)とを含み、前記バイパスポートを前記内部通路及び前記流体ボリュームに流体接続するように選択的に整列させるか、前記計量ポートを前記内部通路と前記流体ボリュームに流体接続するように選択的に整列させることが可能である一方、前記流体ボリュームが常に前記ドレインポートと前記入口弁シートと流体連通したままにすることで前記入口弁シートの開口部を通って流れる流体が前記流体ボリュームを通って流れるようにする、前記スプール弁(128)と、
前記スプール弁の後端に磁気的に結合され、前記計量スプリング、前記入口逆止弁スプリングおよび前記バイパススプリングと前記ソレノイドとによって加えられる力の組み合わせにより、前記バイパスポート及び前記計量ポートを開閉するように、且つ前記入口弁シートに対して前記入口逆止弁を開閉するように、前記スプール弁を選択的に位置決めする比例ソレノイドアクチュエータ(144)と、
を備える比例入口制御弁。 - 前記スプール弁の選択的に位置決めが、
(i)低圧供給ポンプからコモンレールへの低圧フローを提供するポンプバイパス段階、
(ii)コモンレールにゼロフローを提供するゼロ正味ポンプフロー段階、および
(iii)コモンレールに高圧で計量された量のフローを供給する計量段階、
の3段階のうちのいずれか1つに配置する、請求項1に記載の比例入口制御弁。 - 供給圧力で供給燃料を受け取るための入口プレナム(112)、供給プランジャがポンピング段階とチャージング段階の間を往復するポンプ室に供給燃料を供給するための入口通路(122)、およびポンプ室から排出弁までの出口通路を含む、高圧燃料供給ポンプへの流体接続用の比例入口制御弁において、
弁軸(104)を規定し、前記円筒形弁スリーブの先端のドレインポート(110)から軸方向に離間された計量ポート(108)から軸方向に離間され、前記円筒形弁スリーブ後端に配置されたバイパスポート(106)を含む、円筒形弁スリーブ(102)であって、前記ドレインポート、前記計量ポート及び前記バイパスポートが入口プレナムに燃料を供給し、前記ドレインポートがスプリング力(SI)で付勢された漏れ逆止弁(114)の開閉を行う、円筒形弁スリーブと、
前記円筒形弁スリーブの前端に位置し、ポンピングチャンバへの入口通路への開口部(120)を規定する入口弁シート(118)と、
付勢力(SI)で逆止弁を前記入口弁シートに押し付けるように構成された関連するスプリング(126)を備えた入口逆止弁(124)と、
前記円筒形弁スリーブ内で、軸方向に変位するように配置され、前記入口逆止弁に対面する前端(130)と、計量スプリング(134)およびバイパススプリング(136)の付加付勢力を受ける後端(132)を有するスプール弁(128)であって、 前記スプール弁は、外面と、前記スプール弁の前端の流体ボリュームに流体的に接続された軸方向に延びる内部通路(138)と、前記スプール弁の後端で前記外面を介する制御ポート(142)とを含み、前記バイパスポートを前記内部通路及び前記流体ボリュームに流体接続するように選択的に整列させるか、前記計量ポートを前記内部通路と前記流体ボリュームに流体接続するように選択的に整列させることが可能である一方、前記流体ボリュームが常に前記ドレインポートと前記入口弁シートと流体連通したままにすることで前記入口弁シートの開口部を通って流れる流体が前記流体ボリュームを通って流れるようにする、前記スプール弁と、
前記スプール弁の後端に磁気的に結合され、前記スプール弁を下記3段階の1つに選択的に位置決めする比例ソレノイドアクチュエータ(144)を有する比例入口制御弁と、
スプリング力とソレノイド作動の組み合わせにより前記スプール弁が前記制御ポートが前記バイパスポートと一致する第1位置に移動し、前記スプール弁の外面が前記計量ポートを覆い、前記入口逆止弁が開き漏れ逆止弁が閉じるバイパス段階;
スプリング力とソレノイド作動の組み合わせにより、前記スプール弁の外面が前記バイパスポートと前記計量ポートを覆い、第2の位置にスプール弁が移動し、前記入口逆止弁が割れて開き、チャージング段階では前記漏れ逆止弁が閉じられ、ポンピング段階では前記漏れ逆止弁が開くゼロ燃料供給段階;及び
スプリング力とソレノイドの比例通電との組み合わせにより、前記スプール弁が前記入口逆止弁に接触せず、前記外面が前記バイパスポートを覆い、前記計量ポートを可変的に開放し、且つチャージング段階とポンピング段階の間、前記漏れ逆止弁が閉じられる可変の第3の位置に変位する、計量段階;
を備える比例入口制御弁。 - 前記バイパススプリングは、前記計量スプリングの自由長およびスプリング定数よりも長い自由長および低いスプリング定数を有する、請求項3に記載の比例入口制御弁。
- 前記バイパススプリング(136)が前記スプール弁(128)に連続的に作用し、前記計量スプリング(134)がゼロ燃料および計量段階の間のみ前記スプール弁(128)に作用する、請求項3に記載の比例入口制御弁。
- 前記ゼロ燃料供給段階および計量段階において、磁力が、前記計量スプリング(134)、前記入口逆止弁スプリング(126)および前記バイパススプリング(136)の組み合わされた付勢力と釣り合っている、請求項5に記載の比例入口制御弁。
- 前記バイパススプリング(136)のスプリング率が、前記入口逆止弁スプリング(128)のスプリング率よりも大きく、その結果、前記バイパス段階において、バイパススプリング(136)の力がスプール弁(128)に作用して、前記入口逆止弁スプリング(126)が前記入口逆止弁に加えた力に反して前記入口逆止弁(124)を開く、請求項5に記載の比例入口制御弁。
- 前記バイパススプリング(136)は、前記バイパス段階で前記計量スプリングが前記スプール弁(128)から軸方向に離間するように、前記計量スプリング(134)の自由長とスプリング定数よりも長い自由長と低いスプリング定数を持ち、
前記ゼロ燃料段階では、前記磁力が前記バイパススプリング(136)を前記スプール弁(128)の前記計量スプリング(134)との接触によって定義される限界まで圧縮し、前記スプール弁(128)の第2位置を確立し、さらに、
前記接触時に、前記計量スプリング(134)のより高いスプリング定数は、前記スプール弁(128)が前記第2の位置から外れるのを制限する、請求項5に記載の比例入口制御弁。 - 計量段階の間、前記ソレノイド電流の連続制御が前記スプール弁(128)に加えられる磁力を変化させ、前記計量スプリングの付勢力に対して前記スプール弁(128)の比例変位を生じさせ、前記スプール弁の内部通路(138)への前記計量ポート(108)を可変的に開く、請求項5に記載の比例入口制御弁。
- 前記バイパススプリング(136)は、前記バイパス段階で前記計量スプリングが前記スプール弁(128)から軸方向に離間するように、前記計量スプリング(134)の自由長とスプリング定数よりも長い自由長と低いスプリング定数を持ち、
前記ゼロ燃料段階では、前記磁力が前記バイパススプリング(136)を前記スプール弁(128)の前記計量スプリング(134)との接触によって定義される限界まで圧縮し、前記スプール弁(128)の第2位置を確立し、さらに、
前記接触時に、前記計量スプリング(134)のより高いスプリング定数は、前記スプール弁(128)が前記第2位置から外れるのを制限する、請求項7に記載の比例入口制御弁。 - 計量段階中、計量段階の間、前記ソレノイド電流の連続制御が前記スプール弁(128)に加えられる磁力を変化させ、前記計量スプリングの付勢力に対して前記スプール弁(128)の比例変位を生じさせ、前記スプール弁の内部通路(138)への前記計量ポート(108)を可変的に開く、請求項10に記載の比例入口制御弁。
- 漏れ逆止弁(114)および関連する漏れ弁スプリング(116)が、前記入口逆止弁(124)に対して前記入口逆止弁スプリング(126)によって加えられるスプリング力に等しいスプリング力で前記ドレインポート(110)を閉じるように付勢する、請求項3に記載の比例入口制御弁。
- 漏れ逆止弁(114)および関連する漏れ弁スプリング(116)が、前記入口逆止弁(124)に対して前記入口逆止弁スプリング(126)によって加えられるスプリング力に等しいスプリング力で前記ドレインポート(110)を閉じるように付勢する、請求項7に記載の比例入口制御弁。
- 弁軸(104)を規定し、前記円筒形弁スリーブの先端のドレインポート(110)から軸方向に離間された計量ポート(108)から軸方向に離間され、前記円筒形弁スリーブ後端に配置されたバイパスポート(106)を含む、円筒形弁スリーブ(102)と、
前記円筒形弁スリーブの前端に位置し、送達通路への開口部(120)を画定する入口弁シート(118)と、
前記入口弁シートに対して逆止弁を付勢する、関連するスプリング(126)を備えた入口逆止弁(124)と、
前記円筒形弁スリーブ内で、軸方向に変位するように配置され、前記入口逆止弁に対面する前端(130)と、後端(132)とを有するスプール弁(128)であって、
前記スプール弁は、前記スプール弁の前端の流体ボリュームに流体的に接続された軸方向に延びる内部通路(138)と、前記スプール弁の後端の制御ポート(142)とを含み、前記バイパスポートを前記内部通路及び前記流体ボリュームに流体接続するように選択的に整列させるか、前記計量ポートを前記内部通路と前記流体ボリュームに流体接続するように選択的に整列させることが可能である一方、前記流体ボリュームが常に前記ドレインポートと前記入口弁シートと流体連通したままにすることで前記入口弁シートの開口部を通って流れる流体が前記流体ボリュームを通って流れるようにする、前記スプール弁(128)と、
スプール弁の後端(132)に位置し、前記スプール弁を前記入口逆止弁に向かって軸方向に付勢するバイパススプリング(136)および計量スプリング(134)であって、前記バイパススプリング(136)が前記計量スプリング(134)の自由長より長い自由長とスプリング定数よりも低いスプリング定数とを有する、前記バイパススプリングおよび前記計量スプリングと、
前記スプール弁の後端に磁気的に結合され、前記計量スプリング、前記入口逆止弁スプリングおよび前記バイパススプリングと前記ソレノイドとによって加えられる力の組み合わせにより、前記バイパスポート及び前記計量ポートを開閉するように、且つ前記入口弁シートに対して前記入口逆止弁を開閉するように、前記スプール弁を選択的に位置決めする比例ソレノイドアクチュエータ(144)と、を備える高圧燃料供給ポンプ用の比例入口制御弁。 - 前記バイパススプリング(136)のスプリング率が前記入口逆止弁スプリング(126)のスプリング率よりも大きく、前記ソレノイドに通電されていない状態では、前記バイパススプリング(136)の力が前記スプール弁(128)に作用して、前記入口逆止弁スプリング(126)が入口に加える力に逆らって前記入口逆止弁(124)を開く、請求項14に記載の比例入口制御弁。
- 漏れ逆止弁(114)および関連する漏れ弁スプリング(116)が、前記入口逆止弁(124)に対して前記入口逆止弁スプリング(126)によって加えられるスプリング力に等しいスプリング力で前記ドレインポート(110)を閉じるように付勢する、請求項15に記載の比例入口制御弁。
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