DE10111035A1

DE10111035A1 - Kraftstoffeinspritzdüse

Info

Publication number: DE10111035A1
Application number: DE2001111035
Authority: DE
Inventors: Kenji Date; Masaaki Kato
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-03-08
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2001-10-18
Anticipated expiration: 2021-03-08
Also published as: JP2001248524A; JP4103291B2; DE10111035B4

Abstract

Wenn eine Nadel (4) zu einer ersten Hubposition angehoben wird, wird nur eine Haupteinspritzöffnung (7) für die Kraftstoffeinspritzung verwendet. Wenn die Nadel (4) zu einer zweiten Hubposition angehoben wird, werden sowohl die Haupteinspritzöffnung (7) als auch die Sekundäreinspritzöffnung (8) für die Kraftstoffeinspritzung verwendet. Die Abmessungsbeziehung L1/D1 < L2/D2 ist eingerichtet, wobei L1 eine Länge der Haupteinspritzöffnung (7) repräsentiert, D1 repräsentiert einen Durchmesser der Haupteinspritzöffnung (7), L2 repräsentiert eine Länge der Sekundäreinspritzöffnung (8) und D2 repräsentiert einen Durchmesser der Sekundäreinspritzöffnung (8).

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzdüse zum Einspritzen von mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine, wie beispielsweise einen Dieselmotor.

Bei einem direkteinspritzenden Motor oder einem Motor mit Zylindereinspritzung sollte ein Muster des eingespritzten Kraftstoffs und eine Einspritzmenge optimiert werden gemäß einem Motorbetriebszustand und gemäß dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt. Um dies zu verwirklichen offenbart die Offenlegungsschrift der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 62-103458 eine zweistufige Kraftstoffeinspritztechnik, gemäß dieser die gesamte Anzahl der Kraftstoffeinspritzöffnungen wahlweise geändert wird in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl. Die Offenlegungsschrift der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 11-193766 offenbart eine Kraftstoffeinspritzeinrichtungsstruktur, die in der Lage ist, die Querschnittsfläche der Einspritzöffnung im Wesentlichen unter Druck zu setzen, um eine Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffs zu fördern.

Gemäß dem erstgenannten Stand der Technik kann jedoch das Zerstäubungsmuster des eingespritzten Kraftstoffs nicht auf flexible Weise geändert werden gemäß der Motordrehzahl. Wenn bei dem Gestaltungsstadium eine Priorität auf die Durchdringbarkeit des eingespritzten Kraftstoffs gelegt wird, leidet der Motor an erhöhter HC Emission (Kohlenwasserstoffe) und Rauch in einem Betriebszustand mit niedriger Motordrehzahl aufgrund zu starker Durchdringung des eingespritzten Kraftstoffs. Wenn andererseits bei dem Gestaltungsstadium eine Priorität auf einen breiteren Zerstäubungswinkel gelegt wird, leidet der Motor an zu geringer Leistung bei einem Betriebszustand mit hoher Motordrehzahl aufgrund unzureichender Durchdringung des eingespritzten Kraftstoffs.

Darüber hinaus entsteht gemäß dem letztgenannten Stand der Technik dasselbe Problem bei dem Betriebszustand mit niedriger Motordrehzahl. Darüber hinaus leidet der Motor an Fehlzündungen oder einer Zündverzögerung aufgrund unzureichender Diffusion des zerstäubten Kraftstoffs.

Angesichts der vorangegangenen Probleme des Stands der Technik hat die vorliegende Erfindung eine Aufgabe, eine Kraftstoffeinspritzdüse zu schaffen, die in der Lage ist, das Zerstäubungsmuster des eingespritzten Kraftstoffs zu optimieren in Übereinstimmung mit Motorbetriebszuständen, und in der Lage ist, Emissionsgas des Motors auf befriedigende Weise zu reinigen.

Um die vorstehende und andere zugehörige Aufgaben zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung eine erste Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Düsenkörper mit einer Führungsöffnung, die sich in seiner axialen Richtung erstreckt, einer Nadel, die gleitfähig in die Führungsöffnung eingesetzt ist, um zu einer ersten Hubposition und einer zweiten Hubposition verschoben zu werden, zumindest einer Haupteinspritzöffnung und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung, die sich von der Führungsöffnung erstreckt in der radial nach außen gerichteten Richtung über eine Wand des Düsenkörpers hinweg. Die Haupteinspritzöffnung hat einen Einlassausschnitt, der mit der Führungsöffnung verbunden ist, wenn die Nadel bei der ersten Hubposition positioniert ist sowie bei der zweiten Hubposition. Die Sekundäreinspritzöffnung, die von der Haupteinspritzöffnung in einer Hubrichtung der Nadel versetzt ist, hat einen Einlassausschnitt, der geschlossen ist, wenn die Nadel bei der ersten Hubposition positioniert ist, und der mit der Führungsöffnung verbunden ist, wenn die Nadel bei der zweiten Hubposition positioniert ist. Gemäß der ersten Kraftstoffeinspritzdüse ist insbesondere die Beziehung L1/D1 < L2/D2 erfüllt, wenn L1 eine Länge der Haupteinspritzöffnung repräsentiert, D1 einen Durchmesser der Haupteinspritzöffnung repräsentiert, L2 eine Länge der Sekundäreinspritzöffnung repräsentiert und D2 einen Durchmesser der Sekundäreinspritzöffnung repräsentiert.

Gemäß der ersten Kraftstoffeinspritzdüse ist das Abmessungsverhältnis L1/D1 der Haupteinspritzöffnung kleiner als das Abmessungsverhältnis L2/D2 der Sekundäreinspritzöffnung. Wenn die Nadel zu der ersten Hubposition angehoben wird, um nur die Haupteinspritzöffnung zu öffnen, bleibt die kontrahierte Strömung, die nahe dem Einlass der Haupteinspritzöffnung erzeugt wird, bis sie den Auslass dieser Haupteinspritzöffnung erreicht. Der eingespritzte Kraftstoff mit der kontrahierten Strömung, die nahe dem Einlass erzeugt wird, kann nämlich den Auslass erreichen ohne an der Wand der Einspritzöffnung anzuhaften. Somit wird fast der gesamte eingespritzte Kraftstoff auf sichere Weise in den Zylinder (d. h. die Brennkammer) des Motors mit einem breiteren Kraftstoffzerstäubungswinkel geleitet. Dies fördert das Vermischen des eingespritzten Kraftstoffs und der Luft, wodurch die Verbrennungseigenschaften verbessert werden.

Wenn darüber hinaus die Nadel zu der zweiten Hubposition angehoben wird, um sowohl die Haupt- als auch die Sekundäreinspritzöffnungen zu öffnen, haftet der eingespritzte Kraftstoff mit der kontrahierten Strömung, die nahe dem Einlass der Sekundäreinspritzöffnungen erzeugt wird, an der Wand dieser Sekundäreinspritzöffnung, da das Abmessungsverhältnis L2/D2 der Sekundäreinspritzöffnung größer als das Abmessungsverhältnis L1/D1 der Haupteinspritzöffnung ist. Somit wird.die Strömung des eingespritzten Kraftstoffs geglättet. Infolgedessen wird es möglich, den Kraftstoff mit einer verbesserten Durchdringung einzuspritzen. Der eingespritzte Kraftstoff kann jeden Punkt in dem Motorzylinder erreichen. Dies fördert die Diffusion des eingespritzten Kraftstoffs, wodurch die Verbrennungseigenschaften verbessert werden.

Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung eine zweite Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Düsenkörper mit einer Führungsöffnung, die sich in seiner axialen Richtung erstreckt, einer Nadel, die gleitfähig in die Führungsöffnung eingesetzt ist, um zu einer ersten Hubposition und einer zweiten Hubposition verschoben zu werden, zumindest einer Haupteinspritzöffnung und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung, die sich von der Führungsöffnung erstreckt in der radial nach außen gerichteten Richtung über eine Wand des Düsenkörpers hinweg. Die Haupteinspritzöffnung hat einen Einlassausschnitt, der mit der Führungsöffnung verbunden ist, wenn die Nadel bei der ersten Hubposition positioniert ist sowie bei der zweiten Hubposition. Die Sekundäreinspritzöffnung, die von der Haupteinspritzöffnung in einer Hubrichtung der Nadel versetzt ist, hat einen Einlassausschnitt, der geschlossen ist, wenn die Nadel bei der ersten Hubposition positioniert ist, und der mit der Führungsöffnung verbunden ist, wenn die Nadel bei der zweiten Hubposition positioniert ist. Insbesondere ist gemäß der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse eine erste Fase mit einem ersten Krümmungsradius bei dem Einlassausschnitt der Haupteinspritzöffnung ausgebildet, eine zweite Fase mit einem zweiten Krümmungsradius ist bei dem Einlassausschnitt der Sekundäreinspritzöffnung ausgebildet, und der zweite Krümmungsradius ist größer als der erste Krümmungsradius.

Gemäß der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse wird es möglich, den Kraftstoff auf sanfte Weise einzuführen in die Sekundäreinspritzöffnung durch Ausbilden der zweiten Fase mit dem großen Krümmungsradius R2. Die Strömung des eingespritzten Kraftstoffs wird geglättet ohne Verursachen der kontrahierten Strömung in der Sekundäreinspritzöffnung. Infolgedessen wird es möglich, den Kraftstoff mit einer verbesserten Durchdringung in dem Hochdrehzahlmotorbetriebszustand einzuspritzen.

Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung eine dritte Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Düsenkörper mit einer Führungsöffnung, die sich in seiner axialen Richtung erstreckt, einer Nadel, die gleitfähig in die Führungsöffnung eingesetzt ist, um zu einer ersten Hubposition und einer zweiten Hubposition verschoben zu werden, zumindest einer Haupteinspritzöffnung und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung, die sich von der Führungsöffnung erstreckt in der radial nach außen gerichteten Richtung über eine Wand des Düsenkörpers hinweg. Die Haupteinspritzöffnung hat einen Einlassausschnitt, der mit der Führungsöffnung verbunden ist, wenn die Nadel bei der ersten Hubposition positioniert ist sowie bei der zweiten Hubposition. Die Sekundäreinspritzöffnung, die von der Haupteinspritzöffnung in einer Hubrichtung der Nadel versetzt ist, hat einen Einlassausschnitt, der geschlossen ist, wenn die Nadel bei der ersten Hubposition positioniert ist, und der mit der Führungsöffnung verbunden ist, wenn die Nadel bei der zweiten Hubposition positioniert ist. Insbesondere ist gemäß der dritten Kraftstoffeinspritzdüse die Haupteinspritzöffnung bei ihrer Einlassseite enger und bei ihrer Auslassseite breiter.

Gemäß der dritten Kraftstoffeinspritzdüse haftet der eingespritzte Kraftstoff mit der Kontaktströmung nicht an der Wand der Haupteinspritzöffnung. Wenn sich die Haupteinspritzöffnung zu der radial äußeren Richtung erweitert, wird der eingespritzte Kraftstoff auf sichere Weise in den Motorzylinder geleitet mit einem breiteren Kraftstoffzerstäubungswinkel, selbst wenn die Länge der Haupteinspritzöffnung lang ist. Somit wird es möglich, eine gut zerstäubte Kraftstoffeinspritzung in dem Niedrigdrehzahlmotorbetriebszustand zu gewährleisten.

Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung eine vierte Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Düsenkörper mit einer Führungsöffnung, die sich in seiner axialen Richtung erstreckt, einer Nadel, die gleitfähig in die Führungsöffnung eingesetzt ist, um zu einer ersten Hubposition und einer zweiten Hubposition verschoben zu werden, zumindest einer Haupteinspritzöffnung und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung, die sich von der Führungsöffnung erstreckt in der radial nach außen gerichteten Richtung über eine Wand des Düsenkörpers hinweg. Die Haupteinspritzöffnung hat einen Einlassausschnitt, der mit der Führungsöffnung verbunden ist, wenn die Nadel bei der ersten Hubposition positioniert ist sowie bei der zweiten Hubposition. Die Sekundäreinspritzöffnung, die von der Haupteinspritzöffnung in einer Hubrichtung der Nadel versetzt ist, hat einen Einlassausschnitt, der geschlossen ist, wenn die Nadel bei der ersten Hubposition positioniert ist, und der mit der Führungsöffnung verbunden ist, wenn die Nadel bei der zweiten Hubposition positioniert ist. Insbesondere gemäß der vierten Kraftstoffeinspritzdüse ist die Sekundäreinspritzöffnung bei ihrer Einlassseite breiter und bei ihrer Auslassseite enger.

Gemäß der vierten Kraftstoffeinspritzdüse haftet der eingespritzte Kraftstoff mit der Kontaktströmung bzw. der kontrahierten Strömung an der Wand der Sekundäreinspritzöffnung. Wenn die Sekundäreinspritzöffnung in der radial auswärtigen Richtung kontaktiert bzw. kontrahiert ist, wird der eingespritzte Kraftstoff gut geglättet und gedrückt in der Sekundäreinspritzöffnung. Somit wird es möglich, den Kraftstoff mit einer verbesserten Durchdringung in dem Hochdrehzahlmotorbetriebszustand einzuspritzen.

Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung eine fünfte Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Düsenkörper mit einer Führungsöffnung, die sich in seiner axialen Richtung erstreckt, einer Nadel, die gleitfähig in die Führungsöffnung eingesetzt ist, um zu einer ersten Hubposition und einer zweiten Hubposition verschoben zu werden, zumindest einer Haupteinspritzöffnung und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung, die sich von der Führungsöffnung erstreckt in der radial nach außen gerichteten Richtung über eine Wand des Düsenkörpers hinweg. Die Haupteinspritzöffnung hat einen Einlassausschnitt, der mit der Führungsöffnung verbunden ist, wenn die Nadel bei der ersten Hubposition positioniert ist sowie bei der zweiten Hubposition. Die Sekundäreinspritzöffnung, die von der Haupteinspritzöffnung in einer Hubrichtung der Nadel versetzt ist, hat einen Einlassausschnitt, der geschlossen ist, wenn die Nadel bei der ersten Hubposition positioniert ist, und der mit der Führungsöffnung verbunden ist, wenn die Nadel bei der zweiten Hubposition positioniert ist. Insbesondere hat gemäß der fünften Kraftstoffeinspritzdüse die Haupteinspritzöffnung eine Zentralachse, die eine Mitte ihres Einlasses mit einer Mitte eines Auslasses verbindet. Die Zentralachse der Haupteinspritzöffnung ist von einer Zentralachse der Kraftstoffeinspritzdüse versetzt. Und die Sekundäreinspritzöffnung hat eine Zentralachse, die eine Mitte ihres Einlasses und eine Mitte eines Auslasses verbindet. Die Zentralachse der Sekundäreinspritzöffnung schneidet sich mit der Zentralachse der Kraftstoffeinspritzdüse.

Gemäß der fünften Kraftstoffeinspritzdüse ist die Haupteinspritzöffnung von der Mitte der Kraftstoffeinspritzdüse versetzt. Die Strömung des in die Haupteinspritzöffnung eingeführten Kraftstoffs ist stark an einer Seite und schwach bei der anderen Seite. Dies verursacht eine große kontrahierte Strömung des Kraftstoffs lokal bei einer Seite der Haupteinspritzöffnung. Selbst wenn die Länge der Haupteinspritzöffnung groß ist, haftet deshalb der eingespritzte Kraftstoff nicht an der Wand der Haupteinspritzöffnung. Somit kann der eingespritzte Kraftstoff auf sichere Weise in den Motorzylinder mit einem breiteren Kraftstoffzerstäubungswinkel in dem Niedrigdrehzahlmotorbetriebsbereich eingespritzt werden. Übrigens verursacht die Sekundäreinspritzöffnung keine kontrahierte Strömung des Kraftstoffs, wenn sich die Sekundäreinspritzöffnung mit der Mitte der Kraftstoffeinspritzdüse schneidet. Deshalb wird es möglich, den Kraftstoff mit einer verbesserten Durchdringung in dem Hochdrehzahlmotorbetriebszustand einzuspritzen.

Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung eine sechste Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Düsenkörper mit einem Kraftstoffkanal, der im Inneren ausgebildet ist für die Zufuhr von mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff, wobei eine Sitzfläche bei einer stromabwärtigen Seite des Kraftstoffkanals ausgebildet ist, und zumindest einer Haupteinspritzöffnung und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung, die sich über eine Wand des Düsenkörpers hinweg erstrecken, wobei Einlassausschnitte an der Sitzfläche münden und Auslassausschnitte an einer äußeren Fläche des Düsenkörpers münden, wobei die Haupteinspritzöffnung sich bei einer stromaufwärtigen Seite der Sekundäreinspritzöffnung in einer Strömungsrichtung des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs befindet. Eine Nadel ist gleitfähig in den Düsenkörper eingesetzt, um zu einer ersten Hubposition und zu einer zweiten Hubposition verschoben zu werden. Die Nadel hat einen Sitzabschnitt bei ihrem unteren Ende, um den Kraftstoffkanal bei einem stromaufwärtigen Abschnitt der Haupteinspritzöffnungen zu schließen. Wenn die Nadel zu der ersten Hubposition verschoben ist, definiert ein ringförmiger Kanal, der zwischen dem Sitzabschnitt der Nadel und der Sitzfläche des Düsenkörpers ausgebildet ist, eine minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Wenn die Nadel zu der zweiten Hubposition verschoben ist, definiert eine Summe der Einlassausschnitte der Haupt- und Sekundäreinspritzöffnungen die minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Insbesondere ist gemäß der sechsten Kraftstoffeinspritzdüse die Beziehung L1/D1 < L2/D2 erfüllt, wobei L1 eine Länge der Haupteinspritzöffnung repräsentiert, D1 repräsentiert einen Durchmesser der Haupteinspritzöffnung, L2 repräsentiert eine Länge der Sekundäreinspritzöffnung und D2 repräsentiert einen Durchmesser der Sekundäreinspritzöffnung.

Gemäß der sechsten Kraftstoffeinspritzdüse, wenn die Nadel zu der ersten Hubposition angehoben wird, bilden der Sitzabschnitt der Nadel und die Sitzfläche des Düsenkörpers zusammen eine Blende als eine minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Bei diesem Zustand ist der Kraftstoffdruck auf der stromabwärtigen Seite der Blende nahe dem Einlassausschnitt der Haupteinspritzöffnung höher als der der Sekundäreinspritzöffnung. Deshalb wird der Kraftstoff vor allem durch die Haupteinspritzöffnung in den Motorzylinder hinein eingespritzt. Da dabei das Abmessungsverhältnis L1/D1 der Haupteinspritzöffnung kleiner als das Abmessungsverhältnis L2/D2 der Sekundäreinspritzöffnung ist, bleibt die kontrahierte Strömung, die nahe dem Einlass der Haupteinspritzöffnung erzeugt wird, bis sie den Auslass dieser Haupteinspritzöffnung erreicht. Der eingespritzte Kraftstoff mit der kontrahierten Strömung, die nahe dem Einlass erzeugt wird, kann nämlich den Auslass erreichen ohne an der Wand der Einspritzöffnung zu haften. Somit kann fast der gesamte eingespritzte Kraftstoff auf sichere Weise in den Motorzylinder geleitet werden mit einem breiteren Kraftstoffzerstäubungswinkel. Dies fördert das Vermischen des eingespritzten Kraftstoffs und der Luft, wodurch die Verbrennungseigenschaften verbessert werden.

Wenn die Nadel weiter angehoben wird zu der zweiten Hubposition, definiert die Summe der Einlassausschnitte der Haupt- und Sekundäreinspritzöffnungen die minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Der Kraftstoffdruck nahe dem Einlassausschnitt der Haupteinspritzöffnung wird identisch mit dem der Sekundäreinspritzöffnung. Deshalb wird der Kraftstoff sowohl durch die Haupt- als auch die Sekundäreinspritzöffnungen in den Motorzylinder hinein eingespritzt. Da dabei das Abmessungsverhältnis L2/D2 der Sekundäreinspritzöffnung größer als das Abmessungsverhältnis L1/D1 der Haupteinspritzöffnung ist, haftet der eingespritzte Kraftstoff mit der kontrahierten Strömung, die nahe dem Einlass der Sekundäreinspritzöffnung erzeugt wird, an der Wand dieser Sekundäreinspritzöffnung. Somit wird die Strömung des eingespritzten Kraftstoffs geglättet. Infolgedessen wird es möglich, den Kraftstoff mit einer verbesserten Durchdringung einzuspritzen. Der eingespritzte Kraftstoff kann jeden Punkt in dem Motorzylinder erreichen. Dies fördert die Diffusion des eingespritzten Kraftstoffs, wodurch die Verbrennungseigenschaften verbessert werden.

Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung eine siebte Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Düsenkörper mit einem Kraftstoffkanal, der im Inneren ausgebildet ist für die Zufuhr von mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff, wobei eine Sitzfläche bei einer stromabwärtigen Seite des Kraftstoffkanals ausgebildet ist, und zumindest einer Haupteinspritzöffnung und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung, die sich über eine Wand des Düsenkörpers hinweg erstrecken, wobei Einlassausschnitte an der Sitzfläche münden und Auslassausschnitte an einer äußeren Fläche des Düsenkörpers münden, wobei die Haupteinspritzöffnung sich bei einer stromaufwärtigen Seite der Sekundäreinspritzöffnung in einer Strömungsrichtung des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs befindet. Eine Nadel ist gleitfähig in den Düsenkörper eingesetzt, um zu einer ersten Hubposition und zu einer zweiten Hubposition verschoben zu werden. Die Nadel hat einen Sitzabschnitt bei ihrem unteren Ende, um den Kraftstoffkanal bei einem stromaufwärtigen Abschnitt der Haupteinspritzöffnungen zu schließen. Wenn die Nadel zu der ersten Hubposition verschoben ist, definiert ein ringförmiger Kanal, der zwischen dem Sitzabschnitt der Nadel und der Sitzfläche des Düsenkörpers ausgebildet ist, eine minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Wenn die Nadel zu der zweiten Hubposition verschoben ist, definiert eine Summe der Einlassausschnitte der Haupt- und Sekundäreinspritzöffnungen die minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Gemäß der siebten Kraftstoffeinspritzdüse ist insbesondere eine erste Fase mit einem ersten Krümmungsradius bei dem Einlassausschnitt der Haupteinspritzöffnung ausgebildet. Eine zweite Fase mit einem zweiten Krümmungsradius ist bei dem Einlassausschnitt der Sekundäreinspritzöffnung ausgebildet. Und der zweite Krümmungsradius ist größer als der erste Krümmungsradius.

Wenn gemäß der siebten Kraftstoffeinspritzdüse die Nadel angehoben wird zu der ersten Hubposition, bilden der Sitzabschnitt der Nadel und die Sitzfläche des Düsenkörpers zusammen eine Blende als eine minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Bei diesem Zustand ist auf der stromaufwärtigen Seite der Blende der Kraftstoffdruck nahe dem Einlassausschnitt der Haupteinspritzöffnung höher als der der Sekundäreinspritzöffnung. Deshalb wird der Kraftstoff vor allem durch die Haupteinspritzöffnung in den Motorzylinder hinein eingespritzt.

Wenn die Nadel weiter angehoben wird zu der zweiten Hubposition, definiert die Summe der Einlassausschnitte der Haupt- und Sekundäreinspritzöffnungen die minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Der Kraftstoffdruck nahe dem Einlassausschnitt der Haupteinspritzöffnung wird identisch mit dem der Sekundäreinspritzöffnung. Deshalb wird der Kraftstoff sowohl durch die Haupt- als auch die Sekundäreinspritzöffnung in den Motorzylinder hinein eingespritzt.

Gemäß der siebten Kraftstoffeinspritzdüse wird es möglich, den Kraftstoff auf sanfte Weise in die Sekundäreinspritzöffnung einzuführen durch Bilden einer zweiten Fase mit dem großen Krümmungsradius R2. Die Strömung des eingespritzten Kraftstoffs wird geglättet ohne Verursachen der kontrahierten Strömung in der Sekundäreinspritzöffnung. Infolgedessen wird es möglich, den Kraftstoff mit verbesserter Durchdringung in dem Hochdrehzahlmotorbetriebszustand einzuspritzen.

Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung eine achte Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Düsenkörper mit einem Kraftstoffkanal, der im Inneren ausgebildet ist für die Zufuhr von mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff, wobei eine Sitzfläche bei einer stromabwärtigen Seite des Kraftstoffkanals ausgebildet ist, und zumindest einer Haupteinspritzöffnung und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung, die sich über eine Wand des Düsenkörpers hinweg erstrecken, wobei Einlassausschnitte an der Sitzfläche münden und Auslassausschnitte an einer äußeren Fläche des Düsenkörpers münden, wobei die Haupteinspritzöffnung sich bei einer stromaufwärtigen Seite der Sekundäreinspritzöffnung in einer Strömungsrichtung des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs befindet. Eine Nadel ist gleitfähig in den Düsenkörper eingesetzt, um zu einer ersten Hubposition und zu einer zweiten Hubposition verschoben zu werden. Die Nadel hat einen Sitzabschnitt bei ihrem unteren Ende, um den Kraftstoffkanal bei einem stromaufwärtigen Abschnitt der Haupteinspritzöffnungen zu schließen. Wenn die Nadel zu der ersten Hubposition verschoben ist, definiert ein ringförmiger Kanal, der zwischen dem Sitzabschnitt der Nadel und der Sitzfläche des Düsenkörpers ausgebildet ist, eine minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Wenn die Nadel zu der zweiten Hubposition verschoben ist, definiert eine Summe der Einlassausschnitte der Haupt- und Sekundäreinspritzöffnungen die minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Insbesondere ist gemäß der achten Kraftstoffeinspritzdüse die Haupteinspritzöffnung enger bei ihrer Einlassseite und breiter bei ihrer Auslassseite.

Wenn gemäß der achten Kraftstoffeinspritzdüse die Nadel zu der ersten Hubposition angehoben wird, bilden der Sitzabschnitt der Nadel und die Sitzfläche des Düsenkörpers zusammen eine Blende als eine minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Bei diesem Zustand ist bei der stromabwärtigen Seite der Blende der Kraftstoffdruck nahe dem Einlassausschnitt der Haupteinspritzöffnung höher als der der Sekundäreinspritzöffnung. Deshalb wird der Kraftstoff vor allem durch die Haupteinspritzöffnung in den Motorzylinder hinein eingespritzt.

Gemäß der achten Kraftstoffeinspritzdüse haftet der eingespritzte Kraftstoff mit der Kontaktströmung bzw. der kontrahierten Strömung nicht an der Wand der Haupteinspritzöffnung. Wenn sich die Haupteinspritzöffnung zu der radial äußeren Richtung erweitert, wird der eingespritzte Kraftstoff auf sichere Weise in den Motorzylinder hinein geleitet mit einem breiteren Kraftstoffzerstäubungswinkel, selbst wenn die Länge der Haupteinspritzöffnung lang ist. Somit wird es möglich, die gut zerstäubte Kraftstoffeinspritzung in dem Niedrigdrehzahlmotorbetriebszustand zu gewährleisten.

Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung eine neunte Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Düsenkörper mit einem Kraftstoffkanal, der im Inneren ausgebildet ist für die Zufuhr von mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff, wobei eine Sitzfläche bei einer stromabwärtigen Seite des Kraftstoffkanals ausgebildet ist, und zumindest einer Haupteinspritzöffnung und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung, die sich über eine Wand des Düsenkörpers hinweg erstrecken, wobei Einlassausschnitte an der Sitzfläche münden und Auslassausschnitte an einer äußeren Fläche des Düsenkörpers münden, wobei die Haupteinspritzöffnung sich bei einer stromaufwärtigen Seite der Sekundäreinspritzöffnung in einer Strömungsrichtung des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs befindet. Eine Nadel ist gleitfähig in den Düsenkörper eingesetzt, um zu einer ersten Hubposition und zu einer zweiten Hubposition verschoben zu werden. Die Nadel hat einen Sitzabschnitt bei ihrem unteren Ende, um den Kraftstoffkanal bei einem stromaufwärtigen Abschnitt der Haupteinspritzöffnungen zu schließen. Wenn die Nadel zu der ersten Hubposition verschoben ist, definiert ein ringförmiger Kanal, der zwischen dem Sitzabschnitt der Nadel und der Sitzfläche des Düsenkörpers ausgebildet ist, eine minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Wenn die Nadel zu der zweiten Hubposition verschoben ist, definiert eine Summe der Einlassausschnitte der Haupt- und Sekundäreinspritzöffnungen die minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Insbesondere ist gemäß der neunten Kraftstoffeinspritzdüse die Sekundäreinspritzöffnung breiter bei ihrer Einlassseite und enger bei ihrer Auslassseite.

Wenn gemäß der neunten Kraftstoffeinspritzdüse die Nadel zu der ersten Hubposition angehoben wird, bilden der Sitzabschnitt der Nadel und die Sitzfläche des Düsenkörpers zusammen eine Blende als eine minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Bei diesem Zustand ist bei der stromabwärtigen Seite der Blende der Kraftstoffdruck nahe dem Einlassausschnitt der Haupteinspritzöffnung höher als der der Sekundäreinspritzöffnung. Deshalb wird der Kraftstoff vor allem durch die Haupteinspritzöffnung in den Motorzylinder hinein eingespritzt.

Wenn die Nadel weiter angehoben wird zu der zweiten Hubposition, definiert die Summe der Einlassausschnitte der Haupt- und Sekundäreinspritzöffnungen die minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Der Kraftstoffdruck nahe dem Einlassausschnitt der Haupteinspitzöffnung wird identisch mit dem der Sekundäreinspritzöffnung. Deshalb wird der Kraftstoff sowohl durch die Haupt- als auch die Sekundäreinspritzöffnung in den Motorzylinder hinein eingespritzt.

Gemäß der neunten Kraftstoffeinspritzdüse haftet der eingespritzte Kraftstoff mit der Kontaktströmung bzw. der kontrahierten Strömung an der Wand der Sekundäreinspritzöffnung. Wenn die Sekundäreinspritzöffnung in der radial auswärtigen Richtung kontaktiert ist, wird der eingespritzte Kraftstoff gut geglättet und gedrückt in der Sekundäreinspritzöffnung. Somit wird es möglich, den Kraftstoff mit einer verbesserten Durchdringung in dem Hochdrehzahlmotorbetriebszustand einzuspritzen.

Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung eine zehnte Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Düsenkörper mit einem Kraftstoffkanal, der im Inneren ausgebildet ist für die Zufuhr von mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff, wobei eine Sitzfläche bei einer stromabwärtigen Seite des Kraftstoffkanals ausgebildet ist, und zumindest einer Haupteinspritzöffnung und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung, die sich über eine Wand des Düsenkörpers hinweg erstrecken, wobei Einlassausschnitte an der Sitzfläche münden und Auslassausschnitte an einer äußeren Fläche des Düsenkörpers münden, wobei die Haupteinspritzöffnung sich bei einer stromaufwärtigen Seite der Sekundäreinspritzöffnung in einer Strömungsrichtung des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs befindet. Eine Nadel ist gleitfähig in den Düsenkörper eingesetzt, um zu einer ersten Hubposition und zu einer zweiten Hubposition verschoben zu werden. Die Nadel hat einen Sitzabschnitt bei ihrem unteren Ende, um den Kraftstoffkanal bei einem stromaufwärtigen Abschnitt der Haupteinspritzöffnungen zu schließen. Wenn die Nadel zu der ersten Hubposition verschoben ist, definiert ein ringförmiger Kanal, der zwischen dem Sitzabschnitt der Nadel und der Sitzfläche des Düsenkörpers ausgebildet ist, eine minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Wenn die Nadel zu der zweiten Hubposition verschoben ist, definiert eine Summe der Einlassausschnitte der Haupt- und Sekundäreinspritzöffnungen die minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Insbesondere hat gemäß der zehnten Kraftstoffeinspritzdüse die Haupteinspritzöffnung eine Zentralachse, die eine Mitte ihres Einlasses mit einer Mitte ihres Auslasses verbindet. Die Zentralachse der Haupteinspritzöffnung ist von einer Zentralachse der Kraftstoffeinspritzdüse versetzt. Die Sekundäreinspritzöffnung hat eine Zentralachse, die eine Mitte ihres Einlasses und eine Mitte ihres Auslasses verbindet. Die Zentralachse der Sekundäreinspritzöffnung schneidet sich mit der Zentralachse der Kraftstoffeinspritzdüse.

Wenn gemäß der zehnten Kraftstoffeinspritzdüse die Nadel angehoben zu der ersten Hubposition, bilden der Sitzabschnitt der Nadel und die Sitzfläche des Düsenkörpers zusammen eine Blende als eine minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Bei diesem Zustand ist bei der stromabwärtigen Seite der Blende der Kraftstoffdruck nahe dem Einlassausschnitt der Haupteinspritzöffnung höher als der der Sekundäreinspritzöffnung. Deshalb wird der Kraftstoff vor allem durch die Haupteinspritzöffnung in den Motorzylinder hinein eingespritzt.

Wenn die Nadel weiter angehoben wird zu der zweiten Hubposition, definiert die Summe der Einlassausschnitte der Haupt- und Sekundäreinspritzöffnung die minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Der Kraftstoffdruck nahe dem Einlassausschnitt der Haupteinspitzöffnung wird identisch mit dem der Sekundäreinspritzöffnung. Deshalb wird der Kraftstoff sowohl durch die Haupt- als auch die Sekundäreinspritzöffnung in den Motorzylinder hinein eingespritzt.

Gemäß der zehnten Kraftstoffeinspritzdüse ist die Haupteinspritzöffnung von der Mitte der Kraftstoffeinspritzdüse versetzt. Die Strömung des in die Haupteinspritzöffnung eingeführten Kraftstoffs ist stark bei einer Seite und schwach bei der anderen Seite. Dies verursacht eine große kontrahierte Strömung des Kraftstoffs lokal bei einer Seite der Haupteinspritzöffnung. Selbst wenn die Länge der Haupteinspritzöffnung groß ist, haftet deshalb der eingespritzte Kraftstoff nicht an der Wand der Haupteinspritzöffnung. Somit kann der eingespritzte Kraftstoff auf sichere Weise in den Motorzylinder geleitet werden mit einem breiteren Kraftstoffzerstäubungswinkel bei dem Niedrigdrehzahlmotorbetriebszustand. Übrigens verursacht die Sekundäreinspritzöffnung keine kontrahierte Strömung des Kraftstoffs, wenn sich die Sekundäreinspritzöffnung mit der Mitte der Kraftstoffeinspritzdüse schneidet. Deshalb wird es möglich, den Kraftstoff mit einer verbesserten Durchdringung in dem Hochdrehzahlmotorbetriebszustand einzuspritzen.

Die vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen zu lesen ist.

Fig. 1 zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Niedrighubzustands einer Kraftstoffeinspritzdüse in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Hochhubzustands der Kraftstoffeinspritzdüse gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3 zeigt eine vertikale Schnittansicht einer gesamten Anordnung der Kraftstoffeinspritzdüse gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4A zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Niedrighubzustands einer Kraftstoffeinspritzdüse gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4B zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Hochhubzustands der Kraftstoffeinspritzdüse gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5A zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Niedrighubzustands einer Kraftstoffeinspritzdüse gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5B zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Hochhubzustands der Kraftstoffeinspritzdüse gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6A zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Niedrighubzustands einer Kraftstoffeinspritzdüse gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6B zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Hochhubzustands der Kraftstoffeinspritzdüse gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 7A zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Hochhubzustands einer Kraftstoffeinspritzdüse gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 7B zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht der Kraftstoffeinspritzdüse gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8A zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Niedrighubzustands einer Kraftstoffeinspritzdüse gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8B zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Hochhubzustands der Kraftstoffeinspritzdüse gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Und Fig. 9 zeigt eine Ansicht der Druckverteilung bei dem Niedrighubzustand und dem Hochhubzustand der Kraftstoffeinspritzdüse gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Erstes Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Niedrighubzustands einer Kraftstoffeinspritzdüse gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 zeigte eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Hochhubzustands der Kraftstoffeinspritzdüse gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 3 zeigt eine vertikale Schnittansicht einer gesamten Anordnung der Kraftstoffeinspritzdüse gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Eine Kraftstoffeinspritzdüse, die bei einem Dieselmotor oder einem Benzinmotor mit Zylindereinspritzung eingesetzt wird, um mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff in eine Brennkammer einzuspritzen, hat einen Düsenkörper 2, ein Sitzelement 3 und eine Nadel 4. Die Kraftstoffeinspritzdüse 1 ist in einen (nicht gezeigten) Düsenhalter eingebaut, der einen Ventilöffnungsdruck (beispielsweise einen ersten Ventilöffnungsdruck und einen zweiten Ventilöffnungsdruck) der Kraftstoffeinspritzdüse bestimmt.

Der Düsenkörper 2 hat eine Führungsbohrung 5, die sich im Inneren axial erstreckt zum Aufnehmen der Nadel 4, so dass die Nadel 4 in der axialen Richtung des Düsenkörpers 2 gleiten kann. Die Gleitrichtung der Nadel 4 bezieht sich auf eine Hubrichtung der Nadel 4. Ein Kraftstoffkanal 6 ist mit der Führungsbohrung 5 verbunden. Zwei Arten von Einspritzöffnungen, d. h. Haupteinspritzöffnungen 7 und Sekundäreinspritzöffnungen 8 erstrecken sich über die Wand des Düsenkörpers 2 hinweg bei axial beabstandeten Abschnitten des Düsenkörpers 2, um mit Druck beaufschlagten Kraftstoff in die Brennkammer eines Motors einzuspritzen.

Die Führungsbohrung 5 hat ein axiales Ende, das bei einem oberen Abschnitt des Düsenkörpers 2 offen ist, und das andere axiale Ende, das bei einem Boden des Düsenkörpers 2 geschlossen ist.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, befinden sich die Haupteinspritzöffnungen 7 niedriger als die Sekundäreinspritzöffnungen 8 in der Auf- und Abrichtung (Hubrichtung) der Nadel 4. Jede der Haupteinspritzöffnungen 7 und der Sekundäreinspritzöffnungen 8 erstreckt sich in einer radial auswärtig gerichteten Richtung über eine zylindrische Wand 2a des Düsenkörpers 2 hinweg von einer inneren zylindrischen Fläche des Düsenkörpers 2 (die die Führungsöffnung 5 definiert) zu einer äußeren zylindrischen Fläche des Düsenkörpers 2. Eine Vielzahl an Haupteinspritzöffnungen 7 ist um einen Winkel geeignet beabstandet auf derselben Höhe oder Ebene in der Hubrichtung der Nadel 4. Auf ähnliche Weise ist eine Vielzahl an Sekundäreinspritzöffnungen 8 in einem Winkel geeignet beabstandet auf einer anderen Höhe oder Ebene, die höher versetzt ist von der der Haupteinspritzöffnungen 7.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, hat jede der Haupteinspritzöffnungen 7 einen Durchmesser D1 und eine Länge L1, während jede der Sekundäreinspritzöffnungen 8 einen Durchmesser D2 und eine Länge L2 hat. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erfüllen die Haupteinspritzöffnungen 7 und die Sekundäreinspritzöffnungen 8 die folgende Beziehung.

L1/D1 < L2/D2 (1)

Bisher ist die Dicke der zylindrischen Wand 2a des Düsenkörpers 2 bei dem Abschnitt in Übereinstimmung mit den Haupteinspritzöffnungen 7 reduziert.

Das Sitzelement 3 setzt sich in dem Boden der Führungsöffnung 5 mit einem kleinen Spalt bezüglich der zylindrischen Wand der Führungsöffnung 5. Das Sitzelement 3 hat eine konische Sitzfläche 3a an seinem oberen Abschnitt. Ein äußeres Umfangsende 3b der konischen Sitzfläche 3a ist niedriger positioniert als ein unteres Ende 7a einer Einlassöffnung der Haupteinspritzeinöffnung 7 (siehe Fig. 1).

Die Nadel 4 ist gleitfähig gekoppelt in der Führungsöffnung 5 mit einem Spalt von mehreren µm dazwischen. Der (nicht gezeigte) Düsenhalter verschiebt die Nadel 4 zwischen zwei Stufen in ihrer Hubrichtung. Nachfolgend wird eine dieser beiden Stufen als eine untere oder niedrigere Hubposition bezeichnet und die andere wird als eine höhere oder obere Hubposition bezeichnet. Im Allgemeinen ist die Nadel 4 bei der unteren Hubposition positioniert, wenn der Motor bei Niedrigdrehzahlzuständen (und/oder niedriger Last) betrieben wird und ist bei der höheren Hubposition positioniert, wenn der Motor bei Hochdrehzahlzuständen (und/oder hoher Last) betrieben wird.

Die Nadel 4 hat, wie in Fig. 3 gezeigt ist, eine Längsöffnung 9, eine Kraftstoffbehälterkammer 10 und eine Queröffnung 11, die zusammen einen Kraftstoffkanal bilden. Die Längsöffnung 9 ist bei der Mitte der Nadel 4 ausgebildet und erstreckt sich in ihrer axialen Richtung. Die Längsöffnung 9 hat ein axiales Ende, das bei der Bodenfläche der Nadel 4 offen ist, und das andere axiale Ende ist bei ihrem oberen Abschnitt geschlossen. Die Kraftstoffbehälterkammer 10 ist eine ringförmige Kammer, die sich bei dem oberen Abschnitt der Nadel 4 befindet, um die Längsöffnung 9 zu umgeben. Die Kraftstoffbehälterkammer 10 ist mit dem Kraftstoffkanal 6 verbunden, der in dem Düsenkörper 2 ausgebildet ist. Die Queröffnung 11 erstreckt sich in einer radialen Richtung in der Nadel 4, um die Längsöffnung 9 mit der Kraftstoffbehälterkammer 10 zu verbinden.

Die Nadel 4 hat eine Bodenfläche, die in einer koaxialen doppelt abgeschrägten Struktur konfiguriert ist mit einer inneren abgeschrägten Fläche 4a und einer äußeren abgeschrägten Fläche 4b. Die innere abgeschrägte Fläche 4a ist eine konische Fläche, die sich von dem Ausschnittumfang der Längsöffnung 9 erstreckt. Die äußere abgeschrägte Fläche 4b ist eine andere konische Fläche, die außerhalb der inneren abgeschrägten Fläche 4a vorgesehen ist koaxial mit der inneren abgeschrägten Fläche 4a. Ein ringförmiger Grat, der als ein Sitzabschnitt 4c dient, ist als eine Grenze zwischen der inneren abgeschrägten Fläche 4a und der äußeren abgeschrägten Fläche 4b ausgebildet.

Wenn der Kraftstoffdruck in der Längsöffnung 9 kleiner als ein erster Ventilöffnungsdruck ist, wird die Nadel 4 in Kontakt gebracht mit ihrem Sitzabschnitt 4c mit der Sitzfläche 3a des Sitzelements 3. Bei diesem Zustand ist die äußere Umfangskante der äußeren abgeschrägten Fläche 4b (d. h. die äußere Umfangskante 4d der Nadel 4) niedriger positioniert als das untere Ende 7a des Einlassausschnitts der Haupteinspritzöffnung 7. Alle Einlassausschnitte der Haupteinspritzöffnungen 7 und der Sekundäreinspritzöffnungen 8 sind durch die äußere zylindrische Fläche der Nadel 4 geschlossen.

Wenn der Kraftstoffdruck in der Längsöffnung 9 größer wird als der erste Ventilöffnungsdruck, hebt die Nadel 4 um einen Hubbetrag HD1 ab, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Der Hubbetrag HD1 wird als ein maximaler Hubbetrag in dem unteren Hubzustand bezeichnet. Die äußere Umfangskante 4d der Nadel 4 hebt sich zu einer höheren Position, die sich zwischen der Haupteinspritzöffnung 7 und der Sekundäreinspritzöffnung 8 befindet. Bei diesem Zustand sind alle Einlassausschnitte der Haupteinspritzöffnungen 7 geöffnet, während alle Einlassausschnitte der Sekundäreinspritzöffnungen 8 noch geschlossen sind durch die äußere zylindrische Fläche der Nadel 4.

Wenn der Kraftstoffdruck in der Längsöffnung 9 größer wird als der zweite Ventilöffnungsdruck, hebt sich die Nadel 4 um einen Hubbetrag HD2, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Der Hubbetrag HD2 wird als ein maximaler Hubbetrag in dem höheren Hubzustand bezeichnet. Die äußere Umfangskante 4d der Nadel 4 hebt sich zu einer weiter höheren Position, die sich oberhalb dem oberen Ende 8a der Sekundäreinspritzöffnung 8 befindet. Bei diesem Zustand sind alle Einlassausschnitte der Haupteinspritzöffnungen 7 und der Sekundäreinspritzöffnungen 8 geöffnet.

Die vorstehend beschriebene Kraftstoffeinspritzdüse 1 wirkt auf die folgende Weise.

Mit Druck beaufschlagter Kraftstoff, der von einer (nicht gezeigten) Kraftstoffpumpe zugeführt wird, wird über den Kraftstoffkanal 6 in die Längsöffnung 9 in der Nadel 4 gefördert. Wenn der Kraftstoffdruck den ersten Ventilöffnungsdruck überschreitet, hebt sich die Nadel 4 bis der Spalt sich zu dem Hubbetrag HD1 erweitert. Nur die Haupteinspritzöffnungen 7 sind geöffnet, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Somit wird der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff, der in die Nadel 4 zugeführt wird, direkt durch die Haupteinspritzöffnungen 7 in den Zylinder (d. h. die Brennkammer) des Motors eingespritzt.

Da nur die Haupteinspritzöffnungen 7 für die Kraftstoffeinspritzung bei diesem Zustand verfügbar sind, ist der gesamte Einspritzausschnitt der Kraftstoffeinspritzdüse 1 relativ klein. Deshalb wird es möglich, mit hohem Druck beaufschlagten Kraftstoff über zusammengedrückte oder gedrosselte (d. h. mit kleinem Durchmesser) Einspritzöffnungen einzuspritzen. Dies fördert die Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffs.

Darüber hinaus ist gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel das Abmessungsverhältnis L1/D1 der Haupteinspritzöffnung 7 kleiner als das Abmessungsverhältnis L2/D2 der Sekundäreinspritzöffnung 8. Die kontrahierte Strömung, die nahe dem Einlass von jeder Haupteinspritzöffnung 7 erzeugt wird, bleibt bis sie den Auslass dieser Haupteinspritzöffnung 7 erreicht. In anderen Worten kann der eingespritzte Kraftstoff mit der nahe dem Einlass erzeugten kontrahierten Strömung den Auslass erreichen ohne an der Wand von jeder Einspritzöffnung 7 anzuhaften. Somit kann fast der gesamte eingespritzte Kraftstoff auf sichere Weise in den Motorzylinder geleitet werden mit einem breiteren Kraftstoffzerstäubungswinkel. Dies fördert das Vermischen des eingespritzten Kraftstoffs und der Luft, wodurch die Verbrennungseigenschaften verbessert werden.

Wenn als Nächstes der Kraftstoffdruck den zweiten Ventilöffnungsdruck überschreitet, wird die Nadel 4 weiter angehoben bis der Spalt sich erweitert zu dem Hubbetrag HD2. Sowohl die Haupteinspritzöffnungen 7 als auch die Sekundäreinspritzöffnungen 8 sind geöffnet, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Somit wird mit Druck beaufschlagter Kraftstoff, der in die Nadel 4 zugeführt wird, direkt durch die Haupteinspritzöffnungen 7 und die Sekundäreinspritzöffnungen 8 in den Motorzylinder eingespritzt. Da bei diesem Zustand sowohl die Haupteinspritzöffnungen 7 als auch die Sekundäreinspritzöffnungen 8 für die Kraftstoffeinspritzung verfügbar sind, ist der gesamte Einspritzausschnitt der Kraftstoffeinspritzdüse relativ groß. Deshalb wird es möglich, eine große Kraftstoffmenge bei einem geeigneten Druck einzuspritzen. Dies verwirklicht die Kraftstoffeinspritzrate in einem breiten Bereich.

Darüber hinaus gewährleistet das Einrichten des Abmessungsverhältnisses L2/D2 der Sekundäröffnung 8 größer als das Abmessungsverhältnis L1/D1 der Haupteinspritzöffnung 7, dass der eingespritzte Kraftstoff mit der nahe dem Einlass von jeder Sekundäreinspritzöffnung 8 erzeugten kontrahierten Strömung an der Wand dieser Sekundäreinspritzöffnung 8 anhaftet. Somit wird die Strömung des eingespritzten Kraftstoffs geglättet. Infolgedessen wird es möglich, den Kraftstoff mit einer verbesserten Durchdringung einzuspritzen. Der eingespritzte Kraftstoff kann jeden Punkt in dem Motorzylinder erreichen. Dies fördert die Diffusion des eingespritzten Kraftstoffs, wodurch die Verbrennungseigenschaften verbessert werden.

Wenn danach der Kraftstoffdruck unterhalb den ersten Ventilöffnungsdruck abnimmt, wird die Nadel 4 gesenkt bis der Spalt sich auf Null vermindert. Der Sitzabschnitt 4c der Nadel 4 wird in Kontakt gebracht mit der Sitzfläche 3a des Sitzelements 3. Die äußere zylindrische Fläche der Nadel 4 schließt alle Einlassausschnitte sowohl der Haupteinspritzöffnungen 7 als auch der Sekundäreinspritzöffnungen 8, wodurch der Kraftstoffeinspritzvorgang beendet wird.

Zweites Ausführungsbeispiel

Fig. 4A zeigt eine vergrößere vertikale Schnittansicht eines Niedrighubzustands einer Kraftstoffeinspritzdüse in Übereinstimmung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 4B zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Hochhubzustands der Kraftstoffeinspritzdüse in Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Die Kraftstoffeinspritzdüse des zweiten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von der des ersten Ausführungsbeispiels darin, dass die Länge L1 der Haupteinspritzöffnung 7 gekürzt ist durch Bilden eines vergrößerten Abschnitts 12 wie ein Punkt, der der Auslassseite dieser Haupteinspritzöffnung 7 zugewandt ist. Der vergrößerte Abschnitt 12 hat einen größeren Durchmesser als der Durchmesser D1 der Haupteinspritzöffnung 7 und ist mit der Haupteinspritzöffnung 7 verbunden. Der vergrößerte Abschnitt 12 und die Haupteinspritzöffnung 7 sind koaxial zueinander ausgebildet. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird es möglich, die Länge L1 der Haupteinspritzöffnung 7 auf einen Sollwert einzustellen durch absichtliches Ändern der Tiefe des vergrößerten Abschnitts 12 beim Ausbilden des vergrößerten Abschnitts 12.

Drittes Ausführungsbeispiel

Fig. 5A zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Niedrighubzustands einer Kraftstoffeinspritzdüse gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 5B zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Hochhubzustands der Kraftstoffeinspritzdüse gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Die Kraftstoffeinspritzdüse des dritten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von der des ersten Ausführungsbeispiels darin, dass eine Fase ausgebildet ist bei einem Einlassumfang von jeder aus der Haupt- und Sekundäreinspritzöffnung 7 und 8.

Eine erste Fase mit einem Krümmungsradius R1 ist bei dem Einlassumfang von jeder Haupteinspritzöffnung 7 ausgebildet. Eine zweite Fase mit einem Krümmungsradius R2 ist bei dem Einlassumfang von jeder Sekundäreinspritzöffnung 8 ausgebildet. Der Krümmungsradius R2 der zweiten Fase ist größer als der Krümmungsradius R1 der ersten Fase.

Die Anordnung des dritten Ausführungsbeispiels ermöglicht ein sanftes Einführen des Kraftstoffs in die Sekundäreinspritzöffnung 8 durch Ausbilden der zweiten Fase mit dem größeren Krümmungsradius R2. Die Strömung des eingespritzten Kraftstoffs wird geglättet ohne Verursachen der kontrahierten Strömung in der Sekundäreinspritzöffnung 8. Infolgedessen wird es möglich, den Kraftstoff mit einer verbesserten Durchdringung bei einem Hochdrehzahlmotorbetriebszustand einzuspritzen.

Viertes Ausführungsbeispiel

Fig. 6A zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Niedrighubzustands einer Kraftstoffeinspritzdüse gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 6B zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Hochhubzustands der Kraftstoffeinspritzdüse gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Die Kraftstoffeinspritzdüse des vierten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von der des ersten Ausführungsbeispiels darin, dass der Durchmesser von jeder Einspritzöffnung sich kontinuierlich ändert in einem gesamten Bereich, der sich erstreckt von der Einlassseite zu der Auslassseite.

Die Haupteinspritzöffnung 7 hat einen Einlassausschnitt, dessen Durchmesser gleich D1i ist, und einen Auslassausschnitt, dessen Durchmesser gleich D1o ist. Der Auslassdurchmesser D1o ist größer als der Einlassdurchmesser D1i. Der Durchmesser der Haupteinspritzöffnung 7 erhöht sich linear von D1i nach D1o in Abhängigkeit von einer Längsposition in der Haupteinspritzöffnung 7.

Die Sekundäreinspritzöffnung 8 hat einen Einlassausschnitt, dessen Durchmesser gleich D2i ist, und einen Auslassausschnitt, dessen Durchmesser gleich D2o ist. Der Auslassdurchmesser D2o ist kleiner als der Einlassdurchmesser D2i.

Der Durchmesser der Sekundäreinspritzöffnung 8 vermindert sich linear von D2i nach D2o in Abhängigkeit von einer Längsposition in der Sekundäreinspritzöffnung 8.

Gemäß der Anordnung des vierten Ausführungsbeispiels haftet der eingespritzte Kraftstoff mit der Kontaktströmung nicht an der Wand der Haupteinspritzöffnung 7. Das Vorsehen der Haupteinspritzöffnung 7 mit dem Durchmesser, der sich linear erhöht von der Einlassseite zu der Auslassseite, ist dadurch vorteilhaft, dass der eingespritzte Kraftstoff in den Motorzylinder geleitet werden kann mit einem breiteren Kraftstoffzerstäubungswinkel, selbst wenn die Länge L1 der Haupteinspritzöffnung 7 identisch mit der Länge L2 der Sekundäreinspritzöffnung 8 ist, wie in Fig. 6A gezeigt ist. Somit ermöglicht das vierte Ausführungsbeispiel, das eine gut zerstäubte Kraftstoffeinspritzung in dem Niedrigdrehzahlmotorbetriebszustand gewährleistet wird.

Darüber hinaus haftet gemäß der Anordnung des vierten Ausführungsbeispiels der eingespritzte Kraftstoff mit der Kontaktströmung an der Wand der Sekundäreinspritzöffnung 8. Das Vorsehen der Sekundäreinspritzöffnung 8 mit dem Durchmesser, der sich linear reduziert von der Einlassseite zu der Auslassseite, ist dadurch vorteilhaft, dass der eingespritzte Kraftstoff gut geglättet wird und bedrückt wird in der Sekundäreinspritzöffnung 8, wie in Fig. 6B gezeigt ist. Somit wird es möglich, den Kraftstoff mit einer verbesserten Durchdringung in dem Hochdrehzahlmotorbetriebszustand einzuspritzen.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Fig. 7A zeigt eine vertikale vergrößerte Schnittansicht eines Hochhubzustands einer Kraftstoffeinspritzdüse gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 7B zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht der Kraftstoffeinspritzdüse gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Die Kraftstoffeinspritzdüse des fünften Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von der des ersten Ausführungsbeispiels darin, dass die Haupteinspritzöffnung 7 von der Zentralachse O der Kraftstoffeinspritzdüse 1 versetzt ist.

Die Haupteinspritzöffnung 7 hat eine Zentralachse A, die die Mitte ihres Einlassausschnitts und die Mitte ihres Auslassausschnitts verbindet. Die Zentralachse A der Haupteinspritzöffnung 7 ist von der Zentralachse O der Kraftstoffeinspritzdüse 1 versetzt. Die Sekundäreinspritzöffnung 8 hat eine Zentralachse B, die die Mitte ihres Einlassausschnitts und die Mitte ihres Auslassausschnitts verbindet. Die Zentralachse B der Sekundäreinspritzöffnung 8 schneidet sich mit der Zentralachse O der Kraftstoffeinspritzdüse 1.

Gemäß der Anordnung des fünften Ausführungsbeispiels ist die in die Haupteinspritzöffnung 7 eingeführte Kraftstoffströmung bei einer Seite stark, die weit von der Zentralachse B der Sekundäreinspritzöffnung 8 versetzt ist, und schwach bei der anderen Seite, die wenig gegenüber der Zentralachse B der Sekundäreinspritzöffnung 8 versetzt ist. Dies verursacht eine große kontrahierte Strömung des Kraftstoffs lokal bei einer Seite der Haupteinspritzöffnung 7. Selbst wenn die Länge L1 der Haupteinspritzöffnung 7 groß ist, haftet deshalb der eingespritzte Kraftstoff nicht an der Wand der Haupteinspritzöffnung 7. Somit kann der eingespritzte Kraftstoff auf sichere Weise in den Motorzylinder geleitet werden mit einem breiteren Kraftstoffzerstäubungswinkel in dem Niedrigdrehzahlmotorbetriebszustand.

Übrigens verursacht die Sekundäreinspritzöffnung 8 keine kontrahierte Strömung des Kraftstoffs, da sich ihre Zentralachse B mit der Zentralachse O der Kraftstoffeinspritzdüse 1 schneidet. Deshalb wird es möglich, den Kraftstoff mit einer verbesserten Durchdringung in dem Hochdrehzahlmotorbetriebszustand einzuspritzen.

In Fig. 7A repräsentiert eine alternative gestrichelte Linie mit einem langen und zwei kurzen Strichen die untere Hubposition der Nadel 4.

Sechstes Ausführungsbeispiel

Fig. 8A zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Niedrighubzustands einer Kraftstoffeinspritzdüse gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 8B zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Hochhubzustands der Kraftstoffeinspritzdüse gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Die Kraftstoffeinspritzdüse des sechsten Ausführungsbeispiels hat einen Düsenkörper 20 mit einem darin ausgebildeten Kraftstoffkanal 21. Eine konische Sitzfläche 22 ist bei einem stromabwärtigen Abschnitt des Kraftstoffkanals 21 ausgebildet. Zwei Arten an Einspritzöffnungen, d. h. Haupteinspritzöffnungen 23 und Sekundäreinspritzöffnungen 24 erstrecken sich über die Wand des Düsenkörpers 20 hinweg, wobei die Einlassausschnitte an der konischen Sitzfläche 22 geöffnet sind und die Auslassausschnitte an der äußeren zylindrischen Fläche des Zylinderkörpers 20 geöffnet sind. Die Haupteinspritzöffnungen 23 befinden sich an einer stromaufwärtigen Seite der Sekundäreinspritzöffnungen 24 in der Strömungsrichtung des Kraftstoffs an der konischen Sitzfläche 22.

Wie bei dem vorstehend beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel hat jede der Haupteinspritzöffnungen 23 einen größeren Auslassausschnitt als ein Einlassausschnitt, wobei sich der Durchmesser linear erhöht von der Einlassseite zu der Auslassseite. Übrigens hat jede der Sekundäröffnungen 24 einen kleineren Auslassausschnitt als einen Einlassausschnitt, wobei sich der Durchmesser linear erhöht von der Einlassseite zu der Auslassseite.

Eine Nadel 25 ist gleitfähig in den Düsenkörper 20 eingesetzt, um einen zweistufigen Hubvorgang auf eine derartige Weise zu verwirklichen, dass die Nadel 25 zu einer Niedrighubposition und zu einer Hochhubposition verschoben wird ansprechend auf einen Kraftstoffdruck. Ein Sitzabschnitt 26 ist bei dem unteren Ende der Nadel 25 vorgesehen.

Wenn der Kraftstoffdruck kleiner als der erste Ventilöffnungsdruck ist, wird der Sitzabschnitt 26 der Nadel 25 in Kontakt gebracht mit der Sitzfläche 22 bei einem stromaufwärtigen Abschnitt der Haupteinspritzöffnungen 23. Deshalb sind sowohl die Haupt- als auch die Sekundäreinspritzöffnungen 23 und 34 von dem Kraftstoffkanal 21 isoliert. Wenn der Kraftstoffdruck den ersten Ventilöffnungsdruck überschreitet, wird die Nadel 25 angehoben bis der Spalt sich auf einen vorgegebenen Niedrighubbetrag erweitert, wie in Fig. 8A gezeigt ist. Dabei definiert ein ringförmiger Kanal, der zwischen dem Sitzabschnitt 26 der Nadel 25 und der Sitzfläche 22 des Düsenkörpers 20 ausgebildet ist, eine minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals. Wenn der Kraftstoffdruck den zweiten Ventilöffnungsdruck überschreitet, wird die Nadel 25 weiter angehoben bis der Spalt sich auf einen vorgegebenen Hochhubbetrag erweitert, wie in Fig. 8B gezeigt ist. Dabei definiert eine Summe der Einlassausschnitte der Haupt- und Sekundäreinspritzöffnungen 23 und 24 die minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals.

Fig. 9 zeigt eine Ansicht des Ergebnisses einer Simulationsanalyse der Druckverteilung in dem Niedrighubzustand und dem Hochhubzustand der Kraftstoffeinspritzdüse in Übereinstimmung mit dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Wenn gemäß dieser Analyse die Nadel sich in dem Niedrighubzustand befindet, ist der Kraftstoffdruck in dem stromaufwärtigen Abschnitt des Sitzabschnitts der Nadel hoch, da der Kraftstoffkanal am Nähesten bei dem Sitzabschnitt ist. Übrigens ist der Kraftstoffdruck in dem stromabwärtigen Abschnitt des Sitzabschnitts kleiner. Der Kraftstoffdruck wird weiter reduziert in der Einspritzöffnung.

Wenn andererseits die Nadel sich in dem Hochhubzustand befindet, ist der Kraftstoffdruck in dem gesamten Bereich stromaufwärts der Einspritzöffnung hoch. Übrigens ist der Kraftstoffdruck in der Einspritzöffnung kleiner.

Wie aus dem Analyseergebnis verständlich ist, wenn sich die Nadel in dem Niedrighubzustand befindet, wie in Fig. 8A gezeigt ist, ist der Kraftstoffdruck nahe dem Einlassausschnitt der Haupteinspritzöffnung 23 höher als der der Sekundäreinspritzöffnung 24. Deshalb wird der Kraftstoff vor allem durch die Haupteinspritzöffnung 23 in den Motorzylinder eingespritzt. Da die Haupteinspritzöffnung 23 dabei einen Durchmesser hat, der sich linear erhöht von der Einlassseite zu der Auslassseite, haftet der Kraftstoff mit der kontrahierten Strömung, die nahe dem Einlassausschnitt verursacht wird, nicht an der Wand der Haupteinspritzöffnung 23, selbst wenn die Länge der Haupteinspritzöffnung 23 identisch mit der der Sekundäreinspritzöffnung 24 ist. Darüber hinaus ist das Ausbilden der Haupteinspritzöffnung 23 mit dem Durchmesser, der sich linear erhöht von der Einlassseite zu der Auslassseite, vorteilhaft dadurch, dass der eingespritzte Kraftstoff in den Motorzylinder geleitet werden kann mit einem breiteren Kraftstoffzerstäubungswinkel. Somit ermöglicht das sechste Ausführungsbeispiel, dass eine gut zerstäubte Kraftstoffeinspritzung in dem Niedrigdrehzahlmotorbetriebszustand gewährleistet wird.

Wenn die Nadel sich in dem Hochhubzustand befindet, der in Fig. 8B gezeigt ist, ist der Kraftstoffdruck nahe dem Einlassausschnitt der Haupteinspritzöffnung 23 identisch mit dem der Sekundäreinspritzöffnung 24. Deshalb wird der Kraftstoff sowohl über die Haupteinspritzöffnung 23 als auch die Sekundäreinspritzöffnung 24 in den Motorzylinder eingespritzt. Wenn dabei die Sekundäreinspritzöffnung 24 einen Durchmesser hat, der sich linear vermindert von der Einlassseite zu der Auslassseite, haftet der Kraftstoff mit der kontrahierten Strömung, die nahe dem Einlassausschnitt verursacht wird, an der Wand der Sekundäreinspritzöffnung 24. Darüber hinaus ist das Ausbilden der Sekundäreinspritzöffnung 24 mit dem Durchmesser, der sich linear vermindert von der Einlassseite zu der Auslassseite, darin vorteilhaft, dass der eingespritzte Kraftstoff gut geglättet und gedrückt werden kann in der Sekundäreinspritzöffnung 24. Somit wird es möglich, den Kraftstoff mit verbesserter Durchdringung in dem Hochdrehzahlmotorbetriebsbereich einzuspritzen.

Anstatt dem Einsetzen der Haupt- und Sekundäreinspritzöffnungen, die strukturell identisch sind mit jenen, die in dem vierten Ausführungsbeispiel offenbart sind, kann das vorstehend beschriebene sechste Ausführungsbeispiel andere Haupt- und Sekundäreinspritzöffnungen einsetzen, die in jedem aus dem ersten bis dritten und dem fünften Ausführungsbeispiel offenbart sind. Derartige Abwandlungen sind leicht verständlich obwohl sie in den Zeichnungen nicht gezeigt sind.

Die Kraftstoffeinspritzdüse der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen Düsenkörper und die Nadel. Deshalb begrenzt die vorliegende Erfindung den Düsenhalter nicht strukturell. Beispielsweise kann die Kraftstoffeinspritzdüse der vorliegenden Erfindung angewandt werden auf eine Einspritzeinrichtung, in der ein piezoelektrisches Element eingebaut ist, um die Nadel bei einer beliebigen Hubposition anzutreiben, oder sie kann angewandt werden auf eine Einspritzeinrichtung, in der ein elektromagnetisches Ventil eingebaut ist zum schrittweisen Anheben der Nadel.

Die beschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispiele sind deshalb nur als darstellend und nicht als einschränkend zu betrachten, da der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert ist und nicht durch die vorangegangene Beschreibung. Alle Änderungen, die in den Umfang der Ansprüche fallen, oder Äquivalente sind somit durch die Ansprüche eingeschlossen.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzdüse mit:
einem Düsenkörper (2) mit einer Führungsöffnung (5), die sich in seiner axialen Richtung erstreckt;
einer Nadel (4), die gleitfähig eingesetzt ist in die Führungsöffnung, um zu einer ersten Hubposition und zu einer zweiten Hubposition verschoben zu werden;
zumindest einer Haupteinspritzöffnung (7) und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung (8), die sich von der Führungsöffnung (5) in radial auswärts gerichteten Richtungen durch eine Wand des Düsenkörpers (2) hindurch erstrecken, wobei
die Haupteinspritzöffnung (7) einen Einlassausschnitt hat, der mit der Führungsöffnung (5) verbunden ist, wenn die Nadel (4) bei der ersten Hubposition sowie bei der zweiten Hubposition positioniert ist; und
die Sekundäreinspritzöffnung (8), die von der Haupteinspritzöffnung (7) in einer Hubrichtung der Nadel (4) versetzt ist, einen Einlassausschnitt hat, der geschlossen ist, wenn die Nadel (4) bei der ersten Hubposition ppsitioniert ist, und mit der Führungsöffnung (5) verbunden ist, wenn die Nadel (4) bei der zweiten Hubposition positioniert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die folgende Beziehung erfüllt ist
wobei L1 eine Länge der Haupteinspritzöffnung (7) repräsentiert, D1 repräsentiert einen Durchmesser der Haupteinspritzöffnung (7), L2 repräsentiert eine Länge der Sekundäreinspritzöffnung (8) und D2 repräsentiert einen Durchmesser der Sekundäreinspritzöffnung (8).

2. Kraftstoffeinspritzdüse mit:
einem Düsenkörper (2) mit einer Führungsöffnung (5), die sich in seiner axialen Richtung erstreckt;
einer Nadel (4), die gleitfähig eingesetzt ist in die Führungsöffnung, um zu einer ersten Hubposition und zu einer zweiten Hubposition verschoben zu werden;
zumindest einer Haupteinspritzöffnung (7) und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung (8), die sich von der Führungsöffnung (5) in radial auswärts gerichteten Richtungen durch eine Wand des Düsenkörpers (2) hindurch erstrecken, wobei
die Haupteinspritzöffnung (7) einen Einlassausschnitt hat, der mit der Führungsöffnung (5) verbunden ist, wenn die Nadel (4) bei der ersten Hubposition sowie bei der zweiten Hubposition positioniert ist; und
die Sekundäreinspritzöffnung (8), die von der Haupteinspritzöffnung (7) in einer Hubrichtung der Nadel (4) versetzt ist, einen Einlassausschnitt hat, der geschlossen ist, wenn die Nadel (4) bei der ersten Hubposition positioniert ist, und mit der Führungsöffnung (5) verbunden ist, wenn die Nadel (4) bei der zweiten Hubposition positioniert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine erste Fase mit einem ersten Krümmungsradius (R1) bei dem Einlassausschnitt der Haupteinspritzöffnung (7) ausgebildet ist;
eine zweite Fase mit einem zweiten Krümmungsradius (R2) bei dem Einlassausschnitt der Sekundäreinspritzöffnung (8) ausgebildet ist; und
der zweite Krümmungsradius (R2) größer als der erste Krümmungsradius (R1) ist.

3. Kraftstoffeinspritzdüse mit:
einem Düsenkörper (2) mit einer Führungsöffnung (5), die sich in seiner axialen Richtung erstreckt;
einer Nadel (4), die gleitfähig eingesetzt ist in die Führungsöffnung, um zu einer ersten Hubposition und zu einer zweiten Hubposition verschoben zu werden;
zumindest einer Haupteinspritzöffnung (7) und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung (8), die sich von der Führungsöffnung (5) in radial auswärts gerichteten Richtungen durch eine Wand des Düsenkörpers (2) hindurch erstrecken, wobei
die Haupteinspritzöffnung (7) einen Einlassausschnitt hat, der mit der Führungsöffnung (5) verbunden ist, wenn die Nadel (4) bei der ersten Hubposition sowie bei der zweiten Hubposition positioniert ist; und
die Sekundäreinspritzöffnung (8), die von der Haupteinspritzöffnung (7) in einer Hubrichtung der Nadel (4) versetzt ist, einen Einlassausschnitt hat, der geschlossen ist, wenn die Nadel (4) bei der ersten Hubposition positioniert ist, und mit der Führungsöffnung (5) verbunden ist, wenn die Nadel (4) bei der zweiten Hubposition positioniert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Haupteinspritzöffnung (7) bei ihrer Einlassseite enger ist und bei ihrer Auslassseite breiter ist.

4. Kraftstoffeinspritzdüse mit:
einem Düsenkörper (2) mit einer Führungsöffnung (5), die sich in seiner axialen Richtung erstreckt;
einer Nadel (4), die gleitfähig eingesetzt ist in die Führungsöffnung, um zu einer ersten Hubposition und zu einer zweiten Hubposition verschoben zu werden;
zumindest einer Haupteinspritzöffnung (7) und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung (8), die sich von der Führungsöffnung (5) in radial auswärts gerichteten Richtungen durch eine Wand des Düsenkörpers (2) hindurch erstrecken, wobei
die Haupteinspritzöffnung (7) einen Einlassausschnitt hat, der mit der Führungsöffnung (5) verbunden ist, wenn die Nadel (4) bei der ersten Hubposition sowie bei der zweiten Hubposition positioniert ist; und
die Sekundäreinspritzöffnung (8), die von der Haupteinspritzöffnung (7) in einer Hubrichtung der Nadel (4) versetzt ist, einen Einlassausschnitt: hat, der geschlossen ist, wenn die Nadel (4) bei der ersten Hubposition positioniert ist, und mit der Führungsöffnung (5) verbunden ist, wenn die Nadel (4) bei der zweiten Hubposition positioniert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Sekundäreinspritzöffnung (8) bei ihrer Einlassseite breiter ist und bei ihrer Auslassseite enger ist.

5. Kraftstoffeinspritzdüse mit:
einem Düsenkörper (2) mit einer Führungsöffnung (5), die sich in seiner axialen Richtung erstreckt;
einer Nadel (4), die gleitfähig eingesetzt ist in die Führungsöffnung, um zu einer ersten Hubposition und zu einer zweiten Hubposition verschoben zu werden;
zumindest einer Haupteinspritzöffnung (7) und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung (8), die sich von der Führungsöffnung (5) in radial auswärts gerichteten Richtungen durch eine Wand des Düsenkörpers (2) hindurch erstrecken, wobei
die Haupteinspritzöffnung (7) einen Einlassausschnitt hat, der mit der Führungsöffnung (5) verbunden ist, wenn die Nadel (4) bei der ersten Hubposition sowie bei der zweiten Hubposition positioniert ist; und
die Sekundäreinspritzöffnung (8), die von der Haupteinspritzöffnung (7) in einer Hubrichtung der Nadel (4) versetzt ist, einen Einlassausschnitt hat, der geschlossen ist, wenn die Nadel (4) bei der ersten Hubposition positioniert ist, und mit der Führungsöffnung (5) verbunden ist, wenn die Nadel (4) bei der zweiten Hubposition positioniert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Haupteinspritzöffnung (7) eine Zentralachse (A) hat, die eine Mitte ihres Einlasses und eine Mitte ihres Auslasses verbindet, wobei die Zentralachse (A) von einer Zentralachse der Kraftstoffeinspritzdüse versetzt ist; und
die Sekundäreinspritzöffnung (8) eine Zentralachse (B) hat, die eine Mitte ihres Einlasses und eine Mitte ihres Auslasses verbindet, wobei die Zentralachse (B) sich mit der Zentralachse der Kraftstoffeinspritzdüse schneidet.

6. Kraftstoffeinspritzdüse mit:
einem Düsenkörper (20) mit einem Kraftstoffkanal (21), der im Inneren ausgebildet ist für die Zufuhr von mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff, einer Sitzfläche (22), die bei einer stromabwärtigen Seite des Kraftstoffkanals (21) ausgebildet ist, und zumindest einer Haupteinspritzöffnung (23) und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung (24), die sich durch eine Wand des Düsenkörpers (20) hindurch erstrecken, mit Einlassausschnitten, die an der Sitzfläche (22) münden, und Auslassausschnitten, die bei einer äußeren Fläche des Düsenkörpers (20) münden, wobei sich die Haupteinspritzöffnung (23) bei einer stromaufwärtigen Seite der Sekundäreinspritzöffnung (24) in einer Strömungsrichtung des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs befindet;
einer Nadel (25), die gleitfähig eingesetzt ist in den Düsenkörper (20), um zu einer ersten Hubposition und zu einer zweiten Hubposition verschoben zu werden, wobei die Nadel (25) einen Sitzabschnitt (26) bei ihrem unteren Ende hat, um den Kraftstoffkanal bei einem stromaufwärtigen Abschnitt der Haupteinspritzöffnungen (23) zu schließen,
wobei, wenn die Nadel (25) zu der ersten Hubposition verschoben ist, ein ringförmiger Kanal, der zwischen dem Sitzabschnitt (26) der Nadel (25) und der Sitzfläche (22) des Düsenkörpers (20) ausgebildet ist, eine minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals definiert, und wobei, wenn die Nadel (25) zu der zweiten Hubposition verschoben ist, eine Summe der Einlassausschnitte der Haupt- und Sekundäreinspritzöffnungen (23, 24) die minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals definiert,
dadurch gekennzeichnet, dass
die folgende Beziehung erfüllt ist
L1/D1 < L2/D2
wobei L1 eine Länge der Haupteinspritzöffnung (23) repräsentiert, D1 repräsentiert einen Durchmesser der Haupteinspritzöffnung (23), L2 repräsentiert eine Länge der Sekundäreinspritzöffnung (24) und D2 repräsentiert einen Durchmesser der Sekundäreinspritzöffnung (24).

7. Kraftstoffeinspritzdüse mit:
einem Düsenkörper (20) mit einem Kraftstoffkanal (21), der im Inneren ausgebildet ist für die Zufuhr von mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff, einer Sitzfläche (22), die bei einer stromabwärtigen Seite des Kraftstoffkanals (21) ausgebildet ist, und zumindest einer Haupteinspritzöffnung (23) und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung (24), die sich durch eine Wand des Düsenkörpers (20) hindurch erstrecken, mit Einlassausschnitten, die an der Sitzfläche (22) münden, und Auslassausschnitten, die bei einer äußeren Fläche des Düsenkörpers (20) münden, wobei sich die Haupteinspritzöffnung (23) bei einer stromaufwärtigen Seite der Sekundäreinspritzöffnung (24) in einer Strömungsrichtung des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs befindet;
einer Nadel (25), die gleitfähig eingesetzt ist in den Düsenkörper (20), um zu einer ersten Hubposition und zu einer zweiten Hubposition verschoben zu werden, wobei die Nadel (25) einen Sitzabschnitt (26) bei ihrem unteren Ende hat, um den Kraftstoffkanal bei einem stromaufwärtigen Abschnitt der Haupteinspritzöffnungen (23) zu schließen,
wobei, wenn die Nadel (25) zu der ersten Hubposition verschoben ist, ein ringförmiger Kanal, der zwischen dem Sitzabschnitt (26) der Nadel (25) und der Sitzfläche (22) des Düsenkörpers (20) ausgebildet ist, eine minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals definiert, und wobei, wenn die Nadel (25) zu der zweiten Hubposition verschoben ist, eine Summe der Einlassausschnitte der Haupt- und Sekundäreinspritzöffnungen (23, 24) die minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals definiert,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine erste Fase mit einem ersten Krümmungsradius (R1) bei dem Einlassausschnitt der Haupteinspritzöffnung (23) ausgebildet ist;
eine zweite Fase mit einem zweiten Krümmungsradius (R2) bei dem Einlassausschnitt der Sekundäreinspritzöffnung (24) ausgebildet ist; und
der zweite Krümmungsradius (R2) größer als der erste Krümmungsradius (R1) ist.

8. Kraftstoffeinspritzdüse mit:
einem Düsenkörper (20) mit einem Kraftstoffkanal (21), der im Inneren ausgebildet ist für die Zufuhr von mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff, einer Sitzfläche (22), die bei einer stromabwärtigen Seite des Kraftstoffkanals (21) ausgebildet ist, und zumindest einer Haupteinspritzöffnung (23) und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung (24), die sich durch eine Wand des Düsenkörpers (20) hindurch erstrecken, mit Einlassausschnitten, die an der Sitzfläche (22) münden, und Auslassausschnitten, die bei einer äußeren Fläche des Düsenkörpers (20) münden, wobei sich die Haupteinspritzöffnung (23) bei einer stromaufwärtigen Seite der Sekundäreinspritzöffnung (24) in einer Strömungsrichtung des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs befindet;
einer Nadel (25), die gleitfähig eingesetzt ist in den Düsenkörper (20), um zu einer ersten Hubposition und zu einer zweiten Hubposition verschoben zu werden, wobei die Nadel (25) einen Sitzabschnitt (26) bei ihrem unteren Ende hat, um den Kraftstoffkanal bei einem stromaufwärtigen Abschnitt der Haupteinspritzöffnungen (23) zu schließen,
wobei, wenn die Nadel (25) zu der ersten Hubposition verschoben ist, ein ringförmiger Kanal, der zwischen dem Sitzabschnitt (26) der Nadel (25) und der Sitzfläche (22) des Düsenkörpers (20) ausgebildet ist, eine minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals definiert, und wobei, wenn die Nadel (25) zu der zweiten Hubposition verschoben ist, eine Summe der Einlassausschnitte der Haupt- und Sekundäreinspritzöffnungen (23, 24) die minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals definiert,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Haupteinspritzöffnung (23) bei ihrer Einlassseite enger ist und bei ihrer Auslassseite breiter ist.

9. Kraftstoffeinspritzdüse mit:
einem Düsenkörper (20) mit einem Kraftstoffkanal (21), der im Inneren ausgebildet ist für die Zufuhr von mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff, einer Sitzfläche (22), die bei einer stromabwärtigen Seite des Kraftstoffkanals (21) ausgebildet ist, und zumindest einer Haupteinspritzöffnung (23) und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung (24), die sich durch eine Wand des Düsenkörpers (20) hindurch erstrecken, mit Einlassausschnitten, die an der Sitzfläche (22) münden, und Auslassausschnitten, die bei einer äußeren Fläche des Düsenkörpers (20) münden, wobei sich die Haupteinspritzöffnung (23) bei einer stromaufwärtigen Seite der Sekundäreinspritzöffnung (24) in einer Strömungsrichtung des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs befindet;
einer Nadel (25), die gleitfähig eingesetzt ist in den Düsenkörper (20), um zu einer ersten Hubposition und zu einer zweiten Hubposition verschoben zu werden, wobei die Nadel (25) einen Sitzabschnitt (26) bei ihrem unteren Ende hat, um den Kraftstoffkanal bei einem stromaufwärtigen Abschnitt der Haupteinspritzöffnungen (23) zu schließen,
wobei, wenn die Nadel (25) zu der ersten Hubposition verschoben ist, ein ringförmiger Kanal, der zwischen dem Sitzabschnitt (26) der Nadel (25) und der Sitzfläche (22) des Düsenkörpers (20) ausgebildet ist, eine minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals definiert, und wobei, wenn die Nadel (25) zu der zweiten Hubposition verschoben ist, eine Summe der Einlassausschnitte der Haupt- und Sekundäreinspritzöffnungen (23, 24) die minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals definiert,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Sekundäreinspritzöffnung (24) bei ihrer Einlassseite breiter ist und bei ihrer Auslassseite enger ist.

10. Kraftstoffeinspritzdüse mit:
einem Düsenkörper (20) mit einem Kraftstoffkanal (21), der im Inneren ausgebildet ist für die Zufuhr von mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff, einer Sitzfläche (22), die bei einer stromabwärtigen Seite des Kraftstoffkanals (21) ausgebildet ist, und zumindest einer Haupteinspritzöffnung (23) und zumindest einer Sekundäreinspritzöffnung (24), die sich durch eine Wand des Düsenkörpers (20) hindurch erstrecken, mit Einlassausschnitten, die an der Sitzfläche (22) münden, und Auslassausschnitten, die bei einer äußeren Fläche des Düsenkörpers (20) münden, wobei sich die Haupteinspritzöffnung (23) bei einer stromaufwärtigen Seite der Sekundäreinspritzöffnung (24) in einer Strömungsrichtung des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs befindet;
einer Nadel (25), die gleitfähig eingesetzt ist in den Düsenkörper (20), um zu einer ersten Hubposition und zu einer zweiten Hubposition verschoben zu werden, wobei die Nadel (25) einen Sitzabschnitt (26) bei ihrem unteren Ende hat, um den Kraftstoffkanal bei einem stromaufwärtigen Abschnitt der Haupteinspritzöffnungen (23) zu schließen,
wobei, wenn die Nadel (25) zu der ersten Hubposition verschoben ist, ein ringförmiger Kanal, der zwischen dem Sitzabschnitt (26) der Nadel (25) und der Sitzfläche (22) des Düsenkörpers (20) ausgebildet ist, eine minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals definiert, und wobei, wenn die Nadel (25) zu der zweiten Hubposition verschoben ist, eine Summe der Einlassausschnitte der Haupt- und Sekundäreinspritzöffnungen (23, 24) die minimale Querschnittsfläche des Kraftstoffkanals definiert,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Haupteinspritzöffnung (23) eine Zentralachse (A) hat, die eine Mitte ihres Einlasses und eine Mitte ihres Auslasses verbindet, wobei die Zentralachse (A) von einer Zentralachse der Kraftstoffeinspritzdüse versetzt ist; und
die Sekundäreinspritzöffnung (24) eine Zentralachse (B) hat, die eine Mitte ihres Einlasses und eine Mitte ihres Auslasses verbindet, wobei die Zentralachse (B) sich mit der Zentralachse der Kraftstoffeinspritzdüse schneidet.