DE102005022562A1

DE102005022562A1 - Einspritzelement für Einspritzen von unter Druck gesetztem Fluid

Info

Publication number: DE102005022562A1
Application number: DE200510022562
Authority: DE
Inventors: Ryoichi Kariya Tada; Akinori Kariya Harata; Kiyotaka Kariya Yoshimaru
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2005-12-08
Also published as: JP2005325800A; JP4129688B2; CN1699740A; CN100396909C

Abstract

Ein Einspritzelement (10) führt unter Druck gesetztes Fluid wie Kraftstoff zu einem Katalysator in einer Abgasreinigungsvorrichtung oder zu einem Verbrennungsmotor zu. Das Einspritzelement hat einen Düsenkörper (30), der einen Ventilsitz (32) und eine Nadel (50) hat, die einen Verschlussabschnitt (53) hat, um auf den Ventilsitz gesetzt zu werden oder von ihm gehoben zu werden. Zwei oder mehr Einspritzlöcher (41, 42), die ein erstes Einspritzloch (41) und ein zweites Einspritzloch (42) haben, sind durch eine Wand des Düsenkörpers (30) ausgebildet. Das erste Einspritzloch (41), das einen größeren Querschnitt hat, ist näher zu dem Ventilsitz (32) positioniert als das zweite Einspritzloch (42), das einen kleineren Querschnitt hat. Unter Druck gesetztes Fluid, das zu dem Einspritzelement zugeführt wird, wird zeitweilig aussetzend durch die Einspritzlöcher (41, 42) gemäß einer Bewegung der Nadel (50) bezüglich des Düsenkörpers (30) eingespritzt. Das Fluid, das von den vielfachen Einspritzlöchern (41, 42) eingespritzt wird, wird gleich gut zerstäubt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Einspritzelement für das zeitweilig aussetzende Einspritzen von unter Druck gesetztem Fluid, wie Kraftstoff.

Ein Beispiel eines Einspritzelements für das zeitweilig aussetzende Einspritzen von unter Druck gesetztem Kraftstoff ist in JP-A-9-126095 offenbart. In diesem Einspritzelement sind zwei Einspritzlöcher ausgebildet, die in der Axialrichtung des Düsenkörpers ausgerichtet sind, und die Einspritzlöcher werden durch eine Nadel geöffnet oder geschlossen, die in der Axialrichtung angetrieben wird. Eins der Einspritzlöcher ist stromabwärts von einem Ventilsitz ausgebildet und das andere ist weiter stromabwärts ausgebildet. Das folgende Problem bringt das herkömmliche Einspritzelement mit sich, das zwei Einspritzlöcher hat. Der Kraftstoffdruck in dem Düsenkörper wird höher, je näher die Position zum Ventilsitz wird. Kraftstoff, der von dem Einspritzloch eingespritzt wird, das nahe dem Ventilsitz gelegen ist, hat einen hohen Druck, und eingespritzter Kraftstoff wird gut in feine Partikel zerstäubt. Andererseits hat der Kraftstoff, der von dem Einspritzloch eingespritzt wird, das weit von dem Ventilsitz entfernt gelegen ist, einen niedrigen Druck und deshalb wird der eingespritzte Kraftstoff schwer in feine Partikel zerstäubt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehend erwähnten Probleme gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Fluideinspritzelement vorzusehen, das eine Mehrzahl von Einspritzlöchern hat, wobei Fluid, das von dem Einspritzelement eingespritzt wird, gut in feine Partikel zerstäubt wird.

Das Fluideinspritzelement hat einen becherförmigen Düsenkörper, der eine Innenfläche, die als ein Ventilsitz dient, und eine Nadel hat, die eine Außenfläche hat, die einen Verschlussabschnitt hat. Wenigstens zwei Einspritzlöcher, die ein erstes Einspritzloch und ein zweites Einspritzloch umfassen, sind durch eine Wand des Düsenkörpers hindurch ausgebildet. Das erste Einspritzloch ist näher zum Ventilsitz hin ausgebildet als das zweite Einspritzloch, das heißt, das zweite Einspritzloch ist stromabwärts von dem ersten Einspritzloch bezüglich eines Fluidstroms in dem Einspritzelement positioniert. Ein Querschnitt des ersten Einspritzlochs ist größer als ein Querschnitt des zweiten Einspritzlochs.

Unter Druck gesetztes Fluid wie Kraftstoff wird in das Einspritzelement zugeführt. Wenn der Verschlussabschnitt der Nadel auf dem Ventilsitz des Düsenkörpers sitzt, sind die Einspritzlöcher geschlossen und das unter Druck gesetzte Fluid wird nicht eingespritzt. Wenn der Verschlussabschnitt der Nadel von dem Ventilsitz des Düsenkörpers gehoben wird, werden die Einspritzlöcher geöffnet und das unter Druck gesetzte Fluid wird von den Einspritzlöchern eingespritzt. Das unter Druck gesetzte Fluid um das erste Einspritzloch herum hat einen hohen Druck, weil das erste Einspritzloch nahe dem Ventilsitz positioniert ist. Deshalb wird Fluid, das von dem ersten Einspritzloch eingespritzt wird, ausreichend in feine Partikel zerstäubt, obwohl das erste Einspritzloch einen relativ großen Querschnitt hat.

Andererseits hat das unter Druck gesetzte Fluid um das zweite Einspritzloch herum einen niedrigen Druck, weil es von dem Ventilsitz entfernt gelegen ist. Der Druck des Fluids wird jedoch durch das Zusammendrücken seines Durchgangs durch das zweite Einspritzloch hindurch erhöht, das einen kleinen Querschnitt hat. Deshalb wird das Fluid, das von dem zweiten Einspritzloch eingespritzt wird, gut in kleine Partikel zerstäubt. Dem zufolge wird das Fluid, das von beiden Einspritzlöchern eingespritzt wird, gleich gut zerstäubt.

Um den Querschnitt des ersten Einspritzlochs größer zu machen als den Querschnitt des zweiten Einspritzlochs, ist die Breite des ersten Einspritzlochs, gemessen in einer Richtung, die lotrecht zu der Axialrichtung des becherförmigen Düsenkörpers ist, größer gemacht als die des zweiten Einspritzlochs. Zusätzlich zu dem größer Machen der Breite des ersten Einspritzlochs, kann die Höhe des ersten Einspritzlochs größer gemacht sein als die des zweiten Einspritzlochs. Der unter Druck gesetzte Fluidstrom zwischen der Innenfläche des Düsenkörpers und der Außenfläche der Nadel ist so gerichtet, dass er nicht direkt die Einspritzlöcher trifft. In dieser Weise wird das Fluid, das von den Einspritzlöchern eingespritzt wird stabil gehalten, wobei ein Einfluss einer Abweichung des unter Druck gesetzten Fluidstroms vermieden wird.

Andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden von einem besseren Verständnis der bevorzugten Ausführungsformen leichter ersichtlich, die nachstehend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben sind.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittansicht, die einen Spitzenabschnitt eines Einspritzelements, wo Einspritzlöcher ausgebildet sind, als eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Querschnittansicht, die einen Gesamtaufbau eines Einspritzelements zeigt;
3 ist eine Seitenansicht, die den Spitzenabschnitt des Einspritzelements zeigt, das in 1 dargestellt ist, gesehen in Richtung III, die in 1 gezeigt ist, und
4 ist eine Seitenansicht, die den Spitzenabschnitt des Einspritzelements als eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 1–3 beschrieben. Zuerst wird ein Gesamtaufbau eines Einspritzelements 10 mit Bezug auf 2 beschrieben. Das Einspritzelement, das hier gezeigt ist, wird als ein Einspritzelement für Zuführen von Kraftstoff zu einem Reduktionskatalysator in einer Vorrichtung für das Reinigen von Abgasen von einem Verbrennungsmotor verwendet. Eine Vorrichtung für das Reinigen von Abgasen, die einen Reduktionskatalysator hat, ist in einem Abgasdurchgang eines Automobils montiert und Kraftstoff wird dem Reduktionskatalysator als ein Reduktionselement zugeführt. Anderes Material als Kraftstoff kann als das Reduktionselement verwendet werden, um dem Reduktionskatalysator zugeführt zu werden.
Obwohl das Einspritzelement in dieser Ausführungsform als ein Einspritzelement für das Zuführen von Kraftstoff zu dem Reduktionskatalysator verwendet wird, kann das Einspritzelement der vorliegenden Erfindung auch als ein Kraftstoffeinspritzelement für das direkte Einspritzen von unter Druck gesetztem Kraftstoff in eine Verbrennungskammer eines Verbrennungsmotors oder als ein Kraftstoffeinspritzelement für das Zuführen von Kraftstoff in eine Kammer für das Vormischen von Luft und Kraftstoff in einem Verbrennungsmotor verwendet werden.
Wie in 2 gezeigt ist, hat das Einspritzelement 10 ein zylindrisches Gehäuse 11, das aus einem ersten magnetischen Abschnitt 12, einem zweiten magnetischen Abschnitt 14 und einem nicht magnetischen Abschnitt 13 besteht, der zwischen den zwei magnetischen Abschnitten angeordnet ist. Der nicht magnetische Abschnitt 13 dient als ein Element für das magnetische Isolieren des ersten magnetischen Abschnitts 12 von dem zweiten magnetischen Abschnitt 14. Die drei Abschnitte, die das Gehäuse 11 bilden, sind einstückig durch Laserschweißen oder dergleichen verbunden. Alternativ ist es möglich, den nicht magnetischen Abschnitt 13 durch Wärmebehandlung zu einem Abschnitt eines magnetischen Materials zu machen, der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist.
An einem oberen Ende des Gehäuses 11 ist ein Einlasselement 15, das einen Einlassanschluss 16 hat, in ein Innenbohrloch des Gehäuses 11 presseingepasst. Ein Filter 17 für das Entfernen von Fremdpartikeln, die in dem Kraftstoff enthalten sind, ist im Inneren des Einlasselements 15 angeordnet. Kraftstoff wird in das Gehäuse 11 durch den Einlassanschluss 16 und den Filter 17 hindurch zugeführt. Ein zylindrischer Düsenhalter 20 ist mit dem unteren Ende des Gehäuses 11 verbunden. Ein becherförmiger Düsenkörper 30 ist mit dem unteren Ende des Düsenhalters 20 durch Presseinpassen, Schweißen oder dergleichen verbunden.
Ein Spitzenabschnitt des Düsenkörpers 30 ist in 1 in einem vergrößerten Maßstab gezeigt. Der Düsenkörper 30 hat eine konische Innenfläche 31, die zur Spitze hin zusammenläuft. Die konische Innenfläche 31 dient als ein Ventilsitz 32, auf dem eine konische Außenfläche 51 einer Nadel 50 sitzt. Ein Sackabschnitt 33, der eine zylindrische Fläche 331 und ein kugelförmige Fläche 332 hat, ist mit der konischen Fläche 31 verbunden. Ein Ende eines ersten Einspritzlochs 41 ist zu dem Sackabschnitt 33 hin geöffnet und das andere Ende ist zu der Außenfläche des Düsenkörpers 30 hin geöffnet. Entsprechend ist ein Ende eines zweiten Einspritzlochs 42 zu dem Sackabschnitt 33 hin geöffnet und das andere Ende ist zu der Außenfläche des Düsenkörpers 30 hin geöffnet.
Wie in 2 gezeigt ist, ist eine Nadel 50 in dem Gehäuse 11, dem Düsenhalter 20 und dem Düsenkörper 30 angeordnet. Die Nadel 50 ist darin so gleitbar abgestützt, dass sie sich in der Axialrichtung bewegt. Wie in 1 gezeigt ist, hat die Nadel 50 eine Außenfläche, die zur Spitze hin zusammenläuft. Die Außenfläche hat zwei konische Flächen 51 und 52 und ein Verschlussabschnitt 53 ist zwischen den zwei konischen Flächen 51, 52 ausgebildet. Der Verschlussabschnitt 53 sitzt auf dem Ventilsitz 32 des Düsenkörpers 30, wenn die Nadel nach unten angetrieben wird. Ein Fluiddurchgang 21 ist zwischen der Außenfläche (die aus den konischen Flächen 51, 52 besteht) der Nadel 50 und der Innenfläche des Düsenkörpers (die konische Fläche 31, die den Ventilsitz 32 hat) ausgebildet.
Wie in 2 gezeigt ist, hat das Einspritzelement 10 einen Antriebsabschnitt 60 für das Antreiben der Nadel 50. Der Antriebsabschnitt 60 besteht aus einem Spulenkörper 61, einer Wicklung 62, einem stationären Kern 63, einem beweglichen Kern 64 und einem magnetischem Element 65. Der Spulenkörper 61 ist aus einem Harzmaterial gemacht und in einer zylindrischen Form ausgebildet. Der Spulenkörper 61 ist um das zylindrische Gehäuse 11 herum angeordnet und die Wicklung 62 ist um den Spulenkörper 61 herumgewickelt. Die Wicklung ist elektrisch mit einem Anschluss 23 verbunden, der in einem Verbindungselement 22 abgestützt ist. Der stationäre Kern 63, der aus einem magnetischen Material gemacht ist, ist in einer zylindrischen Form ausgebildet und mit dem Innenbohrloch des Gehäuses 11 durch Presseinpassen oder dergleichen verbunden.
Der bewegliche Kern 64, der aus magnetischem Material wie Stahl hergestellt ist, ist gleitbar in dem Innenbohrloch des Gehäuses 11 abgestützt. Das obere Ende der Nadel 50 ist mit dem beweglichen Kern 64 so verbunden, dass die Nadel in der Axialrichtung zusammen mit dem beweglichen Kern 64 angetrieben wird. Eine Feder ist in dem Innenbohrloch des stationären Kerns 63 angeordnet und zwischen einem Einstellrohr 67 und dem beweglichen Kern 64 so komprimiert, dass die Nadel 50, die mit dem beweglichen Kern 64 verbunden ist, nach unten vorgespannt wird. Der Verschlussabschnitt 53 der Nadel 50 ist auf den Ventilsitz 32 durch die Vorspannkraft der Feder 66 gesetzt. Die Position des Einstellrohrs 67, das mit der Innenbohrung des stationären Kerns 63 verbunden ist, kann eingestellt werden, um die Vorspannkraft der Feder 66 einzustellen. Das magnetische Element 65 ist aus einem magnetischem Material wie Stahl gemacht und bedeckt den Außenumfang der Wicklung 62.
Wenn die Wicklung 62 nicht erregt ist, ist die Nadel 50 durch die Vorspannkraft der Feder 66 auf den Ventilsitz 32 des Düsenkörpers 30 gesetzt und dadurch sind die Einspritzlöcher 41, 42 geschlossen. Wenn die Wicklung 62 erregt wird, wird der bewegliche Kern 64 zu dem stationären Kern 63 gegen die Vorspannkraft der Feder 66 hingezogen und die Nadel 50 wird von dem Ventilsitz 32 gehoben, um dadurch die Einspritzlöcher 41, 42 zu öffnen.
Bezug nehmend auf die 1 und 3 werden nun die Einspritzlöcher 41, 42, die in dem Düsenkörper 30 ausgebildet sind, im Detail beschrieben. Das erste Einspritzloch 41 und das zweite Einspritzloch 42 sind durch die Wand des Düsenkörpers 30 hindurch ausgebildet. Ein Ende der Einspritzlöcher ist zu einer Innenfläche 30a des Sackabschnitts 33 hin geöffnet und das andere Ende von ihnen ist zu der Außenfläche des Düsenkörpers 30 hin geöffnet. Das erste Einspritzloch 41 ist näher zu dem Ventilsitz 32 hin ausgebildet als das zweite Einspritzloch 42. In anderen Worten gesagt, ist das zweite Einspritzloch 42 stromabwärts von dem ersten Einspritzloch 41 hinsichtlich des Ventilsitzes 32 ausgebildet. Ein Fluiddurchgang 21 ist zwischen der Innenfläche des Düsenkörpers 30 und der Außenfläche der Nadel 50 ausgebildet.
3 zeigt die Seitenansicht des Spitzenabschnitts des Düsenkörpers 30, von der Richtung III gesehen, die in 1 gezeigt ist. Sowohl das erste als auch das zweite Einspritzloch 41, 42 ist flach und die Einspritzlöcher 41, 42 sind miteinander fluchtend in der Axialrichtung des Düsenkörpers 30 positioniert. Die Breite W1 des ersten Einspritzlochs 41, die in einer Richtung gemessen ist, die senkrecht zur Axialrichtung des becherförmigen Düsenkörpers ist, ist viel größer als die Höhe H1 in der Axialrichtung. Entsprechend ist die Breite W2 des zweiten Einspritzlochs 42 viel größer als die Höhe H2. Eine Querschnittsfläche (d.h. W1 × H1) des ersten Einspritzlochs 41 ist größer als einer Querschnittsfläche (d.h. W2 × H2) des zweiten Einspritzlochs 42. Die Höhe H1 ist im wesentlichen gleich groß wie die Höhe H2.
Ein Fluiddruck, der durch das erste Einspritzloch 41 hindurchgeht, ist höher als ein Fluiddruck, der durch das zweite Einspritzloch 42 hindurchgeht, weil das erste Einspritzloch 41 näher zu dem Fluiddurchgang 21 ist als das zweite Einspritzloch 42. Deshalb wird eine große Fluidmenge bei einem hohen Druck von dem ersten Einspritzloch 41 eingespritzt, wobei sie in feine Partikel zerstäubt wird. Andererseits wird der Fluiddruck, der durch das zweite Einspritzloch 42 hindurchgeht, durch das Zusammendrücken der Querschnittsfläche erhöht, obwohl er ursprünglich niedriger ist als der Fluiddruck, der durch das erste Einspritzloch 41 hindurchgeht. Deshalb wird Fluid, das von dem zweiten Einspritzloch 42 eingespritzt wird auch gut in feine Partikel zerstäubt. Somit wird das Fluid, das von beiden Einspritzlöchern 41, 42 eingespritzt wird, gleich gut in feine Partikel zerstäubt.
Weil die Spitze des Düsenkörpers 30 zusammenläuft, wie in den 1 und 3 gezeigt ist, ist es schwierig, die Breite W2 des zweiten Einspritzlochs 42 größer zu machen. Um das Zusammenstoßen zwischen den zwei Fluidströmen zu verhindern, die von beiden Einspritzlöchern 41, 42 eingespritzt werden, ist es zusätzlich erforderlich, dass ein gewisser Abstand zwischen den zwei Einspritzlöchern 41, 42 sichergestellt ist. Dies macht eine Vergrößerung der Breite W2 schwieriger. Andererseits kann eine ausreichende Breite W1 für das erste Einspritzloch 41 sichergestellt werden, weil es an dem Fußabschnitt des Düsenkörpers 30 gelegen ist. Dem zufolge kann eine ausreichende Menge von Fluid von dem ersten Einspritzloch 41 eingespritzt werden, während eine ergänzende Menge von dem zweiten Einspritzloch 42 eingespritzt wird. Beide Einspritzlöcher 41, 42 sind so ausgebildet, dass sie eine sehr schmale Querschnittsfläche haben. Deshalb bilden zerstäubte Fluidströme, die von den Einspritzlöchern 41, 42 eingespritzt werden, schmale Fluidfilme aus. Dies ist für das Zerstäuben des Fluids in feinere Partikel vorteilhaft. Das unter Druck gesetzte Fluid wird dem Sackabschnitt 33 durch den Fluiddurchgang 21 zugeführt.
Der Hauptstrom des Fluids ist entlang einer Mittellinie Le zwischen der konischen Innenfläche 31 des Düsenkörpers 30 und der konischen Außenfläche 51 der Nadel 50 (Bezugnahme auf 1) ausgebildet. Die Richtungen L1 und L2 der Fluiddurchgänge in den ersten und zweiten Einspritzlöchern 41, 42 fluchten nicht mit der Mittellinie Le. Deshalb trifft der Fluidhauptstrom, der durch den Fluiddurchgang 21 zugeführt wird, nicht direkt die Öffnungen der Einspritzlöcher 41, 42, sondern er trifft stattdessen die Innenfläche 30a des Sackabschnitts 33 zwischen den zwei Öffnungen.
Die Arbeitsweise des Einspritzelements 10 wird kurz beschrieben. Wenn die Wicklung 62 (Bezugnahme auf 2) nicht erregt ist, ist der Verschlussabschnitt 53 der Nadel 50 durch die Vorspannkraft der Feder 66 auf den Ventilsitz 32 des Düsenkörpers gesetzt. Dem zufolge sind die Einspritzlöcher 41, 42 geschlossen. Wenn die Wicklung 62 erregt wird, wird der bewegliche Kern 64, der mit der Nadel 50 verbunden ist, zu dem stationären Kern 63 gegen die Vorspannkraft der Feder 66 hingezogen. Der Verschlussabschnitt 53 wird von dem Ventilsitz 32 gehoben. Somit werden die Einspritzlöcher 41, 42 geöffnet und das Fluid wird von den Einspritzlöchern 41, 42 eingespritzt. Wenn die Wicklung 62 wieder nicht erregt wird, verschwindet die magnetische Kraft, die die Nadel 50 hebt, und der Verschlussabschnitt 53 setzt sich wieder auf den Ventilsitz 32 durch die Vorspannkraft der Feder 66, um dadurch die Einspritzlöcher 41, 42 zu schließen. Somit ist die Fluideinspritzung von den Einspritzlöchern beendet.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird das Fluid bei einem hohen Druck nahe dem Ventilsitz von dem ersten Einspritzloch 41 eingespritzt, das einen großen Querschnitt hat. Weil der Druck hoch ist, wird das eingespritzte Fluid gut in feine Partikel zerstäubt. Der relativ niedrige Druck des Fluids, das von dem Ventilsitz 32 weit entfernt ist, das von dem zweiten Einspritzloch 42 eingespritzt wird, wird durch das Zusammendrücken der Querschnittfläche des Fluidstroms erhöht. Deshalb wird das Fluid, das von dem zweiten Einspritzloch 42 eingespritzt wird, auch gut in feine Partikel zerstäubt. In dieser Weise wird das Fluid, das von beiden Einspritzlöchern 41, 42 eingespritzt wird, gut als ein Ganzes zerstäubt.
In dem Fall, wo das Einspritzelement 10 in der Vorrichtung für das Reinigen von Abgas verwendet wird, beträgt der Druck des Fluids, das zu dem Einspritzelement 10 zugeführt wird, mehrere MPa (Mega Pascal), wobei dieser Druck niedriger ist als der Druck des Kraftstoffs, der dem Einspritzelement 10 zugeführt wird, das in einem System für Einspritzen von Kraftstoff in eine Verbrennungskammer eines Verbrennungsmotors verwendet wird. Deshalb wird in dem Einspritzelement 10, das in dem System zur Reinigung von Abgas verwendet wird, das Fluid, das nahe dem Ventilsitz 32 gelegen ist, bei einem hohen Druck zwangsläufig von dem ersten Einspritzloch 41 eingespritzt, das einen großen Querschnitt hat. Dem zufolge kann eine ausreichende Menge von Fluid, die geeignet zerstäubt ist, von dem ersten Einspritzloch 41 eingespritzt werden.
Die Zerstäubung des Fluids ist durch den flachen und schmalen Querschnitt der Einspritzlöcher 41, 42 weiter gefördert, weil das eingespritzte Fluid einen dünnen Sprühfilm bildet. Der Hauptstrom des Fluids, das durch den Fluiddurchgang 21 zugeführt wird, trifft nicht direkt die Öffnungen der Einspritzlöcher 41, 42. Deshalb wird das Fluid, das von den Einspritzlöchern 41, 42 eingespritzt wird, nicht durch Positionsänderungen des Hauptstroms beeinflusst, die aufgrund einer Exzentrität der Nadel 50 bezüglich des Düsenkörpers 30 verursacht werden kann. Das bedeutet, dass das Fluid, das von den Einspritzlöchern 41, 42 eingespritzt wird, stabil ist und ausreichend zerstäubt wird, ohne durch Änderungen des Hauptstroms des zugeführten Fluids beeinflusst zu werden. Da der Hauptstrom des zugeführten Fluids die Innenfläche 30a zwischen den zwei Öffnungen der Einspritzlöcher 41, 42 trifft, wird zusätzlich eine kinetische Energie des zugeführten Fluids in Energie für das Zerstäuben des Fluids umgewandelt.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 4 beschrieben, die eine Seitenansicht des Spritzenabschnitts des Düsenkörpers 30 zeigt. In dieser Ausführungsform sind ein erstes Einspritzloch 71 und ein zweites Einspritzloch 72 anstelle der Einspritzlöcher 41, 42 der ersten Ausführungsform ausgebildet und die Querschnittsgröße des ersten Einspritzlochs 71 ist vergrößert verglichen mit der des ersten Einspritzlochs 41 der ersten Ausführungsform. Andere Strukturen sind die selben wie diejenigen der ersten Ausführungsform, die vorstehend beschrieben sind.
In dieser zweiten Ausführungsform ist die Höhe H3 des ersten Einspritzlochs 71 größer gemacht als die Höhe H4 des zweiten Einspritzlochs 72 zusätzlich dazu, dass die Breite W3 des ersten Einspritzlochs 71 größer gemacht ist als die Breite W4 des zweiten Einspritzlochs 72. In anderen Worten gesagt, ist die Querschnittsfläche des ersten Einspritzlochs 71 beträchtlich größer gemacht als die des zweiten Einspritzlochs 72. Obwohl das Fluid, das von dem ersten Einspritzloch 71 eingespritzt wird, eine Fluidsäule bildet, wird das Fluid, das von dem ersten Einspritzloch 71 eingespritzt wird, geeignet zerstäubt, wenn der Fluiddruck nahe dem Ventilsitz 32 ausreichend hoch ist. In einer Anwendung, wo eine große Fluidmenge erfordert ist, die eingespritzt werden soll, ist die zweite Ausführungsform vorteilhaft.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern sie kann verschiedenartig modifiziert werden. Zum Beispiel kann der Sackabschnitt 33, der in 1 gezeigt ist, in einer einfachen Halbkugelform ausgebildet sein, ohne die zylindrische Fläche 331 auszubilden. Alternativ kann der Sackabschnitt 33 in einer zylindrischen Form ausgebildet sein. Obwohl zwei Einspritzlöcher in den vorstehend dargelegten Ausführungsformen ausgebildet sind, ist es möglich mehr als zwei Einspritzlöcher auszubilden.
Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die vorstehend dargelegten, bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, ist für den Fachmann ersichtlich, dass Form- und Dateiländerungen an ihr gemacht werden können ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert ist.
Ein Einspritzelement (10) führt unter Druck gesetztes Fluid wie Kraftstoff zu einem Katalysator in einer Abgasreinigungsvorrichtung oder zu einem Verbrennungsmotor zu. Das Einspritzelement hat einen Düsenkörper (30), der einen Ventilsitz (32) und eine Nadel (50) hat, die einen Verschlussabschnitt (53) hat, um auf den Ventilsitz gesetzt zu werden oder von ihm gehoben zu werden. Zwei oder mehr Einspritzlöcher (41, 42), die ein erstes Einspritzloch (41) und ein zweites Einspritzloch (42) umfassen, sind durch eine Wand des Düsenkörpers (30) hindurch ausgebildet. Das erste Einspritzloch (41), das einen größeren Querschnitt hat, ist näher zu dem Ventilsitz (32) positioniert als das zweite Einspritzloch (42), das einen kleineren Querschnitt hat. Unter Druck gesetztes Fluid, das zu dem Einspritzelement (10) zugeführt wird, wird zeitweilig aussetzend durch die Einspritzlöcher (41, 42) hindurch gemäß einer Bewegung der Nadel (50) bezüglich des Düsenkörpers (30) eingespritzt. Das Fluid, das von den vielfachen Einspritzlöchern (41, 42) eingespritzt wird, wird gleich gut zerstäubt.

Claims

Einspritzelement (10) für das Einspritzen von unter Druck gesetztem Fluid, wobei das Einspritzelement folgende Bauteile hat: einen becherförmigen Düsenkörper (30), der eine Innenfläche (31) hat, die als ein Ventilsitz (32) dient; eine Nadel (50), die eine Außenfläche (51) hat, die einen Verschlussabschnitt (53) hat, wobei ein Fluiddurchgang (21) zwischen der Innenfläche (31) des Düsenkörpers und der Außenfläche (51) der Nadel ausgebildet ist, wobei der Fluiddurchgang (21) geschlossen ist, wenn der Verschlussabschnitt (53) der Nadel auf den Ventilsitz (32) des Düsenkörpers gesetzt ist, und geöffnet ist, wenn der Verschlussabschnitt von dem Ventilsitz gehoben ist; und mindestens zwei Einspritzlöcher (41, 42), die durch eine Wand des Düsenkörpers (30) hindurch ausgebildet sind, die ein erstes Einspritzloch (41), das stromabwärts von dem Ventilsitz (32) ausgebildet ist, und ein zweites Einspritzloch (42) umfassen, das weiter stromabwärts von dem ersten Einspritzloch ausgebildet ist, wobei das erste Einspritzloch (41) einen größeren Querschnitt hat als das zweite Einspritzloch (42), wobei: das unter Druck gesetzte Fluid durch die Einspritzlöcher (41, 42) hindurch eingespritzt wird, wenn der Verschlussabschnitt (53) der Nadel von dem Ventilsitz (32) des Düsenkörpers gehoben ist.
Einspritzelement gemäß Anspruch 1, wobei: eine Breite (W1) des Querschnitts des ersten Einspritzlochs (41), die in einer Richtung gemessen ist, die senkrecht zur Axialrichtung des becherförmigen Düsenkörpers (30) ist, größer ist als eine Breite (W2) des Querschnitts des zweiten Einspritzlochs (42).
Einspritzelement gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei: eine Richtung (Le) eines Fluiddurchgangs (21) zwischen der Innenfläche (31) des Düsenkörpers und der Außenfläche (51) der Nadel nicht mit einem Fluiddurchgang (L1, L2) von irgendeinem der Einspritzlöcher (41, 42) fluchtet.
Einspritzelement gemäß Anspruch 2, wobei: eine Höhe (H3) des Querschnitts des ersten Einspritzlochs (41), die in der Axialrichtung des becherförmigen Düsenkörpers gemessen ist, größer ist als eine Höhe (H4) des Querschnitts des zweiten Einspritzlochs (42).