DE102005031881A1

DE102005031881A1 - Kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE102005031881A1
Application number: DE102005031881A
Authority: DE
Inventors: Yoshitomo Kariya Oguma
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2005-07-07
Publication date: 2006-02-09
Also published as: US7051960B2; US20060006255A1; JP2006022721A; JP4168448B2

Abstract

Ein Kraftstoffkanal (200, 202) wird durch einen bewegbaren Kern (40) und einen stationären Kern (50) eines Kraftstoffeinspritzventils (10) ausgebildet. Ein Verbindungskanal (Verbindungskanäle) (210) ist (sind) in dem bewegbaren Kern (40) oder dem stationären Kern (50) um den Kraftstoffkanal (200, 202) herum ausgebildet. Der Verbindungskanal (die Verbindungskanäle) (210) verbindet einen Zwischenraum (206), der zwischen dem bewegbaren Kern (40) und dem stationären Kern (50) vorgesehen ist, mit einem Raum entfernt vom Zwischenraum (206). Kraftstoff strömt aus dem Zwischenraum (206) durch den Verbindungskanal (die Verbindungskanäle) (210), wenn das Kraftstoffeinspritzventil (10) geöffnet wird und Kraftstoff strömt in den Zwischenraum (200, 202), wenn das Kraftstoffeinspritzventil (10) geschlossen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil.

Ein Kraftstoffeinspritzventil führt einen Ansteuerstrom an eine Spule zu, um eine magnetische Anziehung zu erzeugen, so dass ein bewegbarer Kern an einen stationären Kern angezogen wird. Somit hebt sich ein Ventilelement mit dem bewegbaren Kern ab und das Kraftstoffeinspritzventil spritzt Kraftstoff ein. In solch einem Kraftstoffeinspritzventil ist es erforderlich, einen Bereich (Dynamikbereich) einer Energiebeaufschlagungszeitspanne zu erhöhen, während der eine Einspritzmenge mit hoher Genauigkeit gesteuert werden kann. Um den Dynamikbereich zu erhöhen, ist es erforderlich, eine Einspritzmenge mit hoher Genauigkeit zu steuern, insbesondere wenn die Energiebeaufschlagungszeitspanne kurz ist. Deshalb sollte ein Ventilöffnungsansprechen und ein Ventilschließansprechen bevorzugter Weise verbessert werden.

Jedoch wird die Bewegung des bewegbaren Kerns in einer Ventilöffnungsrichtung behindert und das Ventilöffnungsansprechen wird verschlechtert, wenn ein Druck in einem Zwischenraum, der zwischen dem stationären Kern und dem bewegbaren Kern ausgebildet ist, ansteigt, wenn die Spule energiebeaufschlagt wird und der stationäre Kern den bewegbaren Kern anzieht.

Außerdem wird die Bewegung des bewegbaren Kerns in einer Ventilschließrichtung beeinträchtigt und das Ventilschließansprechen wird verschlechtert, wenn der Druck in dem Zwischenraum abnimmt, wenn die Spule entregt wird und der bewegbare Kern sich vom stationären Kern abtrennt.

Deshalb ist in einem Kraftstoffeinspritzventil, welches in JP-A-H08-506876 offenbart ist, ein Vorsprung auf einer Fläche des stationären Kerns oder des bewegbaren Kerns auf einer Seite vorgesehen, auf der der stationäre Kern und der bewegbare Kern einander zugewandt sind. Somit wird eine Kontaktfläche auf der sich der stationäre Kern und der bewegbare Kern berühren, verringert. Dementsprechend wird die Beeinträchtigung des Drucks im Zwischenraum der Bewegung des bewegbaren Kerns gehemmt, wenn das Ventil geöffnet oder geschlossen wird. Somit kann das Ventilöffnungsansprechen und das Ventilschließansprechen verbessert werden.

Jedoch erhöht oder verringert sich der Druck im Zwischenraum, wenn das Ventil geschlossen oder geöffnet wird, selbst wenn die Kontaktfläche zwischen dem stationären Kern und dem bewegbaren Kern verringert wird. Deshalb wird die Bewegung des bewegbaren Kerns immer noch gehemmt, wenn das Ventil geöffnet oder geschlossen wird. Infolge dessen kann das Ventilöffnungsansprechen und das Ventilschließansprechen nicht ausreichend verbessert werden.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Kraftstoffeinspritzventil bereitzustellen, welches ein Ventilöffnungsansprechen und ein Ventilschließansprechen verbessert.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verbindungskanal zwischen zumindest einem stationären Kern und einem bewegbaren Kern eines Kraftstoffeinspritzventils zusätzlich zu einem Kraftstoffkanal ausgebildet, der einzuspritzenden Kraftstoff durch ein Einspritzloch führt. Der Verbindungskanal verbindet einen Zwischenraum, der zwischen dem stationären Kern und dem bewegbaren Kern ausgebildet ist, mit einem anderen Raum. Der stationäre Kern und der bewegbare Kern sind einander über den Zwischenraum zugewandt. Der Kraftstoff im Zwischenraum strömt durch den Verbindungskanal zum anderen Raum, wenn der stationäre Kern den bewegbaren Kern anzieht, um das Kraftstoffeinspritzventil zu öffnen. Deshalb wird eine Druckerhöhung im Zwischenraum abgeschwächt, wenn das Kraftstoffein spritzventil geöffnet wird. Infolge dessen wird das Ventilöffnungsansprechen verbessert.

Der Kraftstoff strömt vom anderen Raum über den Verbindungskanal in den Zwischenraum, wenn der bewegbare Kern sich vom stationären Kern abtrennt, um das Kraftstoffeinspritzventil zu schließen. Deshalb wird die Druckverminderung im Zwischenraum abgeschwächt, wenn das Kraftstoffeinspritzventil geschlossen wird. Infolge dessen wird ein Ventilschließansprechen verbessert.

Dementsprechend kann selbst wenn eine Energiebeaufschlagungszeitspanne zum Zuführen von Ansteuerstrom an eine Spule verkürzt wird, der Kraftstoff einer Kraftstoffeinspritzmenge entsprechend einer Energiebeaufschlagungszeitspanne eingespritzt werden. Somit kann ein Dynamikbereich, in dem die Einspritzmenge mit hoher Genauigkeit entsprechend der Energiebeaufschlagungszeitspanne der Spule gesteuert werden kann, vergrößert werden.

Merkmale und Vorteile der Ausführungsbeispiele sowie Verfahren zum Betrieb und die Funktion zugehöriger Bauteile werden aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, der beigefügten Ansprüche und der Zeichnungen ersichtlich, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden. In den Zeichnungen ist folgendes dargestellt:
1 ist eine Längsschnittdarstellung, in der ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
2A ist eine Längsschnittdarstellung, die eine Umgebung eines stationären Kerns und eines bewegbaren Kerns des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
2B ist eine Ansicht, die den bewegbaren Kern aus 2A entlang einer Pfeilmarkierung IIB darstellt;
3A ist ein Graph, in dem ein Hubbetrag der Düsennadel des Kraftstoffeinspritzventils in einer Ventilöffnungszeitspanne gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt ist;
3B ist ein Graph, in dem ein Hubbetrag der Düsennadel in einer Ventilschließzeitspanne gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt ist;
4A ist eine Längsschnittdarstellung, in der eine Umgebung eines stationären Kerns und eines bewegbaren Kerns eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
4B ist eine Ansicht, in welcher der bewegbare Kern aus 4A entlang einer Pfeilmarkierung IVB dargestellt ist;
5A ist eine Längsschnittdarstellung, in der eine Umgebung eines stationären Kerns und eines bewegbaren Kerns eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
5B ist eine Ansicht, in welcher der bewegbare Kern aus 5A entlang einer Pfeilmarkierung VB dargestellt ist;
6A ist eine Längsschnittdarstellung, in der eine Umgebung eines stationären Kerns und eines bewegbaren Kerns eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
6B ist eine Ansicht, in welcher der bewegbare Kern aus 6A entlang einer Pfeilmarkierung VIB dargestellt ist;
7A ist eine Längsschnittdarstellung, in der eine Umgebung eines stationären Kerns und eines bewegbaren Kerns eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
7B ist eine Ansicht, in welcher der bewegbare Kern aus 7A entlang einer Pfeilmarkierung VIIB dargestellt ist;
8A ist eine Längsschnittdarstellung, in welcher eine Umgebung eines stationären Kerns und eines bewegbaren Kerns eines Kraftstoffeinspritzventils vom Stand der Technik dargestellt ist; und
8B ist eine Ansicht, in welcher der bewegbare Kern aus 8A entlang einer Pfeilmarkierung VIIIB dargestellt ist.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Bezugnehmend auf 1 ist ein Kraftstoffeinspritzventil 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird als Kraftstoffeinspritzventil der Direkteinspritzbauart eines Benzinmotors verwendet.
Ein Ventilkörper 12 des Kraftstoffeinspritzventils 10 ist an eine kraftstoffeinspritzventilseitige Innenwandfläche eines Ventilgehäuses 16 durch beispielsweise einen Schweißprozess fixiert. Ein Ventilsitz 13 ist an einer Innenperipheriewand des Ventilkörpers 12 auf einer Seite des Einspritzlochs 14 bezüglich einer Kraftstoffeinspritzrichtung ausgebildet.
Ein Filter 18 ist in einem Kraftstoffeinströmelement 19 untergebracht und stromaufwärts eines stationären Kerns 50 bezüglich der Kraftstoffströmungsrichtung angeordnet. Der Filter 18 eliminiert Fremdmaterialien, die im Kraftstoff enthalten sind, der zum Kraftstoffeinspritzventil 10 zugeführt wird. Das Kraftstoffeinströmelement 19 ist an einem zweiten magnetischen Abschnitt 36 eines zylindrischen Elements 30 durch beispielsweise einen Schweißprozess fixiert.
Der Kraftstoff, der in einen Kraftstoffkanal 200 im stationären Kern 50 über einen Kraftstoffeinlass des Kraftstoffeinströmelements 19 und den Filter 18 hineinströmt, führt durch einen Kraftstoffkanal 202 in einem bewegbaren Kern 40, ein Ausströmloch 204 und einen Raum zwischen der Innenperipheriewand des Ventilgehäuses 16 und einer Außenperipheriewand einer Düsennadel 20 in dieser Reihenfolge.
Die Düsennadel 20 hat einen Kontaktabschnitt 22, der an dessen einem Ende auf der Seite des Einspritzlochs 14 auf den Ventilsitz 13 aufgesetzt werden kann. Der Ventilsitz 13 und die Düsennadel 20 stellen einen Ventilabschnitt zum Ausführen und Unterbrechen der Kraftstoffeinspritzung bereit. Wenn die Düsennadel 20 als Ventilelement sich vom Ventilsitz 13 abtrennt, führt Kraftstoff durch einen Öffnungskanal hindurch, der zwischen einem Kontaktabschnitt 22 und dem Ventilsitz 13 ausgebildet ist und wird durch das Einspritzloch 14 eingespritzt. Die Kraftstoffeinspritzung vom Einspritzloch 14 wird unterbrochen, wenn der Kontaktabschnitt 22 auf den Ventilsitz 13 aufgesetzt wird.
Das zylindrische Element 30 wird auf die Innenperipheriewand des Ventilgehäuses 16 auf einer Seite gegenüberliegend zum Ventilsitz 13 gepasst. Das zylindrische Element 30 wird an das Ventilgehäuse 16 durch beispielsweise einen Schweißprozess fixiert. Das zylindrische Element 30 besteht aus einem ersten magnetischen Abschnitt 32, einem nicht magnetischen Abschnitt 34 als Magnetwiderstandsabschnitt und dem zweiten magnetischen Abschnitt 36 in dieser Reihenfolge von der Seite des Einspritzlochs 14. Der nicht magnetische Abschnitt 34 verhindert einen magnetischen Kurzschluss zwischen dem ersten magnetischen Abschnitt 32 und dem zweiten magnetischen Abschnitt 36.
Der bewegbare Kern 40 ist an einen Endabschnitt 24 der Düsennadel 20 an einer Seite gegenüberliegend zum Einspritzloch 14 fixiert. Der bewegbare Kern 40 bewegt sich zusammen mit der Düsennadel 20 hin und her. Der bewegbare Kern 40 wird durch ein magnetisches Material in der Form eines Zylinders ausgebildet. Der Kraftstoffkanal 202 ist im Zentrum des bewegbaren Kerns 40 ausgebildet. Das Ausströmloch 204 ist im bewegbaren Kern 40 ausgebildet, so dass das Ausströmloch 204 die Zylinderwand des bewegbaren Kerns 40 durchdringt. Das Ausströmloch 204 verbindet den Kraftstoffkanal 202 mit einer Außenseite des bewegbaren Kerns 40.
Wie in 2A dargestellt, hat der bewegbare Kern 40 einen Großdurchmesser-Abschnitt 42 und einen Kleindurchmesser-Abschnitt 44 in dieser Reihenfolge von der Seite des stationären Kerns 50. Der Großdurchmesser-Abschnitt 42 hat einen Führungsabschnitt 43, der durch das zylindrische Element 30 geführt wird, so dass der Führungsabschnitt 43 sich hin- und herbewegen kann. In diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zumindest ein Verbindungskanal 210 radial außerhalb des Kraftstoffkanals 202 ausgebildet, so dass der Verbindungskanal(-kanäle) 210 den Großdurchmesser-Abschnitt 42 entlang der Hin- und Herbewegungsrichtung des bewegbaren Kerns 40 axial durchdringt. In dem in 2B veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind Verbindungskanäle 210 an vier Positionen in gleichen Intervallen von 90° bezüglich einer Umfangsrichtung ausgebildet. Die Verbindungskanäle 210 verbinden einen Zwischenraum 206, der zwischen dem bewegbaren Kern 40 und dem stationären Kern 50 vorgesehen ist mit einem Raum radial außerhalb des Kleindurchmesser-Abschnittes 44.
Ein Ringvorsprung 46 ist auf einer Fläche des bewegbaren Kerns 40 so ausgebildet, dass er über den Zwischenraum 206 dem stationären Kern 50 zugewandt ist und ist außerdem zwischen dem Kraftstoffkanal 202 und den Verbindungskanälen 210 ausgebildet. Der Vorsprung 46 steht hin zum stationären Kern 50 her vor. Der Vorsprung 46 ist radial außerhalb des Kraftstoffkanals 202 und innerhalb der Verbindungskanäle 210 ausgebildet.
Der stationäre Kern 50, der in 1 dargestellt ist, wird durch ein magnetisches Material in der Form eines Zylinders ausgebildet. Der stationäre Kern 50 wird in das zylindrische Element 30 eingefügt und am zylindrischen Element 30 durch beispielsweise einen Schweißprozess fixiert. Der stationären Kern 50 ist auf einer Seite des bewegbaren Kerns 40 gegenüberliegend zum Einspritzloch 14 bezüglich einer Hin- und Herbewegungsrichtung der Düsennadel 20 angeordnet. Somit ist der stationäre Kern 50 dem bewegbaren Kern 40 zugewandt.
Ein Einstellrohr 52 ist in den stationären Kern 50 pressgepasst. Der Kraftstoff führt durch die Innenseite des Einstellrohrs 52 hindurch. Ein Ende einer Feder 48 ist als Drängelement mit dem Einstellrohr 52 in Eingriff. Das andere Ende der Feder 48 ist mit dem bewegbaren Kern 40 in Eingriff. Durch Einstellen eines Presspassbetrags des Einstellrohrs 52 kann eine Last der Feder 48, die an den bewegbaren Kern 40 angelegt wird, verändert werden. Die Drängkraft der Feder 48 drängt den bewegbaren Kern 40 und die Düsennadel 20 hin zum Ventilsitz 13 entlang der Hin- und Herbewegungsrichtung der Düsennadel 20.
Ein Spulenkörper 60 umgibt die Außenperipherie des zylindrischen Elements 30. Die Spule 62 ist um die Außenperipherie des Spulenkörpers 60 herumgewickelt. Ein Anschluss 72 ist innerhalb eines Harzgehäuses 70 durch einen Einfügeformprozess ausgebildet und elektrisch mit einer Spule 62 verbunden. Eine Kraftstoffeinspritzmenge wird durch Regulieren einer Pulsbreite des zur Spule 62 zugeführten Ansteuerstroms gesteuert.
Als nächstes wird der Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 10 erklärt.
Der stationäre Kern 50 zieht den bewegbaren Kern 40 entgegen der Drängkraft der Feder 48 an, wenn die Spule 62 energiebe aufschlagt wird. Die Düsennadel 20 hebt sich zusammen mit dem bewegbaren Kern 40 und der Kontaktabschnitt 22 trennt sich vom Ventilsitz 13 ab. Folglich wird der Kraftstoff vom Einspritzloch 14 eingespritzt.
Der Kraftstoff im Zwischenraum 206, der radial außerhalb des Vorsprungs 46 positioniert ist, strömt durch die Verbindungskanäle 210 hinaus zur Außenperipherieseite des Kleindurchmesser-Abschnittes 44, wenn der stationäre Kern 50 den bewegbaren Kern 40 anzieht. Dementsprechend wird eine Druckerhöhung im Zwischenraum 206 unterbunden. Infolge dessen wird, wie durch eine Volllinie L in 3A dargestellt, der bewegbare Kern 40 schnell durch den bewegbaren Kern 50 angezogen und die Düsennadel 20 trennt sich schnell von dem Ventilsitz 13 ab. In 3A repräsentiert ein Zeichen L einen Hubbetrag der Düsennadel 20. Infolge dessen wird das Ventilöffnungsansprechen verbessert.
Der bewegbare Kern 40 wird vom stationären Kern 50 durch die Drängkraft der Feder 48 getrennt, wenn die Spule 62 entregt wird. Zu diesem Zeitpunkt strömt Kraftstoff in den Zwischenraum 206 vom Raum radial außerhalb des Kleindurchmesser-Abschnittes 44. Dementsprechend wird eine Druckabnahme im Zwischenraum 206 unterbunden. Infolge dessen, wie durch eine Volllinie L in 3B dargestellt, trennt sich der bewegbare Kern 40 schnell vom stationären Kern 50 und die Düsennadel 20 sitzt schnell auf dem Ventilsitz 13 auf. Infolge dessen ist das Ventilschließansprechen verbessert.
In einem Kraftstoffeinspritzventil vom Stand der Technik, der in den 8A und 8B dargestellt ist, in dem kein Verbindungskanal 210 in einem bewegbaren Kern 74 ausgebildet ist, wird der Kraftstoff im Zwischenraum 206 am Ausströmen gehindert, wenn das Ventil 10 geöffnet wird und der Kraftstoff wird daran gehindert, in den Zwischenraum 206 einzuströmen, wenn das Ventil 10 geschlossen wird. Infolge dessen, wie durch die gestrichelte Linien L' in den 3A und 3B dargestellt, ist das Ventilöffnungsansprechen und das Ventilschließansprechen verglichen zum Kraftstoffeinspritzventil 10 des ersten Ausführungsbeispiels verschlechtert.
Im ersten Ausführungsbeispiel ist der Verbindungskanal (Kanäle) 210 im bewegbaren Kern 40 ausgebildet, der sich hin- und herbewegen kann, und sind nicht im stationären Kern 50 ausgebildet. Deshalb kann der Kraftstoff leicht durch die Verbindungskanäle 210 aus dem Zwischenraum 206 mit dem Bewegen des bewegbaren Kerns 40 strömen, wenn sich das Ventil 10 öffnet. Ebenso kann der Kraftstoff leicht durch die Verbindungskanäle 210 in den Zwischenraum 206 mit der Bewegung des bewegbaren Kerns 40 strömen, wenn das Ventil 10 schließt. Somit kann das Ventilöffnungsansprechen und das Ventilschließansprechen verbessert werden.
Im ersten Ausführungsbeispiel ist der Verbindungskanal (Kanäle) 210 so ausgebildet, dass er den bewegbaren Kern 40 entlang der Hin- und Herbewegungsrichtung durchdringt. Deshalb kann der Widerstand des Kraftstoffs, der durch die Verbindungskanäle 210 hindurchführt, wenn sich der bewegbare Kern 40 hin- und herbewegt, verringert werden. Somit kann das Ventilöffnungsansprechen und das Ventilschließansprechen verbessert werden.
Im ersten Ausführungsbeispiel sind die Verbindungskanäle 210 zwischen einer Innenperipheriefläche und einer Außenperipheriefläche des bewegbaren Kerns 40 angeordnet, so dass die Verbindungskanäle 210 den Großdurchmesser-Abschnitt 42 in der Axialrichtung durchdringen. Deshalb können die Verbindungskanäle 210 einfach hergestellt werden. Wenn zusätzlich die Verbindungskanäle 210 hergestellt werden, werden keine Grate an einem Gleitabschnitt des bewegbaren Kerns 40 erzeugt, der an dem zylindrischen Abschnitt 30 gleitet. Deshalb beeinträchtigen Grate, die erzeugt werden, wenn die Verbindungskanäle 210 hergestellt werden, nicht die Hin- und Herbewegung des bewegbaren Kerns 40.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Als nächstes wird ein Kraftstoffeinspritzventil 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung basierend auf den 4A und 4B erklärt.
In diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zumindest ein Verbindungskanal 212 an einer Außenperipheriefläche des Großdurchmesser-Abschnittes 42 des bewegbaren Kerns 80 ausgebildet, so dass sich der Verbindungskanal 212 entlang einer Axialrichtung erstreckt. In dem Ausführungsbeispiel, das in den 4A und 4B veranschaulicht ist, sind Verbindungskanäle 212 an vier Positionen 212 in gleichen Intervallen von 90° bezüglich einer Umfangsrichtung ausgebildet.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Als nächstes wird ein Kraftstoffeinspritzventil 10 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung basierend auf den 5A und 5B erklärt.
In diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zumindest ein Verbindungskanal 214 ausgebildet, indem eine Außenperipheriewand des Großdurchmesser-Abschnittes 42 eines bewegbaren Kerns 82 axial angefast wird. In dem Ausführungsbeispiel, das in den 5A und 5B veranschaulicht ist, sind Verbindungskanäle 214 an vier Positionen in gleichen Intervallen von 90° bezüglich einer Umfangsrichtung ausgebildet. Die Verbindungskanäle 214 können leicht durch einen Schneideprozess unter dergleichen ausgebildet werden.
Vorteilhafterweise ist ein Außenwinkel zwischen der angefasten Ebene und der Außenperipheriefläche des bewegbaren Kerns 82 sanft. Deshalb können Grate, die erzeugt werden, wenn die Verbindungskanäle 214 hergestellt werden, leicht eliminiert werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Als nächstes wird ein Kraftstoffeinspritzventil 10 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung basierend auf den 6A und 6B erklärt.
In diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zumindest ein bogenförmiger Vorsprung 86 um eine Öffnung eines Kraftstoffkanals 202 herum, der im Zentrum des bewegbaren Kerns 48 ausgebildet ist, auf der Seite eines stationären Kerns 50 ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel, das in den 6A und 6B veranschaulicht ist, sind vier Verbindungskanäle 216 zwischen vier Vorsprüngen 86 (jeder Verbindungskanal 216 ist zwischen zwei auf dem Umfang vorgesehenen, benachbarten Vorsprüngen 86 definiert) in gleichen Intervallen von 90° bezüglich einer Umfangsrichtung vorgesehen. Der Kraftstoff strömt vom Zwischenraum 206 durch die Verbindungskanäle 216 zum Kraftstoffkanal 202, wenn das Ventil 10 geöffnet wird. Der Kraftstoff strömt vom Kraftstoffkanal 202 in den Zwischenraum 206, wenn das Ventil 10 geschlossen wird.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Als nächstes wird ein Kraftstoffeinspritzventil 10 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung basierend auf den 7A und 7B erklärt.
In dem fünften Ausführungsbeispiel ist zumindest ein Verbindungskanal 220 eher in einem stationären Kern 100 als in einem bewegbaren Kern 90 ausgebildet. Der Verbindungskanal(-kanäle) 220 öffnet in den Zwischenraum 206 radial außerhalb eines Vorsprungs 46, der im bewegbaren Kern 90 ausgebildet ist. Der Verbindungskanal(-kanäle) 220 kann den stationären Kern 100 in der Axialrichtung durchdringen. Alternativ kann sich der Verbindungskanal(-kanäle) in radiale Richtungen des stationären Kerns 100 an einem bestimmten Punkt bezüglich der Axialrich tung biegen und kann in eine Innenperipheriefläche oder eine Außenperipheriefläche des stationären Kerns 100 öffnen. Der Kraftstoff strömt vom Zwischenraum 206 durch den Verbindungskanal (Kanäle) 220 zu einem anderen Raum, wenn das Ventil 10 geöffnet wird. Der Kraftstoff strömt vom anderen Raum in den Zwischenraum 206, wenn das Ventil 10 geschlossen wird.
In den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist das Ventilöffnungsansprechen und das Ventilschließansprechen verbessert. Dementsprechend nähert sich eine Wellenform einer periodischen Änderung des Hubbetrags der Düsennadel 20 oder eine charakteristische Wellenform eines Kraftstoffeinspritzverhältnisses einer Puls-Wellenform des zur Spule 62 zugeführten Ansteuerstroms an. Deshalb kann die Kraftstoffeinspritzmenge mit hoher Genauigkeit entsprechend der Energiebeaufschlagungszeitspanne gesteuert werden, selbst wenn die Pulsbreite des Ansteuerstroms verengt wird und die Energiebeaufschlagungszeitspanne verkürzt wird. Infolge dessen kann ein Dynamikbereich des Kraftstoffeinspritzventil 10 vergrößert werden.
(Modifikationen)
In den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist der Vorsprung, der hin zum stationären Kern hervorsteht, auf der Fläche des bewegbaren Kerns ausgebildet, die dem Zwischenraum 206 und dem stationären Kern zugewandt ist. Alternativ kann ein Vorsprung auf einer Fläche des stationären Kerns ausgebildet sein, der dem Zwischenraum und dem bewegbaren Kern zugewandt ist. Alternativ können Vorsprünge sowohl auf dem bewegbaren Kern als auch auf dem stationären Kern ausgebildet sein, so dass die Vorsprünge aneinander berühren können. Alternativ kann kein Vorsprung auf dem bewegbaren Kern und dem stationären Kern ausgebildet sein.
In den vorstehenden Ausführungsbeispielen wird die vorliegende Erfindung bei einem Direkteinspritz-Kraftstoffeinspritzventil eines Benzinmotors verwendet. Alternativ kann ein Kraftstoffeinspritzventil verwendet werden, welches Kraftstoff in ein Ansaugrohr einspritzt.
Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt werden, sondern sie kann auf zahlreiche andere Weisen umgesetzt werden, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
Ein Kraftstoffkanal (200, 202) wird durch einen bewegbaren Kern (40) und einen stationären Kern (50) eines Kraftstoffeinspritzventil (10) ausgebildet. Ein Verbindungskanal (Verbindungskanäle) (210) ist (sind) in dem bewegbaren Kern (40) oder dem stationären Kern (50) um den Kraftstoffkanal (200, 202) herum ausgebildet. Der Verbindungskanal (die Verbindungskanäle) (210) verbindet einen Zwischenraum (206), der zwischen dem bewegbaren Kern (40) und dem stationären Kern (50) vorgesehen ist, mit einem Raum entfernt vom Zwischenraum (206). Kraftstoff strömt aus dem Zwischenraum (206) durch den Verbindungskanal (die Verbindungskanäle) (210), wenn das Kraftstoffeinspritzventil (10) geöffnet wird und Kraftstoff strömt in den Zwischenraum (206) durch den Verbindungskanal (die Verbindungskanäle) (200, 202), wenn das Kraftstoffeinspritzventil (10) geschlossen wird.

Claims

Kraftstoffeinspritzventil (10) mit einem Ventilelement (20) zum Öffnen und Schließen eines Einspritzlochs (14), einem bewegbaren Kern (40, 80, 82, 84, 90), der so angeordnet ist, dass er sich mit dem Ventilelement (20) in einer Axialrichtung hin- und herbewegt, einem stationären Kern (50, 100), der auf einer Seite des bewegbaren Kerns (40, 80, 82, 84, 90) gegenüberliegend zum Einspritzloch (14) angeordnet ist, so dass der stationäre Kern (50, 100) dem bewegbaren Kern (40, 80, 82, 84, 90) zugewandt ist, und einer Spule (62) zum Erzeugen einer Magnetkraft zum Anziehen des bewegbaren Kerns (40, 80, 82, 84, 90) hin zum stationären Kern (50, 100), wenn sie energiebeaufschlagt wird, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (10) mit einem Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) in zumindest dem stationären Kern (50, 100) oder dem bewegbaren Kern (40, 80, 82, 84, 90) zusätzlich zu einem Kraftstoffkanal (200, 202) ausgebildet ist, der durch das Einspritzloch (14) einzuspritzenden Kraft stoff hindurchführt, wobei der Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) einen Zwischenraum (206), der zwischen dem stationären Kern (50, 100) und dem bewegbaren Kern (40, 80, 82, 84, 90) vorgesehen ist, mit einem anderen Raum entfernt vom Zwischenraum (206) verbindet.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 1, wobei der Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) so definiert ist, dass er sich in einer Axialrichtung parallel zur Hin- und Herbewegungsrichtung des bewegbaren Kerns (40, 80, 82, 84, 90) erstreckt.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 1, wobei der Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) so ausgebildet ist, dass er zumindest den stationären Kern (50, 100) oder den bewegbaren Kern (40, 80, 82, 84, 90) entlang einer Hin- und Herbewegungsrichtung des bewegbaren Kerns (40, 80, 82, 84, 90) durchdringt.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 1, wobei der Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) zwischen einer Innenperipheriefläche und einer Außenperipheriefläche des stationären Kerns (50, 100) oder des bewegbaren Kerns (40, 80, 82, 84, 90) angeordnet ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 1, wobei der Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) radial außerhalb des Kraftstoffkanals (200, 202) ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 5, wobei der Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) radial innerhalb einer Außenperipherie des stationären Kerns (50, 100) oder des bewegbaren Kerns (40, 80, 82, 84, 90) ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 5, des Weiteren mit einem Vorsprung (46, 86), der auf einer Fläche eines Elements aus stationärem Kern (50, 100) und bewegbarem Kern (40, 80, 82, 84, 90) ausgebildet ist und dabei dem Zwischenraum (206) zwischen dem Kraftstoffkanal (200, 202) und dem Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) zugewandt ist, so dass der Vorsprung (46, 86) hin zum anderen Element aus stationärem Kern (50, 100) und bewegbarem Kern (40, 80, 82, 84, 90) hervorsteht und wobei der Vorsprung (46, 86) das andere Element berührt, wenn das Kraftstoffeinspritzventil (10) geöffnet ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 7, wobei der Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) im Vorsprung (46, 86) ausgebildet ist, so dass er den Zwischenraum (206) radial außerhalb des Vorsprungs (46, 86) mit dem Kraftstoffkanal (200, 202) verbindet.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 1, wobei der Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) auf einer Außenperipheriefläche des bewegbaren Kerns (40, 80, 82, 84, 90) ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 9, wobei der Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) durch Anphasen der Außenperipheriefläche des bewegbaren Kerns (40, 80, 82, 84, 90) ausgebildet wird.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 1, wobei eine Vielzahl an Verbindungskanälen (210, 212, 214, 216, 220) in zumindest dem stationären Kern (50, 100) oder dem bewegbaren Kern (40, 80, 82, 84, 90) ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 11, wobei die Verbindungskanäle (210, 212, 214, 216, 220) in gleichen Winkelintervallen in einer Umfangsrichtung angeordnet sind.
Kraftstoffeinspritzventil (10) mit einem Ventilelement (20) zum Öffnen und Schließen eines Einspritzlochs (14), einem bewegbaren Kern (40, 80, 82, 84, 90), der so angeordnet ist, dass er sich mit dem Ventilelement (20) in einer Axialrichtung hin- und herbewegt, einem stationären Kern (50, 100), der auf einer Seite des bewegbaren Kerns (40, 80, 82, 84, 90) gegenüberliegend zum Einspritzloch (14) angeordnet ist, so dass der stationäre Kern (50, 100) dem bewegbaren Kern (40, 80, 82, 84, 90) zugewandt ist, und einer Spule (62) zum Erzeugen einer Magnetkraft zum Anziehen des bewegbaren Kerns (40, 80, 82, 84, 90) hin zum stationären Kern (50, 100), wenn sie energiebeaufschlagt wird, wobei ein Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) in zumindest dem stationären Kern (50, 100) oder dem bewegbaren Kern (40, 80, 82, 84, 90) zusätzlich zu einem Kraftstoffkanal (200, 202), der durch das Einspritzloch (14) einzuspritzenden Kraftstoff hindurchführt, definiert ist, wobei der Kraftstoff durch den Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) in einen Zwischenraum (206) strömt, der zwischen dem stationären Kern (50, 100) und dem bewegbaren Kern (40, 80, 82, 84, 90) vorgesehen ist, wenn der bewegbare Kern (40,80, 82, 84, 90) sich vom stationären Kern (50, 100) abtrennt und durch den Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) aus dem Zwischenraum (206) strömt, wenn der bewegbare Kern (40, 80, 82, 84, 90) sich dem stationären Kern (50, 100) annähert.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 13, wobei der Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) so definiert ist, dass er sich in einer Axialrichtung parallel zur Hin- und Herbewegungsrichtung des bewegbaren Kerns (40, 80, 82, 84, 90) erstreckt.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 13, wobei der Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) so ausgebildet ist, dass er zumindest den stationären Kern (50, 100) oder den bewegbaren Kern (40, 80, 82, 89, 90) entlang einer Hin- und Herbewegungsrichtung des bewegbaren Kerns (40, 80, 82, 84, 90) durchdringt.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 13, wobei der Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) zwischen einer Innenperipheriefläche und einer Außenperipheriefläche des stationären Kerns (50, 100) oder des bewegbaren Kerns (40, 80, 82, 84, 90) angeordnet ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 13, wobei der Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) radial außerhalb des Kraftstoffkanals (200, 202) ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 17, des Weiteren mit einem Vorsprung (46, 86), der auf einer Fläche eines Elements aus stationärem Kern (50, 100) und bewegbarem Kern (40, 80, 82, 84, 90) ausgebildet ist und dabei dem Zwischenraum (206) zwischen dem Kraftstoffkanal (200, 202) und dem Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) zugewandt ist, so dass der Vorsprung (46, 86) hin zum anderen Element aus stationärem Kern (50, 100) und bewegbarem Kern (40, 80, 82, 84, 90) hervorsteht und wobei der Vorsprung (46, 86) das andere Element berührt, wenn das Kraftstoffeinspritzventil (10) geöffnet ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 18, wobei der Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) im Vorsprung (46, 86) ausgebildet ist, so dass er den Zwischenraum (206) radial außerhalb des Vorsprungs (46, 86) mit dem Kraftstoffkanal (200, 202) verbindet.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 13, wobei der Verbindungskanal (210, 212, 214, 216, 220) auf einer Außenperipheriefläche des bewegbaren Kerns (40, 80, 82, 84, 90) ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 13, wobei eine Vielzahl an Verbindungskanälen (210, 212, 214, 216, 220) in zumindest dem stationären Kern (50, 100) oder dem bewegbaren Kern (40, 80, 82, 84, 90) ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 21, wobei die Verbindungskanäle (210, 212, 214, 216, 220) in gleichen Winkelintervallen in einer Umfangsrichtung angeordnet sind.