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Diese Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil, das einen Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine einspritzt.
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Herkömmliche Kraftstoffeinspritzventile sind in den japanischen Patentoffenlegungsschriften offenbart. Die herkömmlichen Kraftstoffeinspritzventile, die darin offenbart sind, betätigen ein Ventilelement durch eine elektromagnetische Kraft zwischen einem festen Kern und einem bewegbaren Kern, der axial Hin und Her gleitet. Die elektromagnetische Kraft zwischen dem festen Kern und dem bewegbaren Kern kann dadurch erhöht werden, dass eine Querschnittsfläche von jenen Kernen vergrößert wird (siehe die
JP 11-500 509 A und die
JP 2002-528 672 A ). Die vergrößerte Querschnittsfläche des festen Kerns und des bewegbaren Kerns nimmt einen vergrößerten Betrag eines magnetischen Flusses auf. Daher werden der feste Kern
34 und der bewegbare Kern durch eine vergrößerte magnetische Anziehungskraft zueinander angezogen. Weiterer Stand der Technik wird in der
US 2003/0 209 627 A1 diskutiert.
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Jedoch führt die vergrößerte Querschnittsfläche des bewegbaren Kerns zu einer erhöhten Masse. Die erhöhte Masse des bewegbaren Kerns verschlechtert das Ansprechverhalten des bewegbaren Kerns, wenn ein elektrischer Strom eingespeist wird, um den bewegbaren Kern zu betätigen. Infolge dessen kann die eingespritzte Kraftstoffmenge nicht genau gesteuert werden.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzventil vorzusehen, das beim Betätigen ein höheres Ansprechverhalten hat, um eine gewünschte Kraftstoffmenge durch eine vergrößerte magnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern und dem bewegbaren Kern zuzuführen.
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Das Kraftstoffeinspritzventil der vorliegenden Erfindung hat einen Spulenabschnitt, bei dem die Wicklungszahl der Wicklungen zu der Seite des bewegbaren Kerns in der Spule ansteigt. Die magnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern und dem bewegbaren Kern hat eine Beziehung mit dem Betrag des magnetischen Flusses, der zwischen dem festen Kern und dem bewegbaren Kern erzeugt wird. Die erhöhte Wicklungszahl der Drahtwicklung an dem bewegbaren Kern ergibt einen Anstieg des magnetischen Flusses zwischen dem festen Kern und dem bewegbaren Kern, wodurch die dazwischen wirkende magnetische Anziehungskraft erhöht ist. Des Weiteren wird der Betrag des magnetischen Flusses reduziert, der bei dem festen Kern der Spule austritt, wenn die Wicklungszahl der Drahtwicklung über eine Distanz von dem bewegbaren Kern verringert wird, und zwar aufgrund einer radial gestreuten Verteilung des magnetischen Flusses in der Spule. Der Betrag des magnetischen Flusses zwischen dem festen Kern und dem bewegbaren Kern wird nämlich erhöht, wenn sich die Wicklungszahl der Drahtwicklung an der Spule zur Seite des bewegbaren Kerns erhöht. Auf diese Art und Weise kann die magnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern und dem bewegbaren Kern erhöht werden, ohne dass die Querschnittsfläche des bewegbaren Kerns für eine erhöhte Aufnahme des magnetischen Flusses vergrößert wird. Daher kann eine verbesserte Genauigkeit der Menge des eingespritzten Kraftstoffes auf der Grundlage der Verbesserung des Ansprechverhaltens des bewegbaren Kerns erreicht werden, der den selben Betrag der Masse bei einer erhöhten Aufnahme des magnetischen Flusses aufweist.
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Das Kraftstoffeinspritzventil der vorliegenden Erfindung hat den Spulenabschnitt, der mit einer Trapezform oder mit einer dreieckigen Form in einem axialen Querschnitt ausgebildet ist. Auf diese Art und Weise hat der axiale Querschnitt des Spulenabschnittes einen längeren Radius zu der Seite des bewegbaren Kerns. Eine Querschnittsfläche des Spulenabschnittes, die senkrecht zu der Achse des Spulenabschnittes ist, ist ebenfalls zur Seite des bewegbaren Kerns vergrößert. Daher wird der Betrag des magnetischen Flusses zwischen dem festen Kern und dem bewegbaren Kern behutsam vergrößert, was insgesamt zu einem erhöhten Betrag der magnetischen Anziehungskraft zwischen diesen Kernen führt.
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Das Kraftstoffeinspritzventil der vorliegenden Erfindung hat den Spulenabschnitt, der einen Außenumfang aufweist, welcher bezüglich der Achse des Spulenabschnittes geneigt ist. Auf diese Art und Weise kann ein Innenumfang der Haspel im Wesentlichen parallel zu der Achse der Spule sein, wenn der Querschnitt der Spule eine Trapezform oder eine dreieckige Form aufweist. Daher können der Spulenabschnitt und der feste Kern eng aneinander angeordnet werden. Die magnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern und dem bewegbaren Kern wird nämlich auf diese Art und Weise erhöht.
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Der Spulenabschnitt des herkömmlichen Kraftstoffeinspritzventils hat eine zylindrische Form. Daher muss ein magnetisches Bauelement, das den Spulenabschnitt abdeckt, zylindrisch geformt sein, wobei beide axialen Enden sich radial nach innen zu der Achse des Spulenabschnittes erstrecken. Jedoch ist es schwierig, das magnetische Bauelement mit der vorstehend beschriebenen Form einstückig zu gießen. Der Prozess zum einstöckigen Gießen der vorstehend beschriebenen Form erfordert nämlich mehrere Schritte. Somit wird das magnetische Bauelement durch einen oberen Abschnitt und durch einen unteren Abschnitt in der axialen Richtung ausgebildet, um den Gießprozess zu den entsprechenden Abschnitt zu erleichtern. Infolge dessen führt die erhöhte Anzahl der Abschnitte bei dem Spulenabschnitt zu Nachteilen beim Herstellungsprozess. Das Kraftstoffeinspritzventil der vorliegenden Erfindung hat den Spulenabschnitt, der die Drahtwicklung aufweist, deren Wicklungszahl zur Seite des bewegbaren Kerns erhöht ist. Daher hat der Spulenabschnitt die Außenumfangsfläche, die bezüglich der Achse der Spule geneigt ist. Infolge dessen hat der Spulenabschnitt ungefähr eine konische zylindrische Form. Auf diese Art und Weise können ein Halter und ein Gehäuse, dass den Spulenabschnitt abdeckt, in einfacher Weise beim Geißen ausgebildet werden, wodurch sie einstückig gegossen werden, was zu der Verringerung der Anzahl der Abschnitte beiträgt.
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Das Kraftstoffeinspritzventil der vorliegenden Erfindung hat einen einstückig gegossenen Halter und ein Gehäuse mit einem Fenster, an seinem Umfang. Der integrierte Halter und das Gehäuse haben nämlich eine schirmartige Form, die einen Öffnung an ihrem Umfang aufweist. Daher können der integrierte Halter und das Gehäuse in einfacher Weise an einer Außenseite des Spulenabschnittes angeordnet werden. Somit kann die Anzahl der Abschnitte so verringert werden, dass ein einfacher Aufbau erhalten wird.
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Das Kraftstoffeinspritzventil der vorliegenden Erfindung hat die Haspel und den Wicklungsdraht bei dem Spulenabschnitt. Der Wicklungsdraht hat eine erhöhte Wicklungszahl von einem Ende zu dem anderen Ende. Daher hat der Spulenabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils eine unterschiedliche Wicklungszahl des Wicklungsdrahtes an unterschiedlichen axialen Positionen. Auf diese Art und Weise wird durch den Wicklungsdraht ein größeres magnetisches Feld an einem Ende erzielt, das eine größere Wicklungszahl des Wicklungsdrahtes aufweist, wenn ein elektrischer Strom in den Spulenabschnitt eingespeist wird. Das magnetische Feld an dem anderen Ende hat eine geringere Wicklungszahl und bewirkt einen kleineren Betrag des magnetischen Flusses.
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Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei
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1 zeigt einen Querschnitt einer Einspritzvorrichtung bei einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Spulenabschnittes, der Einspritzvorrichtung bei dem ersten Ausführungsbeispiel;
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3 zeigt eine Ansicht einer Beziehung zwischen einer auf den Spulenabschnitt aufgebrachten elektrischen Spannung und einer magnetischen Anziehungskraft;
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4 zeigt eine Abwandlung der Einspritzvorrichtung bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Abwandlung des Spulenabschnittes der Einspritzvorrichtung bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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6 zeigt einen Querschnitt der Einspritzvorrichtung bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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7 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines magnetischen Bauelementes der Einspritzvorrichtung bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Ein Kraftstoffeinspritzventil bei einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der 1 gezeigt (nachfolgend wird das Kraftstoffeinspritzventil als „Einspritzvorrichtung” bezeichnet). Die Einspritzvorrichtung 10 bei dem ersten Ausführungsbeispiel spritzt zum Beispiel einen Kraftstoff in eine Einlassluft ein, die in einer Brennkammer einer Benzinkraftmaschine vorgesehen ist. Die Einspritzvorrichtung 10 kann bei einer Direkteinspritz-Benzinkraftmaschine verwendet werden, die das Benzin direkt in die Brennkammer einspritzt, oder sie kann bei einer Dieselkraftmaschine verwendet werden.
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Ein Aufnahmerohr 11 der Einspritzvorrichtung 10 hat eine dünnwandige zylindrische Form. Das Aufnahmerohr hat einen ersten magnetischen Abschnitt 12, einen nicht magnetischen Abschnitt 13 und einen zweiten magnetischen Abschnitt 14. Der nicht magnetische Abschnitt 13 verhindert einen magnetischen Kurzschluss zwischen dem ersten magnetischen Abschnitt 12 und dem zweiten magnetischen Abschnitt 14. Das Aufnahmerohr 11 hat an einem Ende einen Kraftstoffanschluss 15. Der Kraftstoffanschluss 15 nimmt einen Kraftstoff von einer Kraftstoffpumpe auf, die in der Fig. nicht gezeigt ist. Der Kraftstoff, der dem Kraftstoffanschluss 15 bereitgestellt wird, strömt in das Aufnahmerohr 11 durch einen Kraftstofffilter 16. Der Kraftstofffilter 16 ist an dem Ende des Aufnahmerohres 11 angeordnet, um Fremdstoffe in dem Kraftstoff herauszufiltern.
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Ein Ventilkörper 20 ist an einem Innenumfang des ersten magnetischen Abschnittes 12 angeordnet, der dem Kraftstoffanschluss 15 des Aufnahmerohres 11 gegenüberliegt. Der Ventilkörper 20 ist ungefähr mit einer zylindrischen Form ausgebildet, und er ist an einer Innenwand des ersten magnetischen Abschnittes 12 befestigt. Der Ventilkörper 20 hat einen Ventilsitz 21 an einer konischen Innenwand, deren Radius sich zu einem gepunkteten Ende verringert. Der Ventilkörper 20 hat eine Düsenplatte 22 an einem Ende, dass dem Aufnahmerohr 11 gegenüber liegt. Die Düsenplatte 22 hat ein Düsenloch 23, dass mit einer Seite an der Seite des Ventilkörpers 20 der Düsenplatte 22 verbunden ist, und eine Seite an der entgegengesetzten Seite zu der Düsenplatte 22.
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Eine Nadel 24 als ein Abschnitt eines Ventilelementes ist in dem ersten magnetischen Abschnitt 12 und dem Ventilkörper 20 untergebracht. Die Nadel 24 ist im Wesentlichen koaxial zu dem Aufnahmerohr 11 und dem Ventilkörper 20 angeordnet. Die Nadel 24 hat einen Dichtabschnitt 25 in der Nähe von einem Ende an der Seite der Düsenplatte 22. Der Dichtabschnitt 25 liegt an einem Ventilsitz 21 an, der an dem Ventilkörper 20 ausgebildet ist. Die Nadel 24 und der Ventilkörper 20 definieren ein Kraftstoffgefäß 26. Der Dichtabschnitt 25 der Nadel 24 hebt von dem Ventilsitz 21 ab, damit das Kraftstoffgefäß 26 mit dem Düsenloch 213 in Verbindung ist. Die Nadel 24 bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist mit einer zylindrischen Form ausgebildet. Die Nadel 24 hat ein Kraftstoffgefäß 27, dass darin ausgebildet ist. Die Nadel 24 hat außerdem ein Kraftstoffloch 28 und 19, damit der Kraftstoff zwischen dem Kraftstoffgefäß 27 und dem Kraftstoffgefäß 26 hindurch tritt. Die Nadel 24 kann mit einer zylindrischen Form ausgebildet sein, in der ein Hohlraum ausgebildet ist oder die keinen Hohlraum aufweist.
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Die Einspritzvorrichtung 10 hat einen Aktuator 30 zum Betätigen der Nadel 24. Der Aktuator 30 betätigt die Nadel 24 elektromagnetisch. Der Aktuator 30 hat einen Spulenabschnitt 40, ein Gehäuse 31, einen Halter 32, einen festen Kern 33 und einen bewegbaren Kern 34. Das Gehäuse 31 und der Halter 32 bestehen aus einem magnetischen Material. Das Gehäuse 31 deckt eine äußere Fläche des Spulenabschnittes 40 ab. Der Halter 32 ist außerhalb des Aufnahmerohres 31 angeordnet, und der stützt den Spulenabschnitt 40 an der Seite des Düsenloches 23. Das Gehäuse 31 und der Halter 32 bestehen aus einem magnetischen Material, und sie sind magnetisch verbunden. Der Spulenabschnitt 40, das Gehäuse 31, der Halter 32 und das Aufnahmerohr 11 sind durch ein Kunstharzgussteil 35 an ihrer äußeren Fläche abgedeckt. Der Spulenabschnitt 40 ist mit einem Anschluss 38 an einem Stecker 37 durch einen Draht 36 elektrisch verbunden.
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Der feste Kern 33 ist an einer Innenseite des Spulenabschnittes 40 befestigt, der das Aufnahmerohr 11 aufweist, das dazwischen gefügt ist. Der feste Kern 33 ist ungefähr mit einer zylindrischen Form unter Verwendung eines Materials wie zum Beispiel Eisen oder dergleichen ausgebildet. Der feste Kern 33 ist mit einem Spalt zum bewegbaren Kern 34 angeordnet. Die Größe des Spaltes zwischen dem festen Kern 33 und dem bewegbaren Kern 34 entspricht einem Hub der Nadel 24.
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Der bewegbare Kern 34 ist an einer Innenseite des Aufnahmerohres 11 untergebracht. Der bewegbare Kern 34 ist in einer axialen Richtung des Aufnahmerohres 11 verschiebbar. Der bewegbare Kern 34 ist ungefähr mit einer zylindrischen Form unter Verwendung eines Materials wie zum Beispiel Eisen oder dergleichen ausgebildet. Die Nadel 24 ist an einer Innenseite des bewegbaren Kerns 34 durch ein Ende befestigt, dass dem Dichtabschnitt 25 entgegengesetzt ist. Auf diese Art und Weise bewegen sich die Nadel 24 und der bewegbare Kern 34 einstückig in der axialen Richtung hin und her.
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Der bewegbare Kern 34 liegt an einer Feder 17 an, die als ein elastisches Bauelement dient. Die Feder 17 ist mit dem bewegbaren Kern 34 an einem Ende in Kontakt, und sie ist mit einem Einstellrohr 18 an dem anderen Ende in Kontakt. Das Einstellrohr 18 ist an einer Innenseite des festen Kerns 33 befestigt. Die Feder 17 hat eine Streckkraft in einer axialen Richtung. Daher drückt die Feder 17 mit einem festen Ende den bewegbaren Kern 34 und die Nadel 24 mit einer Masse zu dem Ventilsitz 21 an dem anderen Ende. Eine Last der Feder 17 wird dadurch gesteuert, dass das Einstellrohr 18 mittels einer einstellbaren Presspassung in den festen Kern 33 gepasst wird. Der bewegbare Kern 34 und die Nadel 24 werden mit einer Masse zu dem Ventilsitz 21 gedrückt, wenn kein elektrischer Strom in den Spulenabschnitt 40 eingespeist wird. Auf diese Art und Weise liegt der Dichtabschnitt 25 an den Ventilsitz 21 an.
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Als nächstes wird der Spulenabschnitt 40 im einzelnen beschrieben.
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Der Spulenabschnitt 40 hat eine Haspel 41 und einen Wicklungsdraht 42. Die Haspel 41 ist unter Verwendung eines Kunstharzes mit einer zylindrischen Form ausgebildet. Die Haspel 41 hat einen Zylinderabschnitt 43 und einen Stützabschnitt 44, wie dies in der 4 gezeigt ist. Der Zylinderabschnitt 43 hat eine Zylinderform, und er hat an einer Außenfläche einen Wicklungsdraht 42. Der Stützabschnitt 44 erhebt sich in einer axialen Richtung von dem Zylinderabschnitt 43. Der Stützabschnitt 44 hält eine Verdrahtung 45, wie dies in der 1 gezeigt ist. Die Verdrahtung 45 ist mit dem Wicklungsdraht 42 an einem Ende elektrisch verbunden, und sie ist an dem anderen Ende mit der Verdrahtung 35 verbunden. Die Verdrahtung 42 besteht aus einem allgemein bekannten leitenden Material, und sie ist an einer Außenfläche des Zylinderabschnittes 43 gewickelt. Der Spulenabschnitt 40 ist an einer Außenseite des festen Kerns 33 angeordnet, der das Aufnahmerohr 11 aufweist, welches dazwischen gefügt ist. Der Zylinderabschnitt 43 der Haspel 41 nimmt das Aufnahmerohr 11 auf. Ein Spalt zwischen dem Wicklungsdraht 42, dem Gehäuse 31 und dem Halter 32 ist durch ein Kunstharz 46 gefüllt. Das Kunstharz 46 isoliert den Wicklungsdraht 42 von dem Gehäuse 31 und von dem Halter 32.
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Die Wicklungszahl der Wicklungsdrahtes 42, der um die Haspel 41 gewickelt ist, ändert sich von einem Ende zu dem anderen Ende in einer axialen Richtung. Der Wicklungsdraht 42 bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel hat eine kleinere Wicklungszahl des Wicklungsdrahtes 42 an einem Ende der Achse. Der Spulenabschnitt 40, der an die Einspritzvorrichtung 10 montiert ist, hat nämlich eine größere Wicklungszahl des Wicklungsdrahtes 42 an der Seite des bewegbaren Kerns 34. Daher hat der Spulenabschnitt 40 ungefähr eine konische zylindrische Form, oder er hat ungefähr eine Kegelstumpfform, wie dies in der 2 gezeigt ist. Die Wicklungszahl des Wicklungsdrahtes 42 erhöht sich schrittweise in einer axialen Richtung, wie dies ein der 1 gezeigt ist. Somit hat der Spulenabschnitt 40 einen axialen Querschnitt ungefähr mit einer Trapezform.
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Der Spulenabschnitt 40 hat im Wesentlichen eine konische Form. Ein Umriss des Wicklungsdrahtes 42 ist nämlich bezüglich einer Achse des Spulenabschnittes 40 geneigt. Die geneigte Außenseite des Wicklungsdrahtes 42 ermöglicht es, dass der Zylinderabschnitt 43 der Haspel 41 parallel zu der Achse der Spulenabschnittes 40 ist. Der Zylinderabschnitt 43 kann in eine Nähe der Außenfläche des Aufnahmerohres 11 gesetzt werden. Auf diese Art und Weise sitzen der Spulenabschnitt 40 und der feste Kern 33 eng aneinander. Somit kann das Austreten eines darin erzeugten magnetischen Flusses verringert werden, und der größte Teil des darin erzeugten magnetischen Flusses durchdringt behutsam den festen Kern 33.
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Die erhöhte Wicklungszahl des Wicklungsdrahtes 42 zu dem bewegbaren Kern 34 hin erzeugt eine größere elektromagnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern 33 und dem bewegbaren Kern 34, wenn der elektrische Strom in den Spulenabschnitt 40 eingespeist wird. Die magnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern 33 und dem bewegbaren Kern 34 hat eine Beziehung mit einem Betrag des magnetischen Flusses zwischen den beiden Kernen 33 und 34. Der Betrag des magnetischen Flusses erhöht sich, wenn sich die Wicklungszahl des Wicklungsdrahtes 42 erhöht. Daher kann der magnetische Fluss zwischen dem festen Kern 33 und dem bewegbaren Kern 34 dadurch erhöht werden, dass die Wicklungszahl des Wicklungsdrahtes 42 an der Seite des bewegbaren Kerns 34 erhöht wird. Die magnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern 33 und dem bewegbaren Kern 34 kann auf diese Art und Weise erhöht werden.
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Der magnetische Fluss des Spulenabschnittes 40 strömt radial nach außen. Daher erzeugt eine gleichmäßige Verteilung des Wicklungsdrahtes 42 in der axialen Richtung eine gleichmäßige Aufnahme des magnetischen Flusses, der von dem Spulenabschnitt 40 zu dem festen Kern 33 strömt. Der durch den festen Kern 33 an jener Position aufgenommene magnetische Fluss, die von dem bewegbaren Kern 34 entfernt ist, hat keinen großen Beitrag zu der magnetischen Anziehungskraft zwischen dem festen Kern 33 und dem bewegbaren Kern 34. Infolge dessen trägt die gleichmäßige Verteilung des Wicklungsdrahtes 42 in der axialen Richtung dazu bei, dass der Betrag des austretenden magnetischen Flusses noch wesentlicher für die magnetische Antriebskraft an der entfernten Position oder von dem bewegbaren Kern 34 weg beiträgt. Daher erzeugt die Verringerung der Wicklungszahl des Wicklungsdrahtes 42 an jener Position, die von dem bewegbaren Kern 34 entfernt ist, einen kleineren Betrag des austretenden magnetischen Flusses zu dem festen Kern 33. Die Wicklungszahl des Wicklungsdrahtes 42 kann nämlich so erhöht sein, dass der Betrag des magnetischen Flusses zwischen dem festen Kern 33 und dem bewegbaren Kern 34 relativ erhöht wird.
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Die Beziehung zwischen der Wicklungszahl des Wicklungsdrahtes 42 und der magnetischen Anziehungskraft zwischen dem festen Kern 33 und dem bewegbaren Kern 34 wird unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben. Ein Vergleichsbeispiel 1 (gestrichelte Linie) wird bei einem Spulenabschnitt erzielt, der eine gleichmäßige Verteilung des Wicklungsdrahtes in der axialen Richtung aufweist. Ein Vergleichsbeispiel 2 (Strichpunktlinie) wird von einem Spulenabschnitt erzielt, der eine erhöhte Wicklungszahl an einer Seite aufweist, die von dem bewegbaren Kern 34 entfernt ist, was im Gegensatz zu dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist. Eine gesamte Wicklungszahl des Wicklungsdrahtes ist bei der vorliegenden Erfindung dem Vergleichsbeispiel 1 und dem Vergleichsbeispiel 2 die selbe.
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Ein Spulenabschnitt 40 der vorliegenden Erfindung gemäß der 3 erzeugt eine größere magnetische Anziehungskraft als das Vergleichsbeispiel 1 oder als das Vergleichsbeispiel 2. Des Weiteren ist die magnetische Anziehungskraft bei dem Vergleichsbeispiel 1 größer als die magnetische Anziehungskraft bei dem Vergleichsbeispiel 2. Die Wicklungen des Wicklungsdrahtes 42 an der Seite des bewegbaren Kerns 34 hat bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel die größte Zahl, und die kleinste Zahl hat das Vergleichsbeispiel 2, wobei das Vergleichsbeispiel 1 dazwischen liegt. Daher wird die magnetische Anziehungskraft größer, wenn die Wicklungszahl an der Seite des bewegbaren Kerns 34 größer ist.
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Der Betrieb der vorstehend beschriebenen Einspritzvorrichtung 10 wird erläutert.
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Der feste Kern 33 und der bewegbare Kern 34 ziehen sich magnetisch nicht zueinander an, wenn kein elektrischer Strom in den Spulenabschnitt 40 eingespeist wird. Daher bewegt sich der bewegbare Kern 34 weg von dem festen Kern 33 durch eine Kraft, die durch die Feder 17 aufgebracht wird. Der bewegbare Kern 34 und die Nadel 24 mit einer Masse bewegen sich nämlich von dem festen Kern 33 weg. Daher wird der Dichtabschnitt 25 der Nadel 24 an den Ventilsitz 21 gesetzt. Auf diese Art und Weise wird die Einspritzung des Kraftstoffes aus dem Düsenloch 23 gestoppt.
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Der in den Spulenabschnitt 40 eingespeiste elektrische Strom erzeugt das magnetische Feld, um den magnetischen Fluss in dem Gehäuse 31, in dem zweiten magnetischen Abschnitt 14, in dem festen Kern 33, in dem bewegbaren Kern 34, in dem ersten magnetischen Abschnitt 12 und in dem Halter 32 zu erzeugen. Daher wird die magnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern 33 und dem bewegbaren Kern 34 erzeugt, die durch eine Kraft getrennt werden, welche durch die Feder 17 aufgebracht wird, wenn der elektrische Strom in den Spulenabschnitt 40 eingespeist wird. Der bewegbare Kern 34 und die Nadel 24 mit einer Masse heben von dem Ventilsitz 21 zu dem festen Kern 33 ab, wenn die magnetische Anziehungskraft die Kraft von der Feder 17 überschreitet. Der Dichtabschnitt 25 der Nadel 24 hebt nämlich von dem Ventilsitz 21 ab. Der bewegbare Kern 34 und die Nadel 24 bewegen sich einstückig nach oben, bis der bewegbare Kern 34 an den festen Kern 33 gemäß der 1 anliegt.
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Der dem Kraftstoffanschluss 15 bereitgestellte Kraftstoff strömt in die Einspritzvorrichtung 10 durch den Kraftstofffilter 16, die Innenseite des Aufnahmerohres 11, die Innenseite des Einstellrohres 18, die Innenseite des festen Kerns 33, die Innenseite des bewegbaren Kerns 34, das Kraftstoffgefäß 27 an der Innenseite der Nadel 24, das Kraftstoffloch 28 und 29 zu dem Kraftstoffgefäß 26. Der Kraftstoff in dem Kraftstoffgefäß 26 strömt weiter zu dem Düsenloch 23 aus dem Spalt zwischen der Nadel 24 und dem Ventilkörper 20, der von dem Ventilsitz 21 abhebt. Auf diese Art und Weise wird der Kraftstoff aus dem Düsenloch 23 eingespritzt.
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Die magnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern 33 und dem bewegbaren Kern 34 verschwindet, wenn der elektrische Strom in dem Spulenabschnitt 40 unterbrochen wird. Dann bewegen sich der bewegbare Kern 34 und die Nadel 24 mit einer Masse in einer entgegengesetzten Richtung zu dem festen Kern 33 durch die Kraft, die durch die Feder 17 aufgebracht wird. Daher liegt der Dichtabschnitt 25 an den Ventilsitz 21 an, und der Strom des Kraftstoffes zwischen dem Kraftstoffgefäß 26 und dem Düsenloch 23 wird gestoppt. Infolge dessen wird die Einspritzung des Kraftstoffes gestoppt.
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Der Spulenabschnitt 40 bei dem ersten Ausführungsbeispiel hat die größere Wicklungszahl des Wicklungsdrahtes 42 an der Seite des bewegbaren Kerns 34. Daher ist das magnetische Feld, das daran erzeugt wird, an der Seite des bewegbaren Kerns 34 größer. Auf diese Art und Weise wird die magnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern 33 und dem bewegbaren Kern 34 erhöht. Daher kann die magnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern 33 und dem bewegbaren Kern 34 erhöht werden, ohne dass eine Querschnittsfläche oder ein Volumen des bewegbaren Kerns 34 vergrößert wird. Das Gewicht des bewegbaren Kerns 34 wird nämlich nicht erhöht. Der bewegbare Kern 34 ist auf diese Art und Weise leichter, wodurch der bewegbare Kern 34 und die Nadel 25 mit einer Masse ein verbessertes Ansprechverhalten haben. Des Weiteren trägt das verbesserte Ansprechverhalten des bewegbaren Kerns 34 und der Nadel 24 mit einer Masse zu einer genauen Steuerung einer Menge des eingespritzten Kraftstoffes bei, indem der Spalt zwischen dem Kraftstoffgefäß 26 und dem Düsenloch 23 schnell geöffnet und geschlossen wird.
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(Abwandlung)
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Eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispieles ist in den 4 und 5 gezeigt.
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Die Wicklungszahl des Wicklungsdrahtes 42 ändert sich allmählich in einem Spulenabschnitt 40 in einer axialen Richtung. Ein axialer Querschnitt des Spulenabschnittes 40 hat eine dreieckige Form in einem Teil, der den Wicklungsdraht 42 trägt. Auf diese Art und Weise ist der Spulenabschnitt 40 mit einer konischen Außenform ausgebildet.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Die Einspritzvorrichtung 10 bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der 6 gezeigt. Ähnliche Bauteile haben die selben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, und die Beschreibungen von den ähnlichen Bauteilen wird weggelassen.
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Der Spulenabschnitt 40 hat ein magnetisches Bauelement 60 an einer Außenfläche. Das magnetische Bauelement 60 besteht aus einem magnetischen Material. Das magnetische Bauelement 60 hat zwei Enden, nämlich ein Ende 61 in einer axialen Richtung, das mit dem ersten magnetischen Abschnitt 12 des Aufnahmerohres 11 in Kontakt ist, und das andere Ende 62, das mit dem zweiten magnetischen Abschnitt 14 in Kontakt ist. Auf diese Art und Weise ist das magnetische Bauelement 60 mit dem ersten magnetischen Abschnitt 12 und mit dem zweiten magnetischen Abschnitt 14 des Aufnahmerohres magnetisch verbunden. Das magnetische Bauelement 60 hat nämlich das Gehäuse 31 und den Halter 32 des ersten Ausführungsbeispieles in einer integrierten Form. Des Weiteren nimmt das magnetische Bauelement 60 den Spulenabschnitt 40 in dem Körper auf. Das magnetische Bauelement 60 hat eine Öffnung in einer Umfangsrichtung, wie dies in der 7 gezeigt ist. Auf diese Art und Weise deckt das magnetische Bauelement 60 den Spulenabschnitt 40 in der Umfangsrichtung teilweise ab.
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Das magnetische Bauelement 60 ist mit einer Form ausgebildet, die an einen Außenumfang des Spulenabschnittes 40 passt. Daher sind ein Innenradius und ein Außenradius des magnetischen Bauelementes 60 an einem Ende 61 an der Seite des ersten magnetischen Abschnittes 12 größer als der Innenradius und der Außenradius an einem Ende 62 an der Seite des zweiten magnetischen Abschnittes 14. Infolge dessen nimmt das magnetische Bauelement 60 eine konische zylindrische Form an, die eine Öffnung in einer Umfangsrichtung aufweist, nämlich eine schirmartige Form mit einer Öffnung in der Umfangsrichtung. Der Spulenabschnitt 40 ist in einem zylindrischen magnetischen Bauelement 60 untergebracht.
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Der Spulenabschnitt 40 hat eine größere Wicklungszahl des Wicklungsdrahtes 42 an der Seite des bewegbaren Kerns 34 als bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Daher hat der Spulenabschnitt 40 eine konische Form mit einer äußeren Seite, die gegenüber der Achse geneigt ist. Das magnetische Bauelement 60 kann mit einer konischen zylindrischen Form mit dem Spulenabschnitt 40 ausgebildet sein, der mit einer konischen Form ausgebildet ist. Das magnetische Bauelement 60 hat eine konische zylindrische Form zur Vereinfachung des Gießvorgangs.
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Das magnetische Bauelement 60 muss mit einer zylindrischen Form ausgebildet sein, wenn der Spulenabschnitt 40 mit einer zylindrischen Form ausgebildet ist. Jedoch muss das magnetische Bauelement 60, das mit einer zylindrischen Form ausgebildet ist, bereichsweise eine Form aufweisen, die sich an beiden Enden in einer axialen Richtung der zylindrischen Form nach innen erstreckt. Das magnetische Bauelement 60 mit der zylindrischen Form nimmt nämlich eine komplizierte Form ein, und die zylindrische Form ist bei einem einstückigen Gießvorgang schwierig auszubilden. Daher wird das magnetische Bauelement bei der herkömmlichen Einspritzvorrichtung in zwei Teile geteilt, nämlich das Gehäuse und den Halter in einer oberen axialen Richtung und in einer unteren axialen Richtung.
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Jedoch ist der Spulenabschnitt 40 bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel mit einer konischen Form ausgebildet. Daher ist das magnetische Bauelement mit einer konischen zylindrischen Form ausgebildet, die eine Öffnung in der Umfangsrichtung aufweist. Das magnetische Bauelement 60 kann nämlich ohne eine Naht einstückig ausgebildet sein.
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Das magnetische Bauelement 60, das den Spulenabschnitt 40 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel abdeckt, ist ohne eine Fuge in der axialen Richtung einstückig ausgebildet. Daher ist der Aufbau der Einspritzvorrichtung 10 vereinfacht, und die Anzahl der Bauteile bei der Einspritzvorrichtung 10 ist verringert.
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Auch wenn die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit ihren bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständig beschrieben ist, so sollte beachtet werden, dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen für den Durchschnittsfachmann offensichtlich sind.
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Zum Beispiel kann das Düsenloch 23 direkt an dem Ventilkörper 20 angeordnet sein, und zwar anstelle des Düsenloches 23, dass in der Düsenlochplatte 22 an einem Ende des Ventilkörpers 20 bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgebildet ist.
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Des Weiteren hat der Wicklungsdraht 42 eine gleichmäßige Dicke bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Daher wird die konische Form dadurch ausgebildet, dass die Anzahl der Wicklungen an der Seite des bewegbaren Kerns 34 bei dem Spulenabschnitt 40 erhöht wird. Jedoch kann die Dicke des Wicklungsdrahtes 42 zur Seite des bewegbaren Kerns 34 dicker werden, um so eine im Wesentlichen zylindrische Form des Spulenabschnittes 40 auszubilden, der eine erhöhte Wicklungszahl des Wicklungsdrahtes 42 an der Seite des bewegbaren Kerns 34 aufweist.
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Des Weiteren wird die Nadel als das Ventilelement bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet. Jedoch kann das Ventilelement mit einer beliebigen Form wie zum Beispiel ein Kugelventil oder dergleichen ausgebildet sein.
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Derartige Änderungen und Abwandlungen sollen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung sein, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
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Ein Kraftstoffeinspritzventil (10) hat ein Ventilelement (24) zum Regulieren einer Kraftstoffströmung zu einem Düsenloch (23), einen bewegbaren Kern (34), der in einem integrierten Körper mit dem Ventilelement (24) axial verschiebbar ist, einen festen Kern (33), dem ein Ende des bewegbaren Kerns (34) gegenüberliegt, und einen Spulenabschnitt (40) mit einer erhöhten Wicklungszahl eines Wicklungsdrahtes (42) zu dem bewegbaren Kern bei einer Haspel (41), so dass eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem bewegbaren Kern (34) und dem festen Kern (33) bei einer Einspeisung eines elektrischen Stroms erhalten wird. Die Wicklungszahl des Drahtes (42) erhöht sich zur Seite eines Endes an einem bewegbaren Kern (34) bei dem Spulenabschnitt (40). Daher wird das erzeugte magnetische Feld an der Seite des bewegbaren Kerns stärker. Auf diese Art und Weise ist die magnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern (33) und dem bewegbaren Kern (34) erhöht, ohne dass ein Querschnitt und/oder ein Körper des bewegbaren Kerns (34) vergrößert wird.
