DE102006000286A1

DE102006000286A1 - Kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE102006000286A1
Application number: DE102006000286A
Authority: DE
Inventors: Kouichi Mochizuki; Kimitaka Saito; Hiroaki Nagatomo
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-06-10
Filing date: 2006-06-09
Publication date: 2006-12-14
Also published as: JP4438760B2; JP2007016769A; US20060283988A1; US7458531B2

Abstract

Ein Kraftstoffeinspritzventil weist einen Ventilkörper (12, 16) mit einem Ventilsitz (14), ein Ventilelement (30, 50), das geeignet ist, an einem Ventilsitz zu sitzen und diesen zu verlassen, ein Düsenloch (21) zum Einspritzen des Kraftstoffs hat, und einen Elektromagnetantriebsabschnitt (60, 70) auf. Ein Halteelement (63) umgibt und hält an einer Endseite davon zumindest eine Teilfläche (53) eines entgegengesetzt zu dem düsenlochseitigen Ende liegenden Wandabschnitt (51) des Ventilelements. Das Halteelement (63) umgibt und hält an einer entgegengesetzten Endseite davon einen vorbestimmten Flächeninhalt (Dc) eines Konstantpositionshalteabschnitts (64), ohne durch den Druck des durch einen Kraftstoffdurchgang des Ventilkörpers strömenden Kraftstoffs beeinflusst zu werden und ungeachtet einer Bewegung des Ventilelements. Das Halteelement (63) stellt eine elastische Verbindung zwischen wechselseitig entgegengesetzten Endwänden des entgegengesetzt zu dem düsenlochseitigen Ende liegenden Wandabschnitts und des Konstantpositionshalteabschnitts bereit, und eine Innenfläche (63s) des Halteelements (63), die zwischen der Teilfläche der einen Endseite und dem vorbestimmten Flächeninhalt an der entgegengesetzten Seite umgeben ist, ist abgesperrt, um durch den Druck des um die Innenfläche vorhandenen Kraftstofffs nicht beeinflusst zu werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritventil, das Kraftstoff durch Einspritzung einer Brennkraftmaschine zuführt.

JP-9-14090A und JP-2002-310030A zeigen ein Kraftstoffeinspritzventil, das einen elektromagnetischen Solenoid hat, der einen bewegbaren Kern magnetisch anzieht, der mit einer Ventilnadel verbunden ist und zum Zusammenwirken mit der Ventilnadel geeignet ist, um dadurch die Ventilnadel direkt anzutreiben. Die Ventilnadel ist angepasst, um an einem Ventilsitz zu sitzen und diesen zu verlassen. Das Kraftstoffeinspritzventil dieser Bauart ist mit einem elastischen Element, wie z. B. einer Feder zum Vorspannen der Ventilnadel in Richtung auf den Ventilsitz versehen. Der bewegbare Kern ist an einem Ende der Ventilnadel an der zu dem Ventilsitz entgegengesetzten Seite vorgesehen und ein Ventilelement mit der Ventilnadel und dem Kern ist an der gesamten Fläche seines Endabschnitts, die zu einem Düsenloch entgegengesetzt liegt, dem Kraftstoff ausgesetzt. Wie insbesondere in 9 gezeigt ist, wird Kraftstoff, dessen Druck auf einen vorbestimmten Druck erhöht wurde, zu einem Kraftstoffeinlass geleitet, der in einem Kraftstoffeinführabschnitt 948 eines Kraftstoffeinspritzventils 902 an der Seite ausgebildet ist, die entgegengesetzt zu einem Kraftstoffeinspritzventil 902 ist, tritt dann durch das Innere des Kraftstoffeinspritzventils 902 hindurch und erreicht ein Düsenloch 921. Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 902, das somit gestattet, dass Kraftstoff durch dieses hindurch tritt, ist eine gesamte Fläche 951a eines oberen Endabschnitts 951 eines bewegbaren Kerns 950 dem Kraftstoff ausgesetzt. Der obere Endabschnitt entspricht der gesamten Fläche des Endabschnitts, der entgegengesetzt zu dem Düsenloch ist. Der bewegbare Kern 950 ist mit einer Nadel 930 verbunden und geeignet, mit der Nadel zusammen zu wirken.

Wenn sich das Kraftstoffeinspritzventil schließt, wird die Nadel veranlasst, sich an den Ventilsitz mit der Vorspannkraft des elastischen Elements zu setzen, um das Ventil geschlossen zu halten. Wenn das Ventil geschlossen ist, wird nicht nur die Vorspannkraft des elastischen Elements sondern ebenso der Druck des Kraftstoffs, der in das Kraftstoffeinspritzventil eingeführt wird, in die Ventilschließrichtung aufgebracht.

Es besteht die Tendenz, dass im Hinblick der Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit und der Leistungsabgabe Direkteinspritzverbrennungsmotoren hergestellt werden. Jedoch wird im Fall der direkten Einspritzung von Kraftstoff in eine Brennkammer aus einem Kraftstoffeinspritzventil die Nadel mit einer großen Kraft in die Ventilschließrichtung aufgrund eines hohen Kraftstoffdrucks für die Direkteinspritzung vorgespannt. Darüber hinaus ist es bei einem Innenzylinderverbrennungsdruck notwendig, die Vorspannkraft des elastischen Elements zu erhöhen und die Nadel stark in Richtung auf den Ventilsitz vorzuspannen, falls die Nadel mit dem Verbrennungsdruck geöffnet werden sollte, wenn der Kraftstoffdruck beispielsweise beim Starten niedrig ist.

Somit erfordert der Solenoid eine Energie, die groß genug ist, um die durch den Kraftstoff induzierte Vorspannkraft und die durch das elastische Element induzierte Vorspannkraft zu übersteigen, die als Antriebskraft zum Öffnen des Ventils notwendig ist.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorstehend angegebenen Umstände gemacht, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Antriebskraft eines elektromagnetischen Antriebsabschnitts zum Öffnen eines Kraftstoffeinspritzventils zu mindern.

Es ist des Weiteren die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzventil zu schaffen, das auch dann, wenn es durch einen Innenzylinderdruck einer Brennkraftmaschine beeinflusst wird, die Antriebskraft eines elektromagnetischen Antriebsabschnitts zum Öffnen des Ventils mindern kann und ein Ventilelement geschlossen halten kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen mit einem Ventilkörper, wobei der Ventilkörper einen Ventilsitz an seinem inneren Umfang hat, der einen Kraftstoffdurchgang ausbildet, einem Ventilelement, das angepasst ist, um sich an einen Ventilsitz zu setzen und diesen zu verlassen, einem Düsenloch, das stromabwärts des Ventilsitzes ausgebildet ist, um Kraftstoff einzuspritzen, der von dem Kraftstoffdurchgang gefördert wird, und einem elektromagnetischen Antriebsabschnitt, der eine Antriebskraft zum magnetischen Anziehen des Ventilelements erzeugt. Das Kraftstoffeinspritzventil weist ferner ein Halteelement auf. Das Halteelement umgibt und hält an einer seiner Endseiten zumindest einen Teilbereich eines Wandabschnitts entgegengesetzt zu der Düsenlochseite des Ventilelements, der an der Seite entgegengesetzt zu dem Düsenloch gelegen ist. Das Halteelement umgibt und hält an seiner entgegengesetzten Endseite einen vorbestimmten Flächeninhalt eines Konstantpositionshalteabschnitts, der an einer vorbestimmten Position gehalten wird, ohne durch den Druck des Kraftstoffs beeinflusst zu werden, der durch den Kraftstoffdurchgang strömt, und ungeachtet der Bewegung des Ventilelements. Das Halteelement stellt eine elastische Verbindung zwischen wechselseitig entgegengesetzten Endwänden des entgegengesetzt zu der Düsenlochseite gelegenen Endwandabschnitts und des Konstantpositionshalteabschnitts bereit. Eine Innenfläche des Halteelements, die zwischen der Teilfläche an der einen Endseite und dem vorbestimmten Flächeninhalt an der entgegengesetzten Endseite umgeben ist, ist verschlossen, so dass dieses nicht durch den Druck des Kraftstoffs beeinflusst wird, die um den Innenbereich vorhanden ist.

Gemäß dieser Konstruktion ist es möglich, den Einfluss des Kraftstoffdrucks zu verringern, der an dem Ventilelement in die Ventilschließrichtung wirkt, und ist es daher möglich, die Antriebskraft des elektromagnetischen Antriebsabschnitts zum Öffnen des Ventils zu mindern.

1 ist eine Schnittansicht, die die Konstruktion eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Teilschnittansicht, die einen Elektromagnetantriebsabschnitt und dessen Umgebung zeigt, der in 1 gezeigt ist;
3 ist eine Teilschnittansicht, die ein Ventilelement und einen Ventilkörper zeigt, die beide in 1 gezeigt sind;
4 ist eine Teilschnittansicht, die einen Elektromagnetabschnitt und dessen Umgebung in einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
5 ist eine Schnittansicht, die die Konstruktion eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist eine Teilschnittansicht davon;
7 ist eine Teilschnittansicht, die ein Ventilelement und einen Ventilkörper zeigt, die beide in 5 gezeigt sind;
8 ist eine Teilschnittansicht, die einen Elektromagnetantriebsabschnitt und dessen Umgebung in einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
9 ist eine Schnittansicht, die die Konstruktion eines herkömmlichen Kraftstoffeinspritzventils zeigt.
Kraftstoffeinspritzventile für die Zufuhr von Kraftstoff zu einem Benzinverbrennungsmotor gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen genau beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 ist eine Schnittansicht, die die Konstruktion eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. 1 zeigt einen Zustand, in dem das Kraftstoffeinspritzventil geschlossen ist und ein Elektromagnetantriebsabschnitt nicht in Betrieb ist.
Wie in 1 gezeigt ist, wird das Kraftstoffeinspritzventil 2 bei einer Brennkraftmaschine, insbesondere bei einem Benzinverbrennungsmotor verwendet. Das Kraftstoffeinspritzventil 2 ist beispielsweise in einem Einlassrohr oder an jedem Zylinder bei einem Mehrzylinderbenzinverbrennungsmotor (beispielsweise ein Vierzylinderverbrennungsmotor) (im Folgenden einfach als „Verbrennungsmotor" bezeichnet) montiert, um Kraftstoff in eine Brennkammer einzuspritzen, die in jedem Zylinder ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass das Kraftstoffeinspritzventil 2 an jedem Zylinder vorgesehen ist. Durch eine (nicht gezeigte) Kraftstoffpumpe mit Druck beaufschlagter Kraftstoff wird zu dem Kraftstoffeinspritzventil 2 durch ein (nicht gezeigtes) Kraftstoffverteilungsrohr gefördert. Im Allgemeinen wird der in einem Tank (nicht gezeigt) vorhandene Kraftstoff hochgepumpt und durch eine (nicht gezeigte) Kraftstoffpumpe ausgestoßen und wird dann in das Kraftstoffverteilungsrohr geleitet. Der ausgestoßene Kraftstoff wird auf einen vorbestimmten Druck durch eine Druckreguliervorrichtung, wie z. B. einen (nicht gezeigten) Druckregulator eingestellt und wird dann zu dem Kraftstoffverteilungsrohr gefördert. In dem Fall eines Direkteinspritzverbrennungsmotors wird der Druck des Kraftstoffs, der zu einer Brennkammer in der Brennkraftmaschine gefördert wird, auf ungefähr 2 MPa oder höher eingestellt. Daher wird Kraftstoff eines vorbestimmten geringen Drucks (beispielsweise 0,2 MPa), der aus dem Kraftstofftank durch die Kraftstoffpumpe hochgepumpt wird, durch eine (nicht gezeigte) Hochdruckpumpe mit Druck beaufschlagt und wird der so auf einen hohen vorbestimmten Druck (beispielsweise in dem Bereich von 2 bis 13 MPa) beaufschlagte Kraftstoff zu dem Kraftstoffeinspritzventil 2 durch das Kraftstoffverteilungsrohr gefördert. Der Druck des von der Kraftstoffpumpe ausgestoßenen Kraftstoffs und derjenige des von der Hochdruckpumpe zu dem Kraftstoffverteilungsrohr geförderten Kraftstoffs werden auf einen vorbestimmten Druck durch eine Druckreguliervorrichtung, wie z. B. einen (nicht gezeigten) Druckregulator eingestellt. Der Verbrennungsmotor, auf den in diesem Ausführungsbeispiel Bezug genommen wird, wird als Direkteinspritzbenzinverbrennungsmotor angenommen.
Das Kraftstoffeinspritzventil 2, das im Allgemeinen eine zylindrische Gestalt hat, wie in 1 gezeigt ist, nimmt Kraftstoff von einem seiner Enden auf und spritzt den Kraftstoff von seinem entgegengesetzten Ende durch einen in dem Inneren des Ventils ausgebildeten Kraftstoffdurchgang ein. Das Kraftstoffeinspritzventil 2 weist einen Ventilabschnitt B zum Abschalten und Zulassen der Einspritzung des Kraftstoffs, einen Elektromagnetantriebsabschnitt S zum Antreiben des Ventilabschnitts B und einen zylindrischen Behälter (oder auch Aufnahmedose) 63 auf. Der Kraftstoff, der in dem Kraftstoffdurchgang von einem Ende des Kraftstoffeinspritzventils 2 aufgenommen wird, wird von dem Ventilabschnitt in den zugehörigen Zylinder bei dem Verbrennungsmotor eingespritzt.
Wie in den 1 und 3 gezeigt ist, weist der Ventilabschnitt B einen Düsenkörper 12 als Ventilkörper und eine Nadel 30 als Ventilelement auf. Der Kraftstoff, der durch den inneren Kraftstoffdurchgang strömt, wird zu dem inneren Umfang des Düsenkörpers 11 geleitet. Der Düsenkörper 12 hat eine konische Fläche 13 als innere Umfangsfläche, die einen kleineren Durchmesser in Richtung auf ein Düsenloch 21 in die Kraftstoffströmungsrichtung bekommt. Die Nadel 30 kann sich an die konische Fläche 13 ansetzten und diese verlassen. Die konische Fläche 13 bildet einen Ventilsitz 14, der gestattet, dass die Nadel 30 sich daran ansetzt und diesen verlässt. Genauer gesagt, setzt sich ein Anstoßabschnitt 31 als Sitzabschnitt der Nadel 30 an den Ventilsitz 14 und verlässt diesen. Der Ventilsitz 14 und der Anstoßabschnitt 31 bilden einen Sitzabschnitt, der eine Ölabdichtungsfunktion für den Ventilabschnitt zum Anhalten der Einspritzung des Kraftstoffs erfüllt.
Zentral von dem Ventilsitz 14 ist das Düsenloch 21 ausgebildet, das mit dem inneren Kraftstoffdurchgang in Verbindung stehen kann, nämlich in Richtung auf die stromabwärtige Seite des Ventilsitzes 14 in die Kraftstoffströmungsrichtung. Die Abmessung, die axiale Ausrichtung und die Auslegung des Düsenlochs 21 werden gemäß der erforderlichen Gestalt, Richtung und Anzahl der Kraftstoffsprühnebel bestimmt.
Eine Öffnungsfläche des Düsenlochs definiert die Durchflussrate, wenn das Ventil offen ist. Daher wird die Menge des Kraftstoffs, der durch das Kraftstoffeinspritzventil 2 einzuspritzen ist, gemäß der Öffnungsfläche des Düsenlochs 21, der Hubgröße HD1 der Nadel 30 und eine Ventilöffnungsdauer eingestellt.
Wenn die Nadel 30 an dem Ventilsitz 14 sitzt, wird die Einspritzung des Kraftstoffs aus dem Düsenloch 21 angehalten, während dann, wenn die Nadel 30 den Ventilsitz 14 verlässt, der Kraftstoff aus dem Düsenloch 21 eingespritzt wird.
Der Düsenkörper 12 wird beispielsweise durch Schweißen an der Innenwand eines kraftstoffeinspritzseitigen Endabschnitts eines Ventilgehäuses 16 fixiert. Der Düsenkörper 12 ist mit einer im Allgemeinen gestuften mit einem Boden versehenen Zylinderform ausgebildet und ist in die innere Umfangsseite eines unteren Endabschnitts des Ventilgehäuses 16 eingesetzt. Der äußere Umfang des Düsenkörpers 12 hat einen Durchmesser, der in Richtung nach unten von dem Stufenabschnitt kleiner wird. Wenn der gestufte Abschnitt des Düsenkörpers 12 in Anstoß gegen einen gestuften Abschnitt gelangt, der an der inneren Umfangsseite des Ventilsgehäuses 16 ausgebildet ist, wird verhindert, dass der Düsenkörper 12 sich unter dem Kraftstoffdruck von dem Ventilgehäuse 16 löst.
Der Düsenkörper 12 und das Ventilgehäuse 16 bilden einen Ventilkörper, der den Ventilsitz 14 hat, um daran die Nadel 30 anzusetzen und davon zu trennen. Für die Ausbildung des Düsenkörpers 12 und des Ventilgehäuses 16 als getrennte Elemente und für die Fixierung der beiden integral durch Schweißen wird keine Beschränkung gemacht. Beide können ausgangs miteinander als ein Stück ausgebildet werden. Im Allgemeinen ist es erforderlich, dass der Ventilsitz 14 des Ventilkörpers einen relativ hohen Abnutzungswiderstand hat, da die Nadel 30 sich wiederholt bei jeder Einspritzung des Kraftstoffs an den Ventilsitz ansetzt und diesen verlässt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Abschnitt, der den Ventilsitz 14 hat, insbesondere der Düsenkörper 12 bei dem Ventilkörper unter Verwendung eines spezifischen Werkstoffs ausgebildet, der einen relativ hohen Abnutzungswiderstand hat, während das Ventilgehäuse 16 an der Seite, die mit dem Elektromagnetantriebsabschnitt (insbesondere einem rohrförmigen Element 40) S verbunden ist, unter Verwendung eines Werkstoffs, beispielsweise eines kostengünstigen Werkstoffs ausgebildet werden kann, der ein anderer als der spezifische Werkstoff ist.
Die Nadel 30 wird mit einer im Allgemeinen schaftförmigen Gestalt ausgebildet und kann axial durch das Innere des Ventilkörpers 12 hin- und herlaufen. Wie in den 1 und 3 gezeigt ist, ist ein Spitzenabschnitt der Nadel 30 im Allgemeinen in der Form einer konischen Fläche ausgebildet und derart positioniert, dass der Scheitelpunkt der im Allgemeinen konischen Form zu einem Kraftstoffsumpf (im Folgenden einfach als „Sackabschnitt" bezeichnet) 18 mit einem sehr kleinen Volumen weist. Der Sackabschnitt 18 ist ein Sackloch eines kleinen Volumens, das wie ein Sack an der Spitzenseite des Düsenkörpers 12 ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Sackabschnitt 18 derart ausgebildet, dass das Düsenloch 21 sich durch den Ventilkörper 12 sowohl nach innen als auch nach außen erstreckt, wie in 3 gezeigt ist.
Der Anstoßabschnitt 31 ist an einem kreisförmigen Kantenabschnitt an einer oberen Grundseite der im Wesentlichen konischen Form ausgebildet und ist linear zu dem Ventilsitz 14 an einem Kreis eines Sitzdurchmessers Ds abgedichtet.
Die Form der Spitzenabschnitts der Nadel 30 ist nicht auf die im Wesentlichen konische Form beschränkt, sondern sie kann jede andere Form sein, solange die angenommene Form die lineare Abdichtung gestattet. Beispielsweise kann sie eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige Gestalt oder eine im Wesentlichen halbkugelförmige Gestalt sein. Das Abdichtungsverfahren für den Anstoßabschnitt 31 und den Ventilsitz 14 ist nicht auf die lineare Abdichtung beschränkt, sondern beide können an konischen Flächen flächengedichtet sein.
Ein bewegbarer Kern 50 ist an einem Endabschnitt 32 der Nadel 30 an der Seite fixiert, die entgegengesetzt zu dem Ventilsitz 14 liegt. Die Nadel 30 und der bewegbare Kern 50 bewegen sich axial in Zusammenwirkung miteinander hin und her.
Die Nadel 30 und der bewegbare Kern 50 bilden das Ventilelement. Der Herstellungsweg des Ventilelements ist nicht auf das Fixieren der Nadel 30 und des bewegbaren Kerns 50 integral miteinander durch Schweißen oder Ähnliches beschränkt. Die Nadel 30 und der bewegbare Kern 50 können einstückig in einem Stück miteinander ausgebildet werden.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, weist der Elektromagnetantriebsabschnitt S das rohrförmige Element 40, den bewegbaren Kern 50, einen feststehenden Kern 60 und eine Spule 70 auf.
Das rohrförmige Element 40 ist innerhalb der inneren Umfangswand des Ventilkörpers (genauer gesagt das Ventilgehäuse 16) an der Seite, die entgegengesetzt zu dem Düsenloch liegt, eingesetzt und ist mit dem Ventilkörper beispielsweise durch Schweißen fixiert. Das rohrförmige Element 40 besteht aus einem ersten magnetischen rohrförmigen Abschnitt 42, einem nicht magnetischen rohrförmigen Abschnitt 44 und einem zweiten magnetischen rohrförmigen Abschnitt 46 in der Reihenfolge von der Seite des Düsenlochs 21. Der nicht magnetische rohrförmige Abschnitt 44 verhindert einen Kurzschluss zwischen dem ersten magnetischen rohrförmigen Abschnitt 42 und dem zweiten magnetischen rohrförmigen Abschnitt 46. Durch diese Verhinderung des magnetischen Kurzschlusses wird erlaubt, dass ein magnetischer Fluss, der durch eine elektromagnetische Kraft induziert wird, die sich aus der Energiebeaufschlagung der Spule 60 ergibt, wirksam sowohl in dem bewegbaren Kern 50 als auch in dem feststehenden Kern 60 fließt.
Der bewegbare Kern 50 wird unter Verwendung eines magnetischen Werkstoffs ausgebildet und wird beispielsweise durch Schweißen an dem Endabschnitt 32 der Nadel 30 an der Seite fixiert, die entgegengesetzt zu dem Ventilsitz 14 liegt. Der bewegbare Kern 50 bewegt sich gemeinsam mit der Nadel 30 hin und her. Der bewegbare Kern 50 weist einen Halteabschnitt 52, der an dem Endabschnitt der Nadel 30 fixiert ist, einen Körperabschnitt („zylindrischen Abschnitt" im Folgenden) 51 und einen Endabschnitt („Stützendabschnitt" im Folgenden) auf, der an einem Endabschnitt 63a eines rohrförmigen Behälters 63 fixiert ist. Der Halteabschnitt 52 ist an dem düsenlochseitigen unteren Ende des zylindrischen Abschnitts 51 ausgebildet, während der Stützendabschnitt 53 an der an dem entgegengesetzt zu dem Düsenloch liegenden oberen Ende des zylindrischen Abschnitts 51 ausgebildet ist. Der Stützendabschnitt 53 steht zu der Seite des feststehenden Kerns 60 von den oberen Endwänden 55 und 56 als Magnetpolwände des zylindrischen Abschnitts 51 vor. Von den oberen Endwänden 55 und 56 ist die Magnetpolwand 55 entgegengesetzt zu einer Magnetpolwand 65 an der Seite des feststehenden Kerns 60 über einen vorbestimmten axialen Spalt („Luftspalt" im Folgenden) G1 angeordnet. Der Luftspalt G1 stellt eine Trenndistanz, insbesondere eine Hubgröße HD1 der Nadel 30 von dem Ventilsitz 14 dar.
Der Stützendabschnitt 53 ist innerhalb der Magnetpolwand 55 gelegen. Wie in 2 gezeigt ist, ist es in diesem Fall vorzuziehen, dass die Magnetpolwand 55 so ausgebildet ist, dass sie eine vorbestimmte räumliche Höhendifferenz mit Bezug auf die Magnetpolfläche 56 bereitstellt, die innerhalb der Magnetpolwand 55 gelegen ist. Gemäß dieser Konstruktion kann an den oberen Endwänden 55 und 56 die Magnetpolwand 55 einer Endbearbeitung entsprechend der vorbestimmten räumlichen Höhendifferenz unterzogen werden, so dass der Luftspalt G1 auf die Hubgröße HD1 über den gesamten Umfang einschließlich der Magnetpolwand 65 an der Seite des feststehenden Kerns 60 und der entgegengesetzt dazu liegenden Magnetpolwand 55 gesteuert werden kann.
Mehrere (zwei in diesem Ausführungsbeispiel) Kraftstoffvertiefungen 57 als Kraftstoffdurchgänge sind in dem äußeren Umfang des bewegbaren Kerns 50 ausgebildet (insbesondere dem zylindrischen Abschnitt 51).
Der feststehende Kern 50 ist mit einer im Wesentlichen zylindrischen Gestalt unter Verwendung eines magnetischen Werkstoffs ausgebildet. Der feststehende Kern 60 ist in das rohrförmige Element 40 eingesetzt und ist mit dem rohrförmigen Element 40 beispielsweise durch Schweißen fixiert. Der feststehende Kern 60 wird an der Seite, die entgegengesetzt zu dem Düsenloch mit Bezug auf den bewegbaren Kern 50 ist, eingebaut und ist entgegengesetzt zu dem bewegbaren Kern 50.
Ein mit einem Boden versehenes Behälterloch 52 ist innerhalb des feststehenden Kerns 60 an der Seite des Magnetpols 65 ausgebildet. Mehrere (zwei in diesem Ausführungsbeispiel) Kraftstoffvertiefungen 67 als Kraftstoffdurchgänge sind in dem äußeren Umfang des feststehenden Kerns 60 ausgebildet. In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass die Kraftstoffvertiefungen 67 des feststehenden Kerns 60 und die Kraftstoffvertiefungen 57 des bewegbaren Kerns 50 so ausgebildet sind, dass sie einander axial entgegengesetzt sind. Wenn der Kraftstoff, der in das Kraftstoffeinspritzventil 2 gefördert wird, durch die Kraftstoffvertiefungen 57 und 67 tritt, wird es dadurch möglich, die Strömung des Kraftstoffs zu unterdrücken, die zwischen den Magnetpolenden 55 und 56 im Wesentlichen in die Umfangsrichtung der beiden Magnetpolende strömt.
Da das Behälterloch 62 sich nicht durch den feststehenden Kern 60 axial erstreckt, wenn der Kraftstoff, der in das Kraftstoffeinspritzventil 2 gefördert wird, durch den feststehenden Kern 60 tritt, wird die Kraftstoffströmung in dem Abschnitt des Behälterlochs 62 eingedämmt. Folglich ist es nicht wahrscheinlich, dass überhaupt eine Kraftstoffströmung auftritt, die zwischen den Magnetpolwänden 55 und 65 im Wesentlichen in die Durchmesserrichtung der beiden Magnetpolwände strömt.
Der rohrförmige Behälter 63 ist innerhalb des Behälterlochs 62 untergebracht. Ein Stützelement 64 ist an dem Boden des Behälterlochs 62 angeordnet und ein Endabschnitt 63b des rohrförmigen Behälters 63 ist an dem Stützelement 64 fixiert. Der Durchmesser Dc des Stützelements 64, das den Endabschnitt 63b stützt, als offenes Ende hat eine vorbestimmte Querschnittsfläche.
Das Stützelement 64 ist im Wesentlichen in einer Stabform ausgebildet und erstreckt sich in Richtung auf den Ventilsitz 14 durch das Innere des rohrförmigen Behälters 63. Wenn die Beabstandung zwischen den Endabständen 63a und 63b axial kürzer mit dem Hub der Nadel 30 bei dem Ventilöffnungsvorgang der Nadel 30 wird, kann folglich die Kontraktionshaltung des rohrförmigen Behälters 63 durch das Stützelement 64 geführt werden, damit nicht der rohrförmige Behälter 63 mit der Kontraktion herabfällt.
Innere Umfänge 62a und 62b des Behälterlochs 62 werden als gestufte innere Umfänge ausgebildet. Der innere Umfang 62a ist größer als der innere Umfang 62b ausgebildet. Eine Feder 68 als Vorspannelement ist an dem inneren Umfang 62b angeordnet und zwischen dem bewegbaren Kern 50 (genauer gesagt der Sitzwand 56) und dem feststehenden Kern 60 (genauer gesagt einer Sitzwand 62c) schichtweise bedeckt bzw. eingefasst. Die Feder 68 spannt den bewegbaren Kern 50 in Richtung auf den Ventilsitz 14 vor und ist außerhalb des rohrförmigen Behälters 63 angeordnet.
Der feststehende Kern 60 und das Stützelement 64 bilden den feststehenden Kern. Der feststehende Kern 60 und das Stützelement 64 sind nicht darauf beschränkt, dass sie einstückig beispielsweise durch Schweißen getrennter Elemente ausgebildet werden, sondern sie können ausgangs als ein Stück miteinander ausgebildet werden. In diesem Ausführungsbeispiel werden das Stützelement 64 und der Boden des Behälterlochs 62 miteinander durch einen geschweißten Abschnitt J3 verbunden und fixiert.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, hat der rohrförmige Behälter 63 beide offene Enden 63a und 63b, die sich in die axiale Richtung ausdehnen und zusammenziehen können. Der rohrförmige Behälter 63 kann das Innere luftdicht halten. Die offenen Enden 63a und 63b sind jeweils mit einem offenen Abschnitt des Ventilelements (genauer gesagt dem Stützendabschnitt 53 des bewegbaren Kerns 50) und einem Endabschnitt des Elektromagnetantriebsabschnitts (insbesondere dem Stützelement 64 des feststehenden Kerns 60) verbunden. Optional ist es, dass der rohrförmige Behälter 63, der einen solchen Aufbau hat, unter Verwendung eines nicht metallischen Werkstoffs, wie z. B. Gummi oder Kunstharzwerkstoff oder unter Verwendung eines Metallwerkstoffs ausgebildet wird.
In ähnlicher Weise ist es optional möglich, dass der rohrförmige Behälter 63, der sich ausdehnen und zusammenziehen kann, eine elastische Kraft mit der Ausdehnung und Zusammenziehung hat oder eine Flexibilität mit einer geringen elastischen Krafthaltung. In dem Fall eines rohrförmigen Behälters 63 mit einer elastischen Kraft ist es vorzuziehen, dass der rohrförmige Behälter 63 aus einem Metallwerkstoff mit einer Elastizität bzw. Federkraft ausgebildet wird. Als Folge kann der rohrförmige Behälter 63 eine Rückstoßkraft gemäß dem Betrag der Ausdehnung oder Kontraktion, insbesondere eine Vorspannkraft zeigen, die zum Vorspannen des bewegbaren Kerns 50 in Richtung auf den Ventilsitz 14 wirkt.
In der folgenden Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels wird angenommen, dass der rohrförmige Behälter 63 ein Balg mit abwechselnd groß- und kleindurchmessrigen Abschnitten ist.
Wie in 2 gezeigt ist, ist der rohrförmige Behälter 63 ein rohrförmiger Abschnitt, bei dem ein mittlerer Abschnitt („Kontraktionsabschnitt" im Folgenden) 63c, der zwischen den beiden Enden 63a und 63b schichtweise eingefasst ist, großdurchmessrige Abschnitte 63c1 und kleindurchmessrige Abschnitte 63c2 abwechselnd hat. Da der rohrförmige Behälter 63 die groß- und kleindurchmessrigen Abschnitte 63c1, 63c2 abwechselnd hat, kann er eine Elastizität bzw. Federkraft aufweisen, die eine Vorspannkraft gemäß dem Expansions- oder Kontraktionsbetrag die das Vorspannelement 68 besitzen, wie z. B. ein Kompressionsring, der das Ventilelement in die Sitzrichtung vorspannt.
Beide Enden 63a und 63b sind beispielsweise durch Schweißen mit dem Stützabschnitt 53 des bewegbaren Kerns 50 bzw. dem Stützelement 64 des feststehenden Kerns 60 verbunden und fixiert. Das Verbindungs- und Befestigungsverfahren ist nicht auf Schweißen beschränkt, sondern es kann Fügen unter Verwendung eines Klebstoffs oder Ähnliches sein. Beim Fügen des rohrförmigen Behälters 63 mit beiden Enden 63a und 63b auf eine luftdichte Art und Weise ist es vorzuziehen, dass das Fügen in einem hermetisch abgedichteten Zustand unter Atmosphärendruck als Ausgangsdruck des rohrförmigen Behälters 63 vorgenommen wird. In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass die in dem Inneren des rohrförmigen Behälters 63 eingeschlossene Luft trockene Luft ist, wodurch es möglich wird, zu verhindern, dass Feuchtigkeit in das Innere des rohrförmigen Behälters 63 gemischt wird. Folglich kann verhindert werden, dass der Innendruck durch den Dampfdruck mit einem Anstieg der Temperatur des Kraftstoffeinspritzventils 2 erhöht wird. Darüber hinaus kann das Auftreten von Rost verhindert werden, der durch den Wassergehalt verursacht wird.
In der folgenden Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels wird angenommen, dass beiden Enden 63a und 63b durch Schweißen miteinander verbunden werden. Es ist vorzuziehen, dass ein verbundener Abschnitt J1 zwischen dem offenen Ende 63a und dem Stützabschnitt 53 und ein verbundener Abschnitt J2 zwischen dem offenen Ende 63b und dem Stützelement 64 vollkreis geschweißt werden, indem beispielsweise Laser verwendet wird. Durch Annehmen eines solchen Verbindungsaufbaus ist es möglich, das Verbinden und Fixieren luftdicht zu bewirken, so dass ein Raum 63s, der in dem Inneren des rohrförmigen Behälters 63 und dem bewegbaren Kern 50 unterteilt wird (insbesondere dem Stützabschnitt 53) ebenso wie dem feststehenden Kern 60 (genauer gesagt dem Stützelement 64) luftdicht ausgebildet werden kann.
In diesem Ausführungsbeispiel ist es vorzuziehen, dass der rohrförmige Behälter 63 in seiner axialen Länge zwischen den beiden Expansions-/Kontraktionsenden 63a und 63b eingestellt wird und an den verbundenen Abschnitten J1 und J2 fixiert wird. Da der rohrförmige Behälter 63 so fixiert wird, während seine Länge zwischen den beiden Enden 63a und 63b eingestellt wird, ist es möglich, die Vorspannkraft zum Vorspannen des Ventilelements in die Ventilschließrichtung einzustellen. Die Ventilelemente 30 und 50 werden in Richtung auf den Ventilsitz 19 mit der Vorspannkraft der Feder 68 und derjenigen des rohrförmigen Behälters 63 vorgespannt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist es vorzuziehen, dass der rohrförmige Behälter 63 unter Verwendung eines Werkstoffs mit einer Korrosionsbeständigkeit ausgebildet wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Balg 63 unter Verwendung eines Metallwerkstoffs, beispielsweise Edelstahl ausgebildet. Gewisse Kraftstoffeigenschaften können einen Einfluss auf Schwefelbestandteile oder den Säuregrad des rohrförmigen Behälters ausüben. Da andererseits in diesem Ausführungsbeispiel der rohrförmige Behälter 63 aus Edelstahl mit einer Korrosionsbeständigkeit gegenüber Schwefelbestandteilen und Säure ausgebildet ist, ist es möglich, die Zuverlässigkeit des rohrförmigen Behälters 63 und damit des Kraftstoffeinspritzventils 2 zu verbessern.
Eine Spule 70 ist um eine Spindel 72 oder Ähnliches gewickelt. Ein Anschluss 75 ist in einen Verbinder 74 beispielsweise einsatzgeformt und ist elektrisch mit der Spule 70 verbunden. Wenn die Spule 70 mit Energie beaufschlagt wird, wirkt eine magnetische Anziehung zwischen dem bewegbaren Kern 50 und dem feststehenden Kern 60, so dass der bewegbare Kern 50 in Richtung auf den feststehenden Kern 60 gegen die Vorspannkraft der Kompressionsfeder 68 und derjenigen des rohrförmigen Behälters 63 angezogen wird.
Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Filter 80 innerhalb eines Kraftstoffeinführabschnitts 48 stromaufwärts von dem feststehenden Kern 60 in die Kraftstoffströmungsrichtung angeordnet. Brennstoffe, wie z. B. magnetisches Material, das in dem Kraftstoff enthalten ist, das in das Kraftstoffeinspritzventil 2 gefördert wird, werden durch den Filter 80 entfernt. Der in das Kraftstoffeinspritzventil 2 geförderte Kraftstoff tritt sukzessive durch den Filter 80, der innerhalb des Kraftstoffeinführdurchgang 48 angeordnet ist, den Kraftstoffdurchgang, der innerhalb des rohrförmigen Elements 40 ausgebildet ist, die Kraftstoffdurchgänge (genauer gesagt die Kraftstoffvertiefungen 67), die an der Seite des äußeren Umfangs des feststehenden Kerns 60 ausgebildet sind, die Kraftstoffdurchgänge (genauer gesagt die Kraftstoffvertiefungen 57), die an der Seite des äußeren Umfangs des bewegbaren Kerns 50 ausgebildet sind, und zwischen der inneren Umfangswand des Ventilgehäuses 16 und der äußeren Umfangswand der Nadel 30. Der Kraftstoff wird ferner zu dem Kraftstoffdurchgang, der zwischen der inneren Umfangsfläche 13 des Düsenkörpers 12 und der äußeren Umfangsfläche der Nadel 30 ausgebildet ist, geleitet und schreitet weiter zu dem Düsenloch 21.
Wie in den 1 und 3 gezeigt ist, ist der Endabschnitt (genauer gesagt der Stützabschnitt 53) der Ventilelemente 30 und 50 an der Seite , die entgegengesetzt zu dem Ventilsitz 14 liegt, mit dem entsprechenden Endabschnitt des Elektromagnetantriebsabschnitts (genauer gesagt mit dem Stützelement 64 des feststehenden Kerns 60) verbunden, um sich axial durch den rohrförmigen Behälter 63 ausziehen und zusammenziehen zu können. Ferner ist der Innenraum 63s, der zwischen dem Stützabschnitt 53 und dem Stützelement 64 ausgebildet wird, von dem Kraftstoff, der durch das Innere des Kraftstoffeinspritzventils 2 strömt, durch den rohrförmigen Behälter 63 isoliert. Mit dieser Anordnung wird der Einfluss des Kraftstoffdrucks, der in die Schließrichtung der Ventilelemente 30 und 50 wirkt, um einen Betrag entsprechend der Querschnittsfläche des Endabschnitts des Elektromagnetantriebsabschnitts, insbesondere einer vorbestimmten Querschnittsfläche des Stützelements 64 gemindert. Somit kann die Energie, die zum Betätigen der Ventilelemente 30 und 50 in die Ventilöffnungsrichtung erforderlich ist, gemindert werden und ist es daher möglich, die Antriebskraft des Elektromagnetantriebsabschnitts zu mindern.
Der Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 2, das so aufgebaut ist, wie vorstehend angegeben ist, wird nun beschrieben. Wenn der Fahrzeugverbrennungsmotorschlüssel auf die IG-Position gedreht wird, wird verursacht, dass ein Zündschalter (nicht gezeigt) auf EIN geschaltet wird, wodurch die Kraftstoffpumpe betätigt wird und der in dem Kraftstofftank vorhandene Kraftstoff durch die Kraftstoffpumpe hochgepumpt wird. Der Druck des so gepumpten Kraftstoffs wird dann auf ein vorbestimmtes niedriges Niveau durch den Druckregulator eingestellt und der Kraftstoff des vorbestimmten niedrigen Drucks wird zu der Hochdruckpumpe gefördert. Der Niederdruckkraftstoff wird durch die Hochdruckpumpe mit Druck beaufschlagt und der so mit Druck beaufschlagte Kraftstoff wird zu dem Kraftstoffverteilungsrohr gefördert. Der Druck des so zu dem Druckverteilungsrohr geförderten Kraftstoffs wird auf ein vorbestimmtes Niveau durch den Druckregulator eingestellt und wird dann zu dem Kraftstoffeinspritzventil 2 von jedem Verteilungsanschluss gefördert.
Zur Einspritzung des Kraftstoffs aus dem Kraftstoffeinspritzventil 2 wird ein elektrischer Strom zu der Spule 70 des Kraftstoffeinspritzventils 2 gefördert, und wenn die Nadel 30 den Ventilsitz 14 verlässt und beginnt sich zu heben, wird die Nadel 30 geöffnet und die Einspritzung des Kraftstoffs aus dem Düsenloch 21 gestartet. Der Kraftstoff wird von dem Düsenloch 21 eingespritzt und in einem zerstäubten Zustand in die zugehörige Brennkammer bei dem Verbrennungsmotor gefördert. Andererseits wird zum Anhalten der Einspritzung des Kraftstoffs die Zufuhr des elektrischen Stroms zu der Spule 70 angehalten und verringert sich der Hub der Nadel 30 unter den Vorspannkräften der Feder 68 und des rohrförmigen Behälters 63. Die Kraftstoffeinspritzung endet, wenn die Nadel 30 sich an den Ventilsitz 14 setzt. Die Einspritzdauer des Kraftstoffs (Kraftstoffsprühnebel), der von dem Kraftstoffeinspritzventil 2 eingespritzt wird, insbesondere die Menge des eingespritzten Kraftstoffs wird durch Einstellen der Dauer der Energiebeaufschlagung der Spule 70 eingestellt.
Die folgende Beschreibung wird nun hinsichtlich der Funktion und der Wirkung dieses Ausführungsbeispiels angegeben.

(1) Der Endabschnitt (genauer gesagt der Stützabschnitt 53) der Ventilelemente 30 und 50 an der Seite, die entgegengesetzt zu dem Ventilsitz 14 liegt, ist für eine axiale Expansion und Kontraktion mit dem entsprechenden Endabschnitt des Elektromagnetantriebsabschnitts (genauer gesagt dem Stützelement 64 des feststehenden Kerns 60) durch den rohrförmigen Behälter 63 verbunden. Ferner ist der Innenraum 63s, der zwischen dem Stützabschnitt 53 und dem Stützelement 64 ausgebildet wird, von dem durch das Innere des Kraftstoffeinspritzventils 2 strömenden Kraftstoffs durch den rohrförmigen Behälter 63 isoliert. In dieser Anordnung wird der Einfluss des Kraftstoffdrucks, der in die Schließrichtung an den Ventilelementen 30 und 50 wirkt, um einen Betrag entsprechend der Querschnittsfläche des Endabschnitts des Elektromagnetantriebsabschnitts, insbesondere die vorbestimmte Fläche des Stützelements 64 gemindert. Somit ist es möglich, die zum Betätigen der Ventilelemente 30 und 50 in die Öffnungsrichtung erforderliche Energie zu mindern, und ist es daher möglich, die Antriebskraft des Elektromagnetantriebsabschnitts zu mindern.
(2) Insbesondere ist es vorzuziehen, dass das Stützelement 64 so aufgebaut ist, dass seine vorbestimmte Querschnittsfläche gleich der Querschnittsfläche des Sitzdurchmessers Ds wird, der an dem Ventilsitz 14 der Ventilelemente 30 und 50 sitzt. In dem Fall, dass der Abschnitt entsprechend der vorbestimmten Querschnittsfläche des Stützelements 64 den Durchmesser Dc hat, wird eine Einstellung derart vorgenommen, dass der Durchmesser Dc und der Sitzdurchmesser Ds gleich werden.

Als Folge wird mit den geschlossenen Ventilelementen 30 und 50 der Einfluss des Kraftstoffdrucks beseitigt, der in die Schließrichtung der Ventilelemente 30 und 50 wirkt. Folglich kann die Antriebskraft des Elektromagnetantriebsabschnitts ungeachtet des Drucks des in das Kraftstoffeinspritzventil 2 geförderten Kraftstoffs gemindert werden. Beispielsweise ist es möglich, nicht nur die Antriebskraft des Elektromagnetantriebsabschnitts zu mindern, sondern ebenso eine geeignete Maßnahme gegen die Erhöhung des Kraftstoffdrucks zu ergreifen.

(3) Da der Endabschnitt (genauer gesagt das Stützelement 64) des Elektromagnetantriebsabschnitts, der mit dem rohrförmigen Behälter 63 verbunden ist, innerhalb der Magnetpolwand 65 des feststehenden Kerns 60 ausgebildet ist, kann der rohrförmige Behälter 63 ohne Beeinträchtigen der elektromagnetischen Kraft für eine magnetische Anziehung angeordnet werden, die zwischen der Magnetpolwand 65 des feststehenden Kerns 60 und der Magnetpolwand 65 an der Seite der Ventilelemente 30 und 50 wirken, die entgegengesetzt dazu sind.
(4) In diesem Ausführungsbeispiel ist innerhalb der Magnetpolwand 65 das Behälterloch 62 angeordnet, das den rohrförmigen Behälter 63 aufnimmt und die Kraftstoffströmung eindämmt.

Im Allgemeinen ist in dem Fall, dass ein Ventilelement und das entsprechende Ende des Elektromagnetantriebsabschnitts miteinander verbunden sind, so dass sie sich axial durch den rohrförmigen Behälter 63 ausdehnen und zusammenziehen können, und das Innere von der Kraftstoffströmung durch das Kraftstoffeinspritzventil 2 isoliert ist, das Ventilelementende ein massiver Aufbau. In diesem Fall kann es wirksam sein, eine Konstruktion anzunehmen, bei der in das Kraftstoffeinspritzventil 2 geförderter Kraftstoff zwischen Elektromagnetkraftwirkungspolwänden des Ventilelements und dem Elektromagnetantriebsabschnitt strömt. Jedoch ist es bei dem Vorfall, dass Fremdstoffe in den Kraftstoff gelangen sollten, wahrscheinlich, dass die Fremdstoffe sich zwischen den Magnetpolwänden festfressen.
Andererseits kann in diesem Ausführungsbeispiel eine Konstruktion angenommen werden, bei der die Strömung des Kraftstoffs, der durch das Innere des Kraftstoffeinspritzventils 2 strömt, in dem Abschnitt des Behälterlochs 62 (insbesondere dem Boden des Behälterlochs 62) eingedämmt wird. Gemäß dieser Konstruktion tritt eine Kraftstoffströmung zwischen den Magnetpolwänden 55 und 65 der Ventilelemente 30, 50 (insbesondere dem bewegbaren Kern 50) und dem Elektromagnetantriebsabschnitt (insbesondere dem feststehenden Kern 60) durch das Behälterloch 62. Somit ist es möglich, die Beständigkeit gegenüber Fremdstoffen des Kraftstoffeinspritzventils 2 zu verbessern.

(5) In diesem Ausführungsbeispiel sind das rohrförmige Element 63 und die Feder 68 zum Vorspannen der Ventilelemente 30 und 50 in die Schließrichtung doppelt innen und außen angeordnet.

Im Fall der Anordnung der Feder 68 und des rohrförmigen Behälters 63 innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 2 wird üblicher Weise eine Konstruktion angenommen, bei der die Feder 68 und der rohrförmige Behälter 63 in Reihe miteinander angeordnet sind. Es ist wahrscheinlich, dass die Rückstoßkraft des rohrförmigen Behälters 63, der angepasst ist, um sich auszudehnen und zusammenzuziehen, sich gemäß dem Betrag der Ausdehnung und Zusammenziehung vergrößern oder verkleinern kann, nämlich basierend auf den elastischen Charakteristiken des Werkstoffs, der den rohrförmigen Behälter 63 bildet. In einem solchen Fall ist es schwierig, das Vorspannelement und den rohrförmigen Behälter jeweils unabhängig zum Einstellen der Vorspannkraft einzustellen, die auf die Ventilelemente 30 und 50 in die Schließrichtung aufgebracht wird, während der Elektromagnetantriebsabschnitt nicht in Betrieb ist.
Da andererseits in diesem Ausführungsbeispiel der rohrförmige Behälter 63 und die Feder 68 doppelt innen und außen angeordnet sind, können die Vorspannkraft der Feder 68 und die Rückstoßkraft des rohrförmigen Behälters 63 jeweils unabhängig eingestellt werden. Folglich können Änderungen zwischen den Erzeugnissen beispielsweise im Schließansprechverhalten des Kraftstoffstoffeinspritzventils 2 gemindert werden.

(6) In diesem Ausführungsbeispiel ist der Endabschnitt der Ventilelemente 30 und 50 (genauer gesagt der Stützabschnitt 53), der mit dem rohrförmigen Behälter 63 verbunden ist, innerhalb der Magnetpolwand 55 des bewegbaren Kerns 50 ausgebildet. Folglich kann der rohrförmige Behälter 63 mit den Ventilelementen 30 und 50 ohne Beeinträchtigung der elektromagnetischen Kraft für die magnetische Anziehung verbunden werden, die zwischen der Magnetpolwand 55 der Ventilelemente 30, 50 und der Magnetpolwand 65 an der dazu entgegengesetzten Seite des feststehenden Kerns 60 wirkt.
(7) Es ist vorzuziehen, dass der rohrförmige Behälter 63 eine Vorspannkraft zum Vorspannen der Ventilelemente 30 und 50 in die Sitzrichtung hat.

Im Allgemeinen ist bei dem Kraftstoffeinspritzventil 2 das Element zum Vorspannen des Ventilelements in die Sitzrichtung getrennt als Vorspannelement als eine Feder vorgesehen. Andererseits kann in diesem Ausführungsbeispiel der rohrförmige Behälter 63 ebenso als Vorspannelement zum Vorspannen der Ventilelemente 30 und 50 in die Sitzrichtung verwendet werden.

(8) Es ist vorzuziehen, dass der rohrförmige Behälter 63 durch einen Balg ausgebildet wird, der mit dem Kontraktionsabschnitt 63c ausgebildet ist, der abwechselnd groß- und kleindurchmessrige Abschnitte 63c1, 63c2 hat. Gemäß dieser Konstruktion kann dem rohrförmigen Behälter 63 Elastizität zum Erzeugen einer Vorspannkraft gemäß dem Betrag der Expansion oder Kontraktion wie ein Vorspannelement, wie z. B. die Feder 68, beispielsweise eine Kompressionsfeder verliehen werden, die die Ventilelemente 30 und 50 in die Schließrichtung vorspannt.
(9) In diesem Ausführungsbeispiel ist es vorzuziehen, dass der rohrförmige Behälter 63 aus einem Werkstoff mit einer Korrosionsbeständigkeit ausgebildet wird. Beispielsweise wird der rohrförmige Behälter 63 aus einem Edelstahlbalg ausgebildet. Es ist wahrscheinlich, dass gewisse Kraftstoffeigenschaften einen Einfluss auf Schwefelbestandteile oder Säure an dem rohrförmigen Körper ausüben. Da andererseits in diesem Ausführungsbeispiel der rohrförmige Behälter 63 aus einem Edelstahlwerkstoff mit einer Korrosionsbeständigkeit gegenüber Schwefelbestandteilen und Säure ausgebildet ist, ist es möglich, die Zuverlässigkeit des rohrförmigen Behälters 63 und daher diejenige des Kraftstoffeinspritzventils 2 zu verbessern.
(10) In diesem Ausführungsbeispiel ist der Endabschnitt des Elektromagnetantriebsabschnitts, der mit dem rohrförmigen Behälter 63 verbunden ist, durch das Stützelement 64 ausgebildet, das sich in Richtung auf den Ventilsitz 14 durch das Innere des rohrförmigen Behälters 63 erstreckt. Folglich kann in dem Öffnungsbetrieb der Nadel 30 und dann, wenn die Beabstandung zwischen dem Endabschnitt 63a und 63b axial mit dem Hub der Nadel 30 kürzer wird, die Kontraktionshaltung des rohrförmigen Behälters 63 durch das Stützelement 64 geführt werden, damit der rohrförmige Behälter nicht mit seiner Kontraktion herunterfällt.
(11) In diesem Ausführungsbeispiel ist es vorzuziehen, dass die axiale Länge zwischen beiden Expansions- /Kontraktionsenden 63a und 63b des rohrförmigen Behälters 63 eingestellt wird und dass der rohrförmige Behälter 63 an den verbundenen Abschnitten J1 und J2, wie z. B. den geschweißten Abschnitten fixiert wird. Durch derartiges Fixieren des rohrförmigen Behälters 63 während der Einstellung seiner axialen Längen zwischen den beiden Enden 63a und 63b ist es möglich, die Vorspannkraft zum Vorspannen der Ventilelemente 30 und 50 in die Schließrichtung einzustellen. In diesem Ausführungsbeispiel spannen die Vorspannkräfte der Feder 68 und des rohrförmigen Behälters 63 die Ventilelemente 30 und 50 in die Schließrichtung vor.
(12) Da bei der vorstehend angegebenen Vorspannkrafteinstellung die Vorspannkraft des rohrförmigen Behälters 63 eingestellt werden kann, wird es einfacher, die Feder 68 und den rohrförmigen Behälter 63 jeweils unabhängig zum Einstellen der Vorspannkraft zum Vorspannen der Ventilelemente 30 und 50 in die Schließrichtung einzustellen, während der Elektromagnetantriebsabschnitt nicht in Betrieb ist.

(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben. In dem folgenden Ausführungsbeispiel werden Bauteilabschnitte, die gleich oder ähnlich wie diejenigen sind, die in den ersten Ausführungsbeispielen beschrieben sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel identifiziert, und ihre Erklärung wird weg gelassen.
Das erste Ausführungsbeispiel ist so aufgebaut, dass die Vorspannkraft zum Vorspannen der Ventilelemente 30 und 50 in die Schließrichtung durch die Last an der Feder 68 und diejenige des rohrförmigen Behälters 63 erhalten werden kann. Andererseits wird in diesem zweiten Ausführungsbeispiel, wie in 4 gezeigt ist, die Vorspannkraft durch die Last an dem rohrförmigen Behälter 63 erhalten. 4 ist eine Teilschnittansicht, die einen Elektromagnetantriebsabschnitt und dessen Umgebung zeigt, die dieses Ausführungsbeispiel betrifft.
Wie in 4 gezeigt ist, ist ein Behälterloch 162 innerhalb der Magnetpolwand 65 des feststehenden Kerns 60 ausgebildet. Das Behälterloch 162 ist mit einem inneren Umfang 162b zum Aufnehmen des rohrförmigen Behälters 63 ausgebildet.
Gemäß dieser Konstruktion wird die Feder 68 nicht doppelt außerhalb des rohrförmigen Behälters 63 angeordnet und ist es auch nicht notwendig, die Feder 68 an der Magnetpolwand oder der Sitzwand 56 des bewegbaren Kerns 50 anzuordnen.
Folglich kann die Öffnung des Behälterlochs 162 klein ausgebildet werden und es ist möglich, die Magnetpolwände 65 und 55 zu vergrößern. Als Folge kann gestattet werden, dass die in der Spule 70 des Elektromagnetantriebsabschnitts 70 induzierte elektromagnetische Kraft wirksam zwischen den Magnetpolwänden 65 und 55 wirkt.
Als Nächstes wird die Funktion und die Wirkung dieses Ausführungsbeispiels beschrieben.

(1) Da der rohrförmige Filter 63 aus einem rohrförmigen Element mit der vorstehend genannten Vorspannkraft, wie z. B. einem Balg aufgebaut ist, kann der rohrförmige Behälter 63 ebenso als Element zum Vorspannen der Ventilelemente 30 und 50 in die Sitzrichtung verwendet werden. Als Folge ist es möglich, die Anzahl der Bauteilelemente des Kraftstoffeinspritzventils 2 zu verringern, und daher ist es möglich, den Aufbau dieses Ventils zu vereinfachen.
(2) Mit Bezug auf die in der Spule 70 induzierte elektromagnetische Kraft ergibt sich manchmal der Fall, dass es schwierig ist, eine Magnetflussströmungspfadfläche sicherzustellen, die zum Erzeugen einer maximalen Anziehungskraft innerhalb einer begrenzten Auslegungsgröße der Magnetpolwände 55 und 65 aufgrund beispielsweise von Beschränkungen der Montage des Kraftstoffeinspritzventils 2 notwendig ist.

Da andererseits in diesem Ausführungsbeispiel die Feder 68 nicht doppelt außerhalb des rohrförmigen Behälters 63 angeordnet ist, ist es möglich, eine geringe Abmessung der Öffnung des Behälterlochs 162 auszuführen. Folglich ist es möglich, die Magnetpolwände 65 und 55 zu vergrößern, und ist es daher möglich, die in der Spule 70 induzierte elektromagnetische Kraft wirksam zwischen den Polwänden 65 und 55 wirken zu lassen.

(3) Darüber hinaus kann in diesem Ausführungsbeispiel die vorstehend genannte Vorspannkrafteinstellung lediglich durch Einstellen der Vorspannkraft des rohrförmigen Behälters 63 vorgenommen werden. Daher wird es einfacher, die Einstellarbeit zum Einstellen der Vorspannkraft zum Vorspannen der Ventilelemente 30 und 50 in die Schließrichtung durchzuführen, während der Elektromagnetantriebsabschnitt nicht in Betrieb ist.

(Drittes Ausführungsbeispiel)
In einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie in 5 gezeigt ist, ist das in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Ventilelement so abgewandelt, dass es innere Umfänge 134 und 154 hat, die das Einsetzen eines Stützelements 164 in Richtung auf den Ventilsitz 14 gestatten, und eine Öffnung des inneren Umfangs 134 an der Seite des Ventilsitzes 14 innerhalb des Ventilsitzes 14 positioniert ist. 5 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß diesem dritten Ausführungsbeispiel zeigt. 6 ist eine Teilschnittansicht eines Elektromagnetantriebsabschnitts und dessen Umgebung, der in 5 gezeigt ist. 7 ist eine Teilschnittansicht des Ventilelements und eines Ventilkörpers, die beide in 5 gezeigt sind.
Wie in 5 gezeigt ist, besteht das Ventilelement aus einem bewegbaren Kern 150 und einer Nadel 130. Der bewegbare Kern 150 hat einen zylindrischen Abschnitt 151, einen Halteabschnitt 152, einen Stützabschnitt 153 und einen inneren Umfang 154, die sich axial durch das Innere des bewegbaren Kerns 150 erstrecken. Die Nadel 130 hat den inneren Umfang 134, der das Einsetzen des Stützelements 164 zu den Ventilsitz 14 gestattet.
Gemäß diesem Aufbau wird eine Druckaufnahmefläche des Ventilelements (genauer gesagt der Nadel 130), die einen Innenzylinderdruck beispielsweise in dem Verbrennungstakt durch das Düsenloch 21 aufnimmt, wobei das Düsenloch 21 zu dem Inneren eines Zylinders, beispielsweise einer Brennkammer weist, auf die Fläche außer die Querschnittsfläche des inneren Umfangs 134 eines Sitzabschnitts 131 (insbesondere die Querschnittsfläche des Sitzdurchmessers Ds) beschränkt, der an dem Ventilsitz 14 der Nadel 130 sitzt. Folglich kann in dem Fall, dass das Ventilelement den gleichen Innenzylinderdruck zum Zeitpunkt des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils 2 aufnimmt, die Kraft, die auf dem Innenzylinderdruck basiert und zum Öffnen der Nadel 130 wirkt, im Vergleich mit dem Stand der Technik gemindert werden. Daher ist es nicht notwendig, eine Technologie zum Verstärken der Vorspannkraft zum Vorspannen der Nadel 130 in die Schließrichtung zu verwenden, die zu einer Vergrößerung der Antriebskraft des Elektromagnetantriebsabschnitts beiträgt.
Die inneren Umfänge 134 und 154 haben einen inneren Umfangsabschnitt, der das Stützelement 164 luftdicht gleitfähig macht. In diesem Ausführungsbeispiel ist der innere Umfangsabschnitt als Teil des inneren Umfangs der Nadel 130 ausgebildet. Der innere Umfangsabschnitt ist nicht auf den inneren Umfang 134 der Nadel 130 beschränkt, sondern er kann als Teil des inneren Umfangs 154 an der Seite des bewegbaren Kerns ausgebildet werden.
Wie in 7 gezeigt ist, ist es vorzuziehen, dass der vorstehend genannte innere Umfangsabschnitt als Teil des inneren Umfangs 134 der Nadel 130 ausgebildet wird. Als Folge ist es möglich, das Volumen des Spalts, der zwischen dem äußeren Umfang des Stützelements 164 und den inneren Umfängen der Ventilelement 130 und 150 ausgebildet wird und mit dem in dem Sackabschnitt 18 vorhandenen Kraftstoff in Verbindung steht, zu mindern. Daher ist es möglich, ein Todvolumen um den Sackabschnitt 18 zu mindern, wenn das Ventil geschlossen ist.
Wie in den 5 und 7 gezeigt ist, ist der vorstehend genannte innere Umfangsabschnitt als Teil der inneren Umfänge 134 und 154 der Nadel 130 und des bewegbaren Kerns 150 ausgebildet. Folglich wird bei den Ventilabschnitten 130 und 150 der Eintritt von Kraftstoff in den rohrförmigen Behälter 63 durch den inneren Umfangsabschnitt verhindert und ist es möglich, die Isolation des rohrförmigen Behälters 63 von dem Kraftstoff sicherzustellen, wobei ebenso die Produktivität bei der Bearbeitung des inneren Umfangs dadurch verbessert werden kann, dass die Beschränkung des inneren Umfangsabschnitts auf die inneren Umfänge 134 und 154 vorgenommen wird.
Wie in 5 gezeigt ist, erstreckt sich das Stützelement 164 entlang einer Achse 108 in Richtung auf den Ventilsitz 14 und ist ein Spitzenabschnitt 165 davon so positioniert, dass er von der Öffnung des inneren Umfangs 134 an der Seite des Ventilsitzes 14 vorsteht. Gemäß diesem Aufbau ist das Stützelement 164 so angeordnet, dass sein Spitzenabschnitt 165 von der Öffnung an der Seite des Ventilsitzes 14 vorsteht, die an der Nadel 130 ausgebildet ist.
Daher ist es möglich, ein Todvolumen um den Sackabschnitt 18 zu mindern, der zwischen dem Spitzenabschnitt 165 der Nadel 130 und dem Düsenloch 120 ausgebildet ist, das stromabwärts von dem Ventilsitz gelegen ist.
Der Spitzenabschnitt 165 des Stützelements 164 ist entgegengesetzt zu der inneren Umfangsfläche 13 des Düsenkörpers 12 angeordnet. Es ist vorzuziehen, dass die Fläche einer Öffnung, die durch den Spalt zwischen dem gegenüberliegenden Spitzenabschnitt 165 und der inneren Umfangsfläche 13 ausgebildet wird, eine Querschnittsfläche eines Strömungspfads hat, die eine Durchflussrate sicherstellen kann, die gleich wie oder größer als die Menge des Kraftstoffs ist, der von dem Düsenloch 21 eingespritzt wird. Als Folge ist es möglich, die Einspritzcharakteristik des von dem Kraftstoffeinspritzventil 2 eingespritzten Kraftstoffs zu verbessern.
Die Funktion und die Wirkung dieses dritten Ausführungsbeispiels wird nun beschrieben.

(1) Gemäß der Konstruktion dieses Ausführungsbeispiels haben die Ventilelemente 130 und 150 innere Umfänge 134 und 154, die das Einsetzen des Stützelements 164 zu der Seite des Ventilsitzes 14 gestatten, und ist die Öffnung des inneren Umfangs 134 an der Seite des Ventilsitzes 14 innerhalb des Ventilsitzes 14 positioniert.

Mit diesem Aufbau ist die Druckaufnahmefläche des Ventilelements (genauer gesagt der Nadel 130), die einen Innenzylinderdruck beispielsweise in dem Verbrennungstakt durch das Düsenloch 21, das zu dem Inneren eines Zylinders, beispielsweise einer Brennkammer weist, auf eine Fläche außer der Querschnittsfläche des inneren Umfangs 134 des Sitzabschnitts 31 (genauer gesagt die Querschnittsfläche des Sitzdurchmessers Ds) beschränkt, der an dem Ventilsitz 14 der Nadel 130 sitzt. Folglich ist es in dem Fall, dass das Ventilelement den gleichen Innenzylinderdruck in einem geschlossenen Zustand des Kraftstoffeinspritzventils 2 aufnimmt, möglich, die Kraft, die auf dem Innenzylinderdruck basiert, die zum Öffnen der Nadel 130 wirkt, im Vergleich mit dem Stand der Technik zu verringern.
Daher ist es nicht nötig, eine Technologie zum Verbessern der Vorspannkraft zum Vorspannen der Nadel 130 in die Schließrichtung zu verwenden, die zu einer Vergrößerung der Antriebskraft des Elektromagnetantriebsabschnitts beiträgt. Auch wenn beispielsweise das Ventilelement beispielsweise durch den Innenzylinderdruck beeinflusst wird, ist es möglich, das Ventilelement ohne Erhöhen der Antriebskraft des Elektromagnetantriebsabschnitts zum Öffnen des Ventils geschlossen zu halten.

(2) Die inneren Umfänge 134 und 154 haben einen inneren Umfangsabschnitt, der das Stützelement 164 luftdicht gleitfähig macht. In diesem Ausführungsbeispiel ist es vorzuziehen, dass der innere Umfangsabschnitt als Teil der inneren Umfänge 134 und 154 der Nadel 130 und des bewegbaren Kerns 150 ausgebildet wird. Als Folge wird bei den Ventilelementen 130 und 150 nicht nur der Eintritt von Kraftstoff in den rohrförmigen Behälter 63 von dem inneren Umfangsabschnitt verhindert und kann der rohrförmige Behälter 63 sicher von dem Kraftstoff isoliert werden, sondern kann ebenso die Produktivität bei der Bearbeitung des inneren Umfangs dadurch verbessert werden, dass die Beschränkung auf den inneren Umfangsabschnitt der inneren Umfänge 134 und 154 vorgenommen wird.
(3) Es ist vorzuziehen, dass der vorstehend genannte innere Umfangsabschnitt als Teil des inneren Umfangs 134 der Nadel 130 ausgebildet wird. Als Folge ist es möglich, das Volumen des Spalts, der zwischen dem äußeren Umfang des Stützelements 164 und den inneren Umfängen der Ventilelemente 130 und 150 ausgebildet wird, zu mindern. Daher ist es möglich, das Todvolumen um den Sackabschnitt 18 zu mindern, wenn das Ventil geschlossen ist.
(4) Das Stützelement 164 erstreckt sich in die Richtung der Achse 108 in Richtung auf den Ventilsitz 14 und ist vorzugsweise so angeordnet, dass sein Spitzenabschnitt von der Öffnung des inneren Umfangs 134 an der Seite des Ventilsitzes 14 vorsteht. Gemäß diesem Aufbau ist das Stützelement 164 so angeordnet, dass sein Spitzenabschnitt von der Öffnung an der Seite des Ventilsitzes 14 vorsteht, die an der Nadel 130 ausgebildet ist. Folglich ist es möglich, das Todvolumen um den Sackabschnitt 18 zu mindern, der zwischen dem Spitzenabschnitt der Nadel 130 und dem Düsenloch 21 ausgebildet wird, das stromabwärts von dem Ventilsitz 14 ausgebildet ist.
(5) Der Spitzenabschnitt des Stützelements 164 ist entgegengesetzt zu der inneren Umfangsfläche 13 des Düsenkörpers 12 positioniert, und es ist vorzuziehen, dass die Fläche einer Öffnung, die durch den Spalt zwischen dem entgegengesetzten Spitzenabschnitt und der inneren Umfangsfläche 13 ausgebildet wird, eine Querschnittsfläche eines Strömungspfads hat, die eine Durchflussrate sicherstellen kann, die gleich wie oder größer als die Menge des Kraftstoffs ist, der von dem Düsenloch 21 eingespritzt wird. Als Folge ist es möglich, die Einspritzcharakteristik des Kraftstoffs sicherzustellen, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 2 eingespritzt wird.
(6) Der vorstehend genannte innere Umfangsabschnitt wurde so beschrieben, dass er das Stützelement 164 luftdicht gleitfähig machen kann. Da das nicht der Fall ist, dass der betreffende Aufbau ein luftdichter gleitfähiger Aufbau ist, ist es nicht notwendig, einen Abdichtungsaufbau mit einem Abdichtungselement, wie z. B. einem O-Ring anzunehmen. Folglich ist es möglich, die Anzahl von Bauteilen, die das Kraftstoffeinspritzventil 2 bilden, zu verringern und ist es daher möglich, eine Vereinfachung des Kraftstoffeinspritzventils 2 zu erhalten.
(7) Manchmal tritt ein Fall auf, dass Einlass- oder Auslassgas von einem Zylinder in das Ventil durch das Düsenloch 21 strömt, wenn das Ventil geschlossen ist, dann durch den Spalt zwischen dem inneren Umfangsabschnitt und dem Stützelement 164 tritt und in den Innenraum des rohrförmigen Behälters 63 eintritt. In diesem Zusammenhang ist es vorzuziehen, dass der rohrförmige Behälter 63 aus einem Werkstoff mit Korrosionsbeständigkeit ausgebildet wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist der rohrförmige Behälter 63 beispielsweise aus einem Edelstahlbalg ausgebildet. Da der rohrförmige Behälter 63 somit aus einem Edelstahlwerkstoff mit Korrosionsbeständigkeit gegenüber Schwefelbestandteilen, die in dem Gas enthalten sind, und gegenüber Säure ausgebildet ist, ist es möglich, die Zuverlässigkeit des rohrförmigen Behälters 63 und daher des Kraftstoffeinspritzventils 2 zu verbessern.

(Viertes Ausführungsbeispiel)
Bei der Konstruktion des vorhergehenden dritten Ausführungsbeispiels wird die Vorspannkraft zum Vorspannen der Ventilelement 130 und 150 in Schließrichtung durch die Last an sowohl der Feder 68 als auch dem rohrförmigen Behälter 63 erhalten. Andererseits wird in diesem vierten Ausführungsbeispiel, wie in 8 gezeigt ist, die Vorspannkraft durch die Last an dem rohrförmigen Behälter 63 erhalten. 8 ist eine Teilschnittansicht, die einen Elektromagnetabschnitt und dessen Umgebung gemäß diesem vierten Ausführungsbeispiel zeigt.
Wie in 8 gezeigt ist, ist ein Behälterloch 162 innerhalb der Magnetpolwand 65 des feststehenden Kerns 60 ausgebildet. Das Behälterloch 162 hat einen inneren Umfang 162b zum Aufnehmen des rohrförmigen Behälters 63.
Bei dieser Konstruktion wird die Feder 68 nicht doppelt außerhalb des rohrförmigen Behälters 63 angeordnet und ist es dabei nicht notwendig, die Feder 68 an der Magnetpolwand, insbesondere der Sitzwand 56 des bewegbaren Kerns 150 anzuordnen.
Gemäß diesem Aufbau kann die Öffnung des Behälterlochs 162 klein ausgebildet werden und es ist möglich, die Magnetpolwände 65 und 55 zu vergrößern. Daher kann gestattet werden, dass die in der Spule 70 des Elektromagnetantriebsabschnitts induzierte elektromagnetische Kraft wirksam zwischen den Magnetpolwänden 65 und 55 wirkt.
Als Nächstes wird die Funktion und die Wirkung dieses Ausführungsbeispiels beschrieben.

(1) Da der rohrförmige Behälter 63 aus einem rohrförmigen Element mit der vorstehend genannten Vorspannkraft aufgebaut ist, wie z. B. einem Balg, kann der rohrförmige Behälter 63 ebenso als Element zum Vorspannen der Ventilelemente 30 und 50 in die Sitzrichtung verwendet werden. Als Folge ist es möglich, die Anzahl der Bauteile zu verringern, die das Kraftstoffeinspritzventil 2 bilden, und es ist daher möglich, eine Vereinfachung des Kraftstoffeinspritzventils 2 zu erhalten.
(2) Mit Bezug auf die in der Spule 70 induzierte elektromagnetische Kraft ergibt sich manchmal ein Fall, dass es schwierig ist, eine Magnetflussströmungspfadfläche sicherzustellen, die zum Erzeugen einer maximalen Anziehungskraft innerhalb einer beschränkten Auslegungsgröße der Magnetpolwände 55 und 56 aufgrund beispielsweise von Beschränkungen der Montage des Kraftstoffeinspritzventils 2 notwendig ist.

Da andererseits in diesem Ausführungsbeispiel die Feder 68 nicht doppelt außerhalb des rohrförmigen Behälters 63 angeordnet ist, ist es möglich, die Abmessung der Öffnung des Behälterlochs 162 zu verringern. Folglich ist es möglich, die Magnetpolwände 65 und 55 zu vergrößern, und ist es daher möglich, die elektromagnetische Kraft, die in der Spule 70 induziert wird, wirksam zwischen den Magnetpolwänden 65 und 55 wirken zu lassen.

(3) Da die Druckaufnahmefläche des Ventilelements (genauer gesagt der Nadel 130), die den vorstehend genannten Innenzylinderdruck aufnimmt, auf die Fläche außer der Querschnittsfläche des inneren Umfangs 134 des Sitzabschnitts 131 (genauer gesagt der Querschnittsfläche des Sitzdurchmessers Ds) der Nadel 130 beschränkt ist, der an dem Ventilsitz 14 sitzt, ist es möglich, die Vorspannkraft zum Vorspannen der Ventilelemente 30 und 50 in die Sitzrichtung zu mindern. Daher ist es möglich, die Vorspannkraft, die von dem rohrförmigen Behälter 63 erforderlich ist, das ebenso als Vorspannelement zum Vorspannen der Ventilelemente 30 und 50 in die Sitzrichtung dient, zu mindern. Beispielsweise in dem Fall, dass der rohrförmige Behälter 63 als Balg ausgelegt ist, ist es möglich, die Auslegungsfreiheit einschließlich der Elastizität zu verbessern.

(Andere Ausführungsbeispiele)

(1) Obwohl in den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf das Kraftstoffeinspritzventil 2 für einen Direkteinspritzverbrennungsmotor beschrieben wurde, ist der Verbrennungsmotor, auf den das Kraftstoffeinspritzventil der vorliegenden Erfindung angewendet wird, nicht auf den Direkteinspritzverbrennungsmotor beschränkt, bei dem Kraftstoff direkt in eine Brennkammer innerhalb eines Zylinders eingespritzt wird. Das Kraftstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden Erfindung ist ebenso auf einen Verbrennungsmotor der Bauart anwendbar, bei dem Kraftstoff in ein Einlassrohr oder Ähnliches eingespritzt wird, und daher indirekt in eine Brennkammer eingespritzt wird. Es ist geeignet, dass das Ventil auf einen Verbrennungsmotor angewendet wird, bei dem der geschlossene Zustand der Nadel gegenüber einem Außendruck, wie z. B. einem Innenzylinderdruck aufrechterhalten wird, der auf das Düsenloch aufgeprägt wird.
(2) Obwohl in den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen der rohrförmige Behälter 63 ein Balg einer konkaven-konvexen Gestalt im Querschnitt mit großdurchmessrigen und kleindurchmessrigen Abschnitten 63c1, 63c2 auf eine abwechselnde Art und Weise ist, ist er nicht auf einen rohrförmigen Körper der konkaven-konvexen Gestalt im Querschnitt beschränkt, sondern er kann ein rohrförmiger Körper einer im Allgemeinen abgeschrägten oder geradlinigen Gestalt im Querschnitt sein, solange der rohrförmige Körper, der angenommen wird, ein Ende des Elektromagnetantriebsabschnitts und ein Ende des Ventilelements verbindet, so dass er sich ausdehnen und zusammenziehen kann, und von dem durch seinen Innenraum in das Kraftstoffeinspritzventil strömenden Kraftstoff isoliert werden kann.
(3) Obwohl bei den Ventilkörpern 30 und 50, die in den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen beschrieben sind, der Endabschnitt, der mit dem offenen Ende 73a des rohrförmigen Behälters 63 verbunden ist, der Endabschnitt 53 des bewegbaren Kerns 50 ist, der an der Seite gelegen ist, die entgegengesetzt zu dem Ventilsitz 14 liegt, kann ein Aufbau angenommen werden, bei dem betreffende Endabschnitt der Endabschnitt der Nadel 30 ist, der an der Seite liegt, die entgegengesetzt zu dem Ventil 14 liegt. In diesem Fall sollte der betreffende Endabschnitt mit der Nadel fixiert werden, so dass der bewegbare Kern das Einsetzen der Nadel in diesen gestattet.
(4) Bei dem in den vorstehend genannten Ausführungsbeispiel beschriebenen Elektromagnetabschnitt ist der Endabschnitt, der mit dem offenen Ende 63b des rohrförmigen Behälters 63 verbunden ist, das Stützelement 64 des feststehenden Kerns, wobei er der Boden des Behälterlochs 62 des feststehenden Kerns sein kann.
(5) Obwohl in den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen das Halteelement, das die innere Fläche 63s hat, die zwischen der Teilfläche 53 an der einen Endseite und dem vorbestimmten Flächeninhalt dc an der entgegengesetzten Endseite umgeben ist, dem rohrförmigen Behälter 63 entspricht, besteht keine Beschränkung darauf. Das Halteelement kann ein im Wesentlichen stabförmiges Element sein, das eine Expansion und Kontraktion durchführen kann und das eine innere Fläche eines massiven Aufbaus hat. In diesem Fall ist das Halteelement, das durch ein im Wesentlichen stabförmiges Element ausgebildet ist, das sich ausdehnen und zusammenziehen kann, verbunden und fixiert, während es zwischen dem Ventilelement und dem feststehenden Kern schichtweise eingefasst ist.
(6) Obwohl in den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen die vorliegende Erfindung auf das Kraftstoffeinspritzventil angewendet wird, bei dem der Kraftstoffdruck in die Ventilschließrichtung an den Ventilelementen 30 und 50 wirkt, die an dem Ventilsitz 14 sitzen, gibt es keine Beschränkung auf ein solches Kraftstoffeinspritzventil. Die vorliegende Erfindung ist ebenso auf ein Kraftstoffeinspritzventil anwendbar, bei dem der Kraftstoffdruck in die Ventilöffnungsrichtung an dem Ventilelement wirkt.

In den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen wurde beschrieben, dass der Einfluss des Kraftstoffdrucks, der in die Ventilschließrichtung an dem Ventilelement wirkt, um einen Betrag entsprechend der Querschnittsfläche des Endabschnitts (genauer gesagt des Stützelements 64) des Elektromagnetantriebsabschnitts gemindert wird, mit dem der rohrförmige Behälter 63 verbunden ist. Folglich wird dann, wenn die Querschnittsfläche des Endabschnitts des Elektromagnetantriebsabschnitts kleiner als die Querschnittsfläche des Sitzdurchmessers Ds ist, der Kraftstoff hoch, der in die Ventilschließrichtung an dem Ventilelement wirkt, geringer einflussnehmend. Wenn ferner die betreffende Querschnittsfläche gleich der Querschnittsfläche des Sitzdurchmessers Ds ist, wird der Einfluss des Kraftstoffdrucks, der in die Ventilschließrichtung des Ventilelements wirkt, aufgehoben.
Das Kraftstoffeinspritzventil kann so aufgebaut werden, dass der Kraftstoffdruck in die Ventilöffnungsrichtung an dem Ventilelement wirkt, wenn die betreffende Querschnittsfläche kleiner als die Querschnittsfläche des Sitzdurchmessers Ds ist.
Obwohl in den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen das Düsenloch 21 in dem Ventilkörper (genauer gesagt dem Düsenkörper 12) stromabwärts von dem Ventilsitz 14 ausgebildet ist, gibt es darauf keine Beschränkung. Eine Düsenplatte mit einem Düsenloch kann an der Spitze des Düsenkörpers vorgesehen sein.
Somit weist das Kraftstoffeinspritzventil einen Ventilkörper 12, 16 mit einem Ventilsitz 14, ein Ventilelement 30, 50, das geeignet ist, an einem Ventilsitz zu sitzen und diesen verlassen, ein Düsenloch 21 zum Einspritzen des Kraftstoffs hat, und einen Elektromagnetantriebsabschnitt 60, 70 auf. Ein Halteelement 63 umgibt und hält an einer Endseite davon zumindest eine Teilfläche 53 eines entgegengesetzt zu dem düsenlochseitigen Ende liegenden Wandabschnitt 51 des Ventilelements. Das Halteelement 63 umgibt und hält an einer entgegengesetzten Endseite davon einen vorbestimmten Flächeninhalt Dc eines Konstantpositionshalteabschnitts 64, ohne durch den Druck des durch einen Kraftstoffdurchgang des Ventilkörpers strömenden Kraftstoffs beeinflusst zu werden und ungeachtet einer Bewegung des Ventilelements. Das Halteelement 63 stellt eine elastische Verbindung zwischen wechselseitig entgegengesetzten Endwänden des entgegengesetzt zu dem düsenlochseitigen Ende liegenden Wandabschnitts und des Konstantpositionshalteabschnitts bereit, und eine Innenfläche 63s des Halteelements 63, die zwischen der Teilfläche der einen Endseite und dem vorbestimmten Flächeninhalt an der entgegengesetzten Seite umgeben ist, ist abgesperrt, um durch den Druck des um die Innenfläche vorhanden Kraftstoffs nicht beeinflusst zu werden.

Claims

Kraftstoffeinspritzventil mit einem Ventilkörper (12, 16), der in diesem einen Kraftstoffdurchgang ausbildet; einem Ventilsitz (14), der in dem Kraftstoffdurchgang vorgesehen ist; einem Ventilelement (30, 50), das geeignet ist, um an dem Ventilsitz zu sitzen und diesen zu verlassen; einem Düsenloch (21), das stromabwärts des Ventilsitzes (14) zum Einspritzen von Kraftstoff ausgebildet ist, der von dem Kraftstoffdurchgang gefördert wird; einem Elektromagnetantriebsabschnitt (S), der eine Antriebskraft zum magnetischen Anziehen des Ventilelements (30, 50) erzeugt; und einem Halteelement (63), das an einer seiner Endseiten (63a) zumindest eine Teilfläche eines entgegengesetzt zu dem düsenlochseitigen Ende liegenden Wandabschnitt (53) des Ventilelements (30, 50) umgibt und hält, der an der Seite gelegen ist, die entgegengesetzt zu dem Düsenloch liegt, wobei das Halteelement (63) an einer Seite eines entgegengesetzten Endes (63b) davon einen vorbestimmten Flächeinhalt eines Konstantpositionshalteabschnitts (64) umgibt und hält, der an einer vorbestimmten Position gehalten wird, ohne durch den Druck des durch den Kraftstoffdurchgang strömenden Kraftstoffs beeinflusst zu werden, und unbeachtet einer Bewegung des Ventilelements (30, 50), wobei das Halteelement (63) eine elastische Verbindung zwischen wechselseitig entgegengesetzten Endwänden des entgegengesetzt zu dem düsenlochseitigen Ende liegenden Wandabschnitts (53) und des Konstantpositionshalteabschnitts (64) bereitstellt, wobei eine Innenfläche (63s) des Halteelements, das zwischen der Teilfläche an der einen Endseite und dem vorbestimmten Flächeninhalt an der entgegengesetzten Endseite umgeben ist, abgeschlossen ist, um durch den Druck des um die Innenfläche (63s) vorhandenen Kraftstoffs nicht beeinflusst zu werden.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 1, wobei das Halteelement (63) ein rohrförmiger Behälter (63) ist, der einen Endabschnitt des Ventilelements (30, 50), der entgegengesetzt zu dem Ventilsitz (14) liegt, und einen Endabschnitt des Elektromagnetantriebsabschnitts (S), der entgegengesetzt zu dem Endabschnitt liegt, miteinander verbindet, um eine axiale Expansion und Kontraktion zu gestatten.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 2, wobei die Querschnittsfläche (Dc) des vorbestimmten Flächeninhalts, der von dem Halteelement an der Seite des entgegengesetzten Endabschnitts umgeben ist, kleiner oder gleich wie die Querschnittsfläche (Ds) eines Sitzabschnitts (31) des Ventilelements (30, 50) zum Sitzen an dem Ventilsitz (14) eingereichtet ist.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 3, wobei die Querschnittsfläche des Endabschnitts des Elektromagnetantriebsabschnitts (S) gleich wie oder kleiner als diejenige des Sitzabschnitts (31) des Ventilelements (30, 50) zum Sitzen an dem Ventilsitz (14) ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Elektromagnetantriebsabschnitt (S) einen feststehenden Kern (60) aufweist, der eine Magnetpolwand (65) zum elektromagnetischen Anziehen des Ventilelements (30, 50) hat, und wobei der Endabschnitt des Elektromagnetantriebsabschnitts (S) innerhalb der Magnetpolwand (65) des feststehenden Kerns (60) ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 5, wobei ein Behälterloch (62) zum Aufnehmen des rohrförmigen Behälters (63) und zum Eindämmen einer Kraftstoffströmung innerhalb der Magnetpolwand (65) ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Elektromagnetantriebsabschnitt (S) ein Vorspannelement (68) zum Vorspannen des Ventilelements (30, 50) in die Sitzrichtung aufweist und wobei das Vorspannelement (68) und der rohrförmige Behälter (63) doppelt innen und außen angeordnet sind.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei das Ventilelement (30, 50) einen bewegbaren Kern (50) aufweist, der eine Magnetpolwand (65) hat, an der eine elektromagnetische Kraft wirkt, die durch den Elektromagnetantriebsabschnitt (S) erzeugt wird, und wobei der Endabschnitt des Ventilelements (30, 50) innerhalb der Magnetpolwand (65) ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei der rohrförmige Behälter (63) eine Vorspannkraft zum Vorspannen des Ventilelements (30, 50) in die Sitzrichtung hat.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 9, wobei der rohrförmige Behälter (63) ein Balg ist, der abwechselnd einen großdurchmessrigen Abschnitt (63c1) und einen kleindurchmessrigen Abschnitt (63c2) hat.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem der Ansprüche 2 bist 10, wobei der rohrförmige Behälter (63) aus einem Werkstoff mit Korrosionsbeständigkeit ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei der Endabschnitt des Elektromagnetantriebsabschnitts (S) durch ein Stützelement (64) ausgebildet ist, das sich zu dem Ventilsitz (14) durch das Innere des rohrförmigen Behälters (63) erstreckt.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 12, wobei das Ventilelement (30, 50) einen inneren Umfang hat, der das Einsetzen des Stützelements (164) in Richtung auf den Ventilsitz (14) in diesen gestattet, wobei der innere Umfang innerhalb des Ventilsitzes (14) gelegen ist.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 13, wobei der innere Umfang des Ventilelements (30, 50) einen inneren Umfangsabschnitt hat, der das Stützelement (164) luftdicht gleitfähig macht.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei das Stützelement (164) so angeordnet ist, dass sein Spitzenabschnitt von einer Öffnung des inneren Umfangs vorsteht, wobei die Öffnung an der Ventilsitzseite positioniert ist.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der Spitzenabschnitt des Stützelements (164) entgegengesetzt zu der inneren Umfangsfläche positioniert ist, die den Ventilsitz (14) ausbildet, und wobei ein Spalt, der zwischen dem Spitzenabschnitt und der inneren Umfangsfläche ausgebildet ist, die zueinander entgegengesetzt sind, eine Öffnungsquerschnittsfläche hat, die ermöglicht eine Durchflussrate sicherzustellen, die gleich wie oder größer als die Menge des von dem Düsenloch (21) eingespritzten Kraftstoffs ist.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem der Ansprüche 2 bis 16, ferner mit einem Verbindungsaufbau (J1, J2) zum Verbinden und Fixieren beider Enden des rohrförmigen Behälters (63) mit dem Endabschnitt des Ventilelements (30, 50) und dem Endabschnitt des Elektromagnetantriebsabschnitts (S), und wobei der rohrförmige Behälter (63) im Zustand seiner eingestellten Länge zwischen den beiden Enden verbunden und fixiert ist, der angepasst ist, um sich auszudehnen und zusammenzuziehen.