DE102006000418B4

DE102006000418B4 - Kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE102006000418B4
Application number: DE200610000418
Authority: DE
Inventors: Takeshi Kariya-city Mizobuchi; Norio Kariya-city Yamamoto; Kimitaka Kariya-city Saito
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-08-25
Filing date: 2006-08-24
Publication date: 2010-04-01
Anticipated expiration: 2026-08-25
Also published as: JP2007085333A; JP4529950B2; DE102006000418A1

Abstract

Kraftstoffeinspritzventil (10) für eine Brennkraftmaschine (100) mit einer Brennkammer (106) und einer Zündkerze (105), die Kraftstoff in der Brennkammer (106) verbrennt, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (10) folgendes aufweist:
erste Einspritzlöcher (23) zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammer (106) in Richtung auf die Zündkerze (105), so dass Zentralachsen (31) von ersten Kraftstoffstrahlströmungen (202) die aus den ersten Einspritzlöchern (23) eingespritzt werden eine zur Zentralachse (108) des Kraftstoffeinspritzventils (10) senkrechte, gedachte Ebene (A) schneiden und in dieser eine erste kreisringförmige Sprühnebelachsenfläche (B1) definieren; und
zweite Einspritzlöcher (22) zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammer (106), so dass Zentralachsen (32) von zweiten Kraftstoffstrahlströmungen (201) die aus den zweiten Einspitzlöchern (22) eingespritzt werden die gedachte Ebene (A) schneiden und in dieser eine zweite kreisringförmige Sprühnebelachsenfläche (B2) definieren,
wobei eine Durchflussrate des Kraftstoffs durch jedes der ersten Einspritzlöcher (23) geringer als eine Durchflussrate des Kraftstoffs durch jedes der zweiten Einspritzlöcher (22) ist...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil und insbesondere ein Kraftstoffeinspritzventil, das zum Einspritzen und Zuführen von Kraftstoff in eine Brennkammer eines Verbrennungsmotors geeignet ist.
Ein Kraftstoffeinspritzventil, das Kraftstoff beispielsweise in einen Zylinder oder eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine einspritzt, ist bekannt. Von dieser Bauart des Kraftstoffeinspritzventils eingespritzter Kraftstoff wird mit Luft in der Brennkammer gemischt, um ein Luft-Kraftstoffgemisch auszubilden. Das Gemisch wird durch eine Zündkerze gezündet, um Leistung zum Vortreiben des Fahrzeugs zuzuführen.
Es wurden Kraftstoffeinspritzventile vorgeschlagen, die eine Vielzahl von Einspritzlöchern aufweisen. Beispielsweise offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2003-161224 A ein Kraftstoffeinspritzventil mit einer Vielzahl von Einspritzlöchern, von denen einige in Richtung auf eine Zündkerze orientiert sind. Daher wird Kraftstoff in Richtung auf die Zündkerze gerichtet, um dadurch die Verbrennungscharakteristiken zu verbessern.
Ferner ist ein Kraftstoffeinspritzventil in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2003-534495 A offenbart, das verlängerte in Längsrichtung ausgebildete Einspritzlöcher hat, die in Richtung auf die Zündkerze orientiert sind.
Daher erzeugt das Kraftstoffeinspritzventil einen stabileren Flammenkern.
Zusätzlich offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2004-143946 A ein Kraftstoffeinspritzventil mit einer Vielzahl von Einspritzlöchern. Ein Montagewinkel wird durch den inneren Umfang des Ventilkörpers und die Achse der Einspritzlöcher definiert. Löcher, die näher an der Zündkerze liegen, haben einen geringeren Montagewinkel als die Löcher, die weiter von der Zündkerze entfernt sind. Daher wird ein verbessertes Luft-Kraftstoffgemisch in der Nähe der Zündkerze erzeugt. Genauer gesagt wird ein Ungleichgewicht des Drucks in Umfangsrichtung in einem Zwischenraumströmungsdurchgang des Ventilkörpers induziert, um eine Menge des Kraftstoffs zu vergrößern, der von den Einspritzlöchern in Richtung auf die Zündkerze eingespritzt wird. Da der Montagewinkel für die Einspritzlöcher kleiner ist, die näher an der Zündkerze liegen, hebt das Druckungleichgewicht, das in dem Zwischenraumströmungsdurchgang induziert wird, den Druck des eingespritzten Kraftstoffs für ein verbessertes Luft-Kraftstoffgemisch an.
Jedoch haben diese Kraftstoffeinspritzventile nach dem Stand der Technik gewisse Nachteile. Beispielsweise kann die Abkühlwirkung der Elektroden der Zündkerze (insbesondere die Wärmeabsorption durch die Elektroden) die Verbrennung behindern.
Beispielsweise ist im Hinblick auf die Vorrichtung des japanischen Patents JP 2003-161224 A die Durchflussrate des Kraftstoffs in Richtung auf die Zündkerze identisch mit derjenigen des Kraftstoffs, der in die entgegengesetzte Richtung gerichtet ist. Daher kann eine Erhöhung des Kraftstoffdrucks, der Kraftstoffeinspritzmenge oder ähnliches die Durchflussrate des Kraftstoffsprühnebels beschleunigen und dadurch zur Abkühlung führen.
Ferner haben in Hinblick auf die Vorrichtung der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2003-534495 A die längsgerichteten Einspritzlöcher eine größere Fläche als die anderen Einspritzlöcher. Dem gemäß ist es unwahrscheinlich, dass die Durchflussrate des Kraftstoffsprühnebels in Richtung auf den Funkenentladungsabschnitt der Zündkerze, wenn er einmal beschleunigt ist, sich verringert, und ist eine Abkühlung wahrscheinlicher.
Darüber hinaus steigt in Hinblick auf die Vorrichtung der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2004-143946 A der Kraftstoffdruck an den Einlassseiten der Einspritzlöcher an, die in Richtung auf die Zündkerze orientiert sind. Daher steigt die Durchflussrate des Kraftstoffsprühnebels in Richtung auf einen Flammenemitter der Zündkerze an und wird eine Abkühlung wahrscheinlicher.
Das Dokument EP 1 302 635 A2 offenbart eine direkt einspritzende Benzinkraftmaschine. Bei dieser Benzinkraftmaschine wird ein Einspritzventil verwendet, bei dem eine Nut an einem Abschnitt des Injektors vorgesehen ist, um eine Sprühnebelverteilung zu unterbrechen und um zu verhindern, dass eingespritzte Flüssigkeit direkt auf die Zündkerze trifft, wie 28 dieses Dokuments entnehmbar ist.
Das Dokument DE 198 04 468 A1 offenbart ein Kraftstoffeinspritzsystem für Ottomotoren. Die Einspritzdüse, die bei diesem System vorgesehen ist, ist mit wenigstens einer Reihe über den Umfang der Einspritzdüse verteilt angeordneter Einspritzlöcher versehen.
Somit ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzventil zu schaffen, das einen Kraftstoffsprühnebel erzeugen kann, der eine stabilere Zündung gestattet, und bei dem es unwahrscheinlich ist, dass eine Abkühlung des Flammenkerns der Zündkerze verursacht wird. Ferner verbleibt ein Bedarf nach einem Kraftstoffeinspritzventil, das ein verbessertes Luft-Kraftstoffgemisch für eine verbesserte Abgabe sowie Emissionseigenschaften erzeugt.
Die Aufgabe wird durch ein Einspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erkennbar, in denen ähnliche Teile mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet sind und wobei:
1A eine Querschnittsansicht einer Einspritzlochplatte gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist;
1B eine Draufsicht der stromabwärtigen Seite der Einspritzlochplatte von 1A ist;
2 eine Querschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist;
3 ein schematisches Diagramm eines Verbrennungsmotors mit Direkteinspritzung mit einem Kraftstoffeinspritzventil gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist und eine schematische Querschnittsansicht eines Kraftstoffsprühnebels ist, der in eine Brennkammer durch eine Einspritzlochplatte eingespritzt wird;
4A eine Querschnittsansicht der Einspritzlochplatte gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist;
4B eine Draufsicht einer stromabwärtigen Seite der Einspritzlochplatte von 4A ist;
5 eine schematische perspektivische Ansicht eines Kraftstoffsprühnebels durch die Einspritzlochplatte von 4 ist;
6 eine schematische Draufsicht ist, die ein Sprühnebelmuster durch eine gedachte Ebene von 5 ist;
7 eine schematische Draufsicht ist, die ein Sprühnebelmuster gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
8A eine Querschnittsansicht einer Einspritzlochplatte gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel ist;
8B eine Draufsicht der stromabwärtigen Seite der Einspritzlochplatte von 8A ist;
9 eine Graphik ist, die eine Beziehung zwischen einem Verhältnis Lid einer Einspritzlochlänge L zu einem Einspritzlochdurchmesser d und eine Durchdringung des Kraftstoffsprühnebels zeigt;
10A und 10B Querschnittsansichten sind, die jeweils die Wirkung des Verhältnisses L/d auf den Kraftstoffsprühnebel zeigt, wobei 10A eine Querschnittsansicht ist, die die Kraftstoffströmung durch die Einspritzlochplatte zeigt, wenn das Verhältnis L/d relativ klein ist und 10B eine Querschnittsansicht ist, die die Kraftstoffströmung durch die Einspritzlochplatte zeigt, wenn das Verhältnis L/d relativ groß ist;
11A eine Querschnittsansicht einer Einspritzlochplatte gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel ist;
11B eine Draufsicht der stromabwärtigen Seite der Einspritzlochplatte von 11A ist;
12A eine Querschnittsansicht einer Einspritzlochplatte gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel ist; und
12B eine Draufsicht der stromabwärtigen Seite der Einspritzlochplatte von 12A ist.
Nun werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele eines Kraftstoffeinspritzventils nachstehend beschrieben. In diesen Ausführungsbeispielen spritzt das Kraftstoffeinspritzventil Kraftstoff direkt in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine ein.
Unter Bezugnahme auf die 1A bis 3 wird zu Beginn ein erstes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzventils 10 dargestellt. Wie in 3 gezeigt ist, ist das Kraftstoffeinspritzventil 10 an einer Brennkraftmaschine (beispielsweise einem Benzinverbrennungsmotor) montiert. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 spritzt Kraftstoff in eine Brennkammer 106 eines Verbrennungsmotors 100 ein. Zusätzlich zu der Brennkammer 106 weist der Verbrennungsmotor 100 einen Kolben 104 und eine Zündkerze 105 auf, die als Zündvorrichtung funktioniert. Es gibt ein Kraftstoffeinspritzventil 10 für jede Brennkammer 106 des Verbrennungsmotors 100. Jedoch ist in 3 nur eine Brennkammer 106 zur Klarheit gezeigt.
Der Verbrennungsmotor 100 weist einen hohlen Zylinder 101 mit einer Innenwand 101h und einen Zylinderkopf 102 auf. Die Brennkammer 106 ist durch die Innenwand 101h, eine obere Fläche 104p des Kolbens 104 und eine obere Innenwand des Zylinderkopfs 102 definiert. Das Volumen der Brennkammer 106 vergrößert und verkleinert sich, wenn der Kolben 104 hin- und herläuft. Die Brennkammer 106 ist mit einem Einlassrohr (nicht gezeigt) fluidgekoppelt und ein Einlassventil 107 führt wahlweise Luft in die Brennkammer 106 ein. Die Brennkammer 106 ist ebenso mit einem Auslassrohr (nicht gezeigt) fluidgekoppelt und Abgas wird wahlweise aus der Brennkammer 106 über ein Auslassventil 109 ausgestoßen. Genauer gesagt ist der Zylinderkopf 102 mit einem Einlassanschluss 102i, der mit dem Einlassrohr zum Einführen der Einlassluft zu der Brennkammer 106 verbunden ist, und einem Auslassanschluss 102e versehen, der mit dem Auslassrohr zum Ausstoßen des Abgases aus der Brennkammer 106 verbunden ist. Der Einlassanschluss 102i und das Einlassrohr bilden einen Einlassdurchgang zum Einführen der Einlassluft in die Brennkammer 106. Der Auslassanschluss 102e und das Auslassrohr bilden einen Auslassdurchgang zum Ausstoßen des Abgases aus der Brennkammer 106.
Das Einlassventil 107 hat einen Achsenabschnitt 107b und einen Wandabschnitt 107a, der an dem Achsenabschnitt 107b fixiert ist. Der Wandabschnitt 107a läuft entlang der Achse des Achsenabschnitts 107b beispielsweise mittels einer Einlassnockenwelle (nicht in der Figur gezeigt) hin und her. Daher setzt sich das Einlassventil 107 an die Innenwand des Einlassanschlusses 102i, um die Einlassluft zu blockieren, und hebt sich von der Innenwand des Einlassanschlusses 102i ab, um die Strömung der Einlassluft in die Brennkammer 106 zu gestatten. Im abgehobenen Zustand ist ein vorbestimmter Spalt zwischen der Innenwand des Einlassanschlusses 102i und dem Wandabschnitt 107a gemäß der Ventilhubverschiebung des Einlassventils 107 entlang seiner Achse ausgebildet.
In ähnlicher Weise hat ein Auslassventil 109 einen Achsenabschnitt 109b, der durch die Nockenwelle (nicht in der Figur gezeigt) hin- und herläuft, und einen Wandabschnitt 109a, der mit dem Achsenabschnitt 109b verbunden ist, der an den Innenwandsitz des Einlassanschlusses 102 gesetzt wird und von diesem abgehoben wird.
Die Zündkerze 105 ist eine Zündkerze zum Zünden eines brennfähigen Luft-Kraftstoffgemischs (insbesondere Kraftstoff) durch Erzeugen eines Funkens. Die Zündkerze 105 weist eine Zündelektrode 105a, eine Isolationskeramik 105b und eine Masseelektrode 105c auf. Die Zündkerze 105 ist beispielsweise seitlich neben dem Kraftstoffeinspritzventil 10 in der Nähe der axialen Mitte der Dachwand des Zylinderkopfs 102 montiert. Die Zündelektrode 105a und die Masseelektrode 105c weisen zueinander und sind mit einem Abstand getrennt, um einen Entladungsspalt dazwischen zu definieren. Wenn ein Funken über dem Entladungsspalt in dem Kraftstoffstrahl (insbesondere dem Kraftstoffsprühnebel) gebildet wird, wird ein Flammenkern erzeugt. Der Flammenkern dehnt sich in das ihn umgebende Luft- Kraftstoffgemisch aus, um eine Flamme zu bilden, was verursacht, dass die Verbrennung beginnt. Im Allgemeinen sind die Temperaturen der Zündelektrode 105a, der Masseelektrode 105c und des Kraftstoffs niedriger als diejenige des Flammenkerns, was gestattet, dass die Wärme des Flammenkerns einfach absorbiert wird.
Die Zündelektrode 105a und die Masseelektrode 105c wirken zusammen, um den Funkenentladungsabschnitt zu definieren.
Wie in 3 gezeigt ist, ist das Kraftstoffeinspritzventil 10 an der oberen Fläche des Zylinders 101 gelegen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist beispielsweise das Kraftstoffeinspritzventil 10 an der Mitte der inneren Dachwand des Zylinderkopfs 102 gelegen. Es ist jedoch annehmbar, dass das Kraftstoffeinspritzventil 10 an jeder geeigneten Lage gestützt sein kann. Beispielsweise kann das Kraftstoffeinspritzventil 10 an der Ecke der oberen Fläche des Zylinders 101 gelegen sein, wie zum Beispiel der Ecke der inneren Dachwand (beispielsweise an der Seite des Einlassanschlusses 102i) des Zylinderkopfs 102.
Der Kraftstoff wird durch eine (nicht gezeigte) Kraftstoffpumpe mit Druck beaufschlagt und zu dem Kraftstoffeinspritzventil 10 über ein (nicht gezeigtes) Kraftstoffverteilerrohr zugeführt. In dem in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Kraftstoffeinspritzventil 10 im Wesentlichen zylindrisch und nimmt Kraftstoff an einem Ende auf und spritzt Kraftstoff aus dem entgegengesetzten Ende ein.
Wie in 2 gezeigt ist, weist das Kraftstoffeinspritzventil 10 einen Ventilkörper 12 und eine Düsennadel 30 zum Blockieren oder Gestatten der Kraftstoffeinspritzung und einen Elektromagnetantrieb 50, 54, 60 zum Antreiben der Düsennadel 30 in die axiale Richtung auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Kraftstoffeinspritzventil 10 an einem Verbrennungsmotor 100 montiert, und somit spritzt das Kraftstoffeinspritzventil 10 den Kraftstoff direkt in die Brennkammer 106 ein.
Ein gegebener Druck (beispielsweise 0,2 MPa) des Kraftstoffs, der aus einem Kraftstofftank durch eine Kraftstoffpumpe gesaugt wird, wird weitergehend durch eine (nicht gezeigte) Hochdruckpumpe mit Druck beaufschlagt. Dann wird der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff (beispielsweise bei 2 bis 20 MPa) im Kraftstoffeinspritzventil 10 über das Kraftstoffverteilerrohr zugeführt. Der aus der Kraftstoffpumpe ausgestoßene Kraftstoff und der weitergehend mit Druck beaufschlagte Kraftstoff, der von der Hochdruckpumpe ausgestoßen wird, werden auf einen vorbestimmten Druck mittels eines (nicht gezeigten) Kraftstoffdruckregulators moduliert.
Eine Einspritzlochplatte 20 ist an einem Ende des Ventilkörpers 12 und der Düsennadel 30 enthalten. Die Einspritzlochplatte 20 ist im Allgemeinen dünn und weist zumindest ein Einspritzloch 21 auf, aus dem Kraftstoff eingespritzt und versprüht wird.
Die Düsennadel 30 wird auf einen Sitz 14 des Ventilkörpers 12 gesetzt und von diesem abgehoben. Wenn die Düsennadel 30 sich abhebt, gestattet das Kraftstoffeinspritzventil 10 die Strömung des Kraftstoffs (insbesondere die Kraftstoffsprühströmung), und wenn sich die Düsennadel 30 ansetzt, blockiert das Kraftstoffeinspritzventil 10 die Strömung des Kraftstoffs. Der Ventilkörper 12, die Düsennadel 30 und das Einspritzloch 21 bilden die Spitze des Kraftstoffeinspritzventils 10, aus dem der Kraftstoff eingespritzt wird.
Die Abmessung, Anordnung, axiale Richtung usw. des Einspritzlochs 21 werden gemäß der gewünschten Gestalt, Richtung und Anzahl des Kraftstoffsprühnebels bestimmt. Die Fläche der Öffnung des Einspritzlochs 21 bestimmt zumindest teilweise die Durchflussrate des Kraftstoffstrahls, wenn sich das Ventil öffnet. Die Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 10 wird auf der Grundlage der Fläche der Öffnung des offenen Einspritzlochs 21 und der Verschiebung der angehobenen Düsennadel 30 bestimmt (im Folgenden einfach als „Nadelhubverschiebung” bezeichnet). Wenn die Düsennadel 30 an den Ventilkörper 12 angesetzt ist, wird die Kraftstoffeinspritzung aus dem Einspritzloch 21 blockiert. Wenn dagegen die Düsennadel 30 von dem Ventilkörper 12 abgehoben wird, wird die Kraftstoffeinspritzung aus dem Einspritzloch 21 gestattet, was somit den Kraftstoff zuführt.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat das Einspritzloch 21 eine geradlinige Achse mit einem einheitlichen Durchmesser. Jedoch ist es erkennbar, dass das Einspritzloch 21 jede Gestalt ohne Abweichen von dem Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung haben könnte. Beispielsweise hat in einem Ausführungsbeispiel das Einspritzloch 21 eine nicht-lineare Achse. Ferner ändert sich in einem Ausführungsbeispiel die Querschnittsfläche des Einspritzlochs 21 entlang seiner Achse. Genauer gesagt kann das Einspritzloch 21 eine konische oder kegelstumpfförmige Gestalt haben und kann das Einspritzloch 21 eine abgeschrägte oder verdickte Spitze haben.
In diesem Ausführungsbeispiel bildet das Einspritzloch 21 die Kraftstoffsprühnebelausbildungsvorrichtung. Das Einspritzloch 21 teilt den Kraftstoff in kleinste Partikel und erzeugt den Kraftstoffsprühnebel. Ein Verfahren zum Erzeugen des Kraftstoffsprühnebels gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird nachstehend genauer beschrieben.
Wie in 2 gezeigt ist, sind die Elektromagnetantriebe 50, 54, 60 Elektromagnetantriebe mit gut bekanntem Aufbau. Genauer gesagt weisen die Elektromagnetantriebe 50, 54, 60 einen bewegbaren Kern 50, der mit der Düsennadel 30 zusammenwirkt, stationäre Kerne 54, 40, an denen der bewegbare Kern 50 bewegbar montiert ist, und eine Spule 60 auf, die eine elektromagnetische Kraft an dem bewegbaren Kern 50 und dem stationären Kern 54 bereitstellt. Die Elektromagnetantriebe 50, 54, 60 haben einen Hubeinstellmechanismus 56 zum Steuern der maximalen Nadelhubverschiebung. Beispielsweise stellen die Elektromagnetantriebe 50, 54, 60 einen vorbestimmten Betrag eines axialen Spalts (im Folgenden als „Luftspalt” bezeichnet) zwischen dem bewegbaren Kern 50 und dem stationären Kern 54 bereit.
Die Düsennadel 30 wird in Richtung auf eine Ventilschließposition durch ein Vorspannelement 58 vorgespannt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Vorspannelement 58 eine Feder zum Vorspannen des bewegbaren Kerns 50 in Richtung auf das Einspritzloch 21. Wenn die Spule 60 entregt ist, befindet sich die Düsennadel 30 in der geschlossenen Position aufgrund der Vorspannkraft, die durch das Vorspannelement 58 ausgeübt wird.
Wenn jedoch Leistung zu der Spule 60 zugeführt wird, wird elektromagnetische Leistung in der Spule 60 erzeugt und übt die Spule 60 eine elektromagnetische Anziehungskraft zwischen dem stationären Kern 54 und dem bewegbaren Kern 50 aus. Das ermöglicht, dass sich der bewegbare Kern 50 entgegen der Vorspannkraft bewegt, die durch das Vorspannelement 58 ausgeübt wird, und es tritt eine Nadelhubverschiebung auf. Somit hebt sich die Düsennadel 30 an, um das Kraftstoffeinspritzventil 10 zu öffnen.
Wenn dann die Leistungszufuhr zu der Spule 60 abgeschaltet wird, wird die elektromagnetische Leistung von der Spule 60 abgeschwächt. Das ermöglicht, dass die Düsennadel 30 sich in die Ventilschließrichtung durch die Vorspannkraft bewegt, die durch das Vorspannelement 58 ausgeübt wird. Die Düsennadel 30 setzt sich an den Ventilsitz 14 an, um dadurch das Kraftstoffeinspritzventil 10 zu schließen.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Kraftstoffeinspritzventil 10 mit einem Vorspannkrafteinstellmechanismus (nicht gezeigt) zum Einstellen der Vorspannkraft ausgestattet, die durch das Vorspannelement 58 ausgeübt wird. Ferner wird in einem Ausführungsbeispiel die Dauer, in der Leistung zu der Spule 60 zugeführt wird, eingestellt, um eine Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffsprühnebels zu regulieren, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 10 eingespritzt wird.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die 1 und 3 ein Verfahren zum Ausbilden des Sprühnebels durch das Kraftstoffeinspritzventil 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. In den 1 und 3 deutet eine Richtung X eine Queranordnungsrichtung an, in der das Kraftstoffeinspritzventil 10 und die Zündkerze 105 seitlich beabstandet sind. Die Richtung X wird als erste Richtung bezeichnet. Wie in 1B gezeigt ist, ist eine Richtung Y senkrecht zu der ersten Richtung X. Die Richtung Y wird als zweite Richtung bezeichnet.
Die Einspritzlochplatte 20 weist erste Einspritzlöcher 23 und zweite Einspritzlöcher 22 auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist beispielsweise die Einspritzlochplatte 20 eine Vielzahl (beispielsweise sieben) der ersten Einspritzlöcher 23 und eine Vielzahl (beispielsweise neun) der zweiten Einspritzlöcher 22 auf. Kraftstoff wird in die Brennkammer durch die ersten und zweiten Einspritzlöcher 22, 23 eingespritzt. Genauer gesagt wird ein Teil des eingespritzten Kraftstoffs in Richtung auf die Zündkerze 105 von den ersten Einspritzlöchern 23 gerichtet und werden die Strömungen des Kraftstoffs, der durch die ersten Einspritzlöcher 23 eingespritzt wird, als erste Kraftstoffstrahlströmungen 202 bezeichnet (3). Ein anderer Teil des eingespritzten Kraftstoffs strömt durch die zweiten Einspritzlöcher 22 und die Strömungen des Kraftstoffs, der durch die zweiten Einspritzlöcher 22 strömt, wird als zweite Kraftstoffstrahlströmungen 201 bezeichnet. Die ersten Kraftstoffstrahlströmungen 202 sind im Wesentlichen hohle konische Sprühnebel des Kraftstoffs und die zweiten Kraftstoffstrahlströmungen 201 sind ebenso im Wesentlichen hohle konische Sprühnebel des Kraftstoffs.
Wie in den 1A und 1B gezeigt ist, weist das Einspritzloch 21, das an der Einspritzlochplatte 20 ausgebildet ist, erste Einspritzlöcher 23, die den Kraftstoff in Richtung auf die Zündkerze 105 einspritzen (siehe 5), und zweite Einspritzlöcher 22 auf, die den Kraftstoff in eine Richtung einspritzen, die von derjenigen der ersten Einspritzlöcher 23 verschieden ist. In einem Ausführungsbeispiel wird Kraftstoff durch die zweiten Einspritzlöcher 22 in Richtung auf die obere Fläche 104p des Kolbens 104 eingespritzt.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist, wie in den 1A und 1B gezeigt ist, ein Innendurchmesser (im Folgenden als „Einspritzlochdurchmesser d2” bezeichnet) eines ersten repräsentativen Einspritzlochs 23 kleiner als der Einspritzlochdurchmesser d1 eines zweiten repräsentativen Einspritzlochs 22. Demgemäß ist der Einspritzlochdurchmesser d2 des ersten repräsentativen Einspritzlochs 23, das den Kraftstoff in Richtung auf die Zündkerze 105 einspritzt, kleiner als derjenige des zweiten repräsentativen Einspritzlochs 22. Das bedeutet, dass der Kraftstoff von den ersten Einspritzlöchern 23 derart eingespritzt wird, dass er durch den Funkenentladungsabschnitt (siehe 3) der Zündkerze 105 hindurch tritt, und dass die Durchflussrate der ersten Kraftstoffstrahlströmungen 202 geringer als die Durchflussrate der zweiten Kraftstoffstrahlströmungen 201 ist.
Genauer gesagt erstreckt sich zumindest eine der zentralen Achsen der ersten Kraftstoffstrahlströmungen 202 zwischen der Zündelektrode 105a und der Masseelektrode 105c der Zündkerze 105. Andere Achsen der ersten Kraftstoffstrahlströmungen 202 erstrecken sich angrenzend an die Zündelektrode 105a und die Masseelektrode 105c. Die Durchflussrate der ersten Kraftstoffstrahlströmungen 202 ist geringer als die Durchflussrate der zweiten Kraftstoffstrahlströmungen 201. Die Durchflussrate der Kraftstoffstrahlströmungen 202 ist so eingestellt, dass die Zündkerze 105 die Kraftstoffstrahlströmungen 202 stabil zündet.
Ferner ist die Anzahl der Einspritzlöcher 22, 23 so bestimmt, um eine gewünschte Sollkraftstoffmenge zuzuführen. Anders gesagt wird die Anzahl der ersten Einspritzlöcher 23 vorbestimmt, um eine Verringerung der Kraftstoffeinspritzmenge aufgrund des geringeren Einspritzlochdurchmessers d2 der ersten Einspritzlöcher 23 auszugleichen.
Demgemäß wird die Durchflussrate des Kraftstoffsprühnebels (durch Einfangen der Luft in der Brennkammer 106 erzeugt, die in Kontakt mit der ersten Kraftstoffstrahlströmung 202 ist und in den Zündbereich der Zündkerze 105 eintritt) verringert. Demgemäß ist die Kraftstoffsprühnebelzündung stabiler und ist das Abkühlen der Flammenkerne bei der Zündelektrode 105a, und der Masseelektrode 105b der Zündkerze 105 weniger wahrscheinlich.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind die zweiten Einspritzlöcher 22 und die ersten Einspritzlöcher 23 an der im Allgemeinen dünnen Einspritzlochplatte 20 ausgebildet. Somit können die Einspritzlöcher 22, 23 durch Pressbearbeiten ausgebildet werden, um dadurch die Herstellbarkeit zu verbessern.
Ferner sind gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zumindest einige der zweiten Einspritzlöcher 22 an zumindest einem Ring angeordnet. Genauer gesagt ist eine Gruppe der zweiten Einspritzlöcher 22 jeweils an einem ersten radialen Abstand entfernt von der Zentralachse 20j der Einspritzlochplatte 20 gelegen und sind die anderen zweiten Einspritzlöcher 22 jeweils an einem zweiten radialen Abstand entfernt von der Zentralachse 20j der Einspritzlochplatte 20 gelegen. Genauer gesagt sind in dem Ausführungsbeispiel, das in 1B gezeigt ist, drei zweite Einspritzlöcher 22a, 22b, 22c jeweils an einem ersten radialen Abstand entfernt von der Zentralachse 20j der Einspritzlochplatte 20 gelegen und sind sechs zweite Einspritzlöcher 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22m jeweils an einem zweiten radialen Abstand entfernt von der Zentralachse 20j der Einspritzlochplatte 20 gelegen. Wie gezeigt ist, ist der erste radiale Abstand (insbesondere der Innendurchmesser) geringer als der zweite radiale Abstand (insbesondere der Außendurchmesser). Ebenso sind die zweiten Einspritzlöcher 22a, 22b, 22c in Umfangsrichtung voneinander mit einem gleichen Betrag voneinander beabstandet und sind die zweiten Einspritzlöcher 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22m in Umfangsrichtung voneinander mit einem gleichen Betrag beabstandet. Demgemäß hat der Kraftstoffsprühnebel, der durch die Gruppe der zweiten Kraftstoffstrahlströmungen 201 erzeugt wird, die von den zweiten Einspritzlöchern 22 eingespritzt werden, eine im Allgemeinen hohle konische Gestalt.
1A zeigt ein repräsentatives zweites Einspritzloch 22 und eine repräsentatives erstes Einspritzloch 23. Wie gezeigt ist, ist die Achse des zweiten Einspritzlochs 22 auf einem positiven Winkel θ1 relativ zu der Zentralachse 108 des Kraftstoffeinspritzventils 10 und/oder der Zentralachse 20j der Einspritzlochplatte 20 angeordnet. Ebenso vergrößert sich in einem Ausführungsbeispiel der Einspritzlochdurchmesser d1 des zweiten Einspritzlochs 22 in Richtung auf die stromabwärtige Seite.
Es ist vorzuziehen, dass der Neigungswinkel θ1 der zweiten Einspritzlöcher 22a, 22b, 22c an dem Innendurchmesser größer als der Neigungswinkel θ1 der zweiten Einspritzlöcher 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22m an dem Außendurchmesser ist. Das ermöglicht, dass die zweiten Kraftstoffstrahlströmungen 201, die von den zweiten Einspritzlöchern 22 eingespritzt werden, in einen einzigen hohlen konischen Kraftstoffsprühnebel geformt werden, und ist es doch unwahrscheinlich, dass die zweiten Kraftstoffstrahlströmungen 201 sich beträchtlich überschneiden.
Ferner sind, wie in 1B gezeigt ist, und vorstehend erklärt ist, die zweiten Einspritzlöcher 22 in zwei Ringen angeordnet und gleichmäßig in Umfangsrichtung um den jeweiligen Ring beabstandet. Daher kann das Kraftstoffeinspritzventil 10 eine Vielzahl von zweiten Einspritzlöchern 22 aufweisen, die ausreichend beabstandet sind, um Kräfte an der Einspritzlochplatte 20 besser zu verteilen.
Darüber hinaus weisen die ersten Einspritzlöcher 23 zumindest drei Löcher auf (beispielsweise sieben). Genauer gesagt sind, wie in 1B gezeigt ist, unter den ersten Einspritzlöchern 23a–23g sechs erste Einspritzlöcher 23b–23g in einem symmetrischen Sechseck angeordnet, wobei die Mittelpunkte der ersten Einspritzlöcher 23b–23g die Ecken des Sechsecks definieren. Das Sechseck ist an dem übrigen ersten Einspritzloch 23a zentriert. Anders gesagt ist das erste Einspritzloch 23a an dem Schwerpunkt Xg gelegen und sind die anderen Einspritzlöcher 23b–23g an dem Schwerpunkt Xg zentriert und in einem symmetrischen Sechseck angeordnet.
Wie in 1B gezeigt ist, weist die erste Einspritzlochfläche (beispielsweise eine Sechseckgestalt) die ersten Einspritzlöcher 23a–23g auf. Die erste Einspritzlochfläche ist an einer Seite der Einspritzlochplatte 20 entgegengesetzt zu den zweiten Einspritzlöchern 22 angeordnet. Genauer gesagt sind die ersten Einspritzlöcher 23a–23g zwischen den zweiten Einspritzlöchern 22a–22c an dem Innendurchmesser und zwischen den zweiten Einspritzlöchern 22i–22m an dem Außendurchmesser angeordnet.
Daher sind die ersten Einspritzlöcher 23a–23g gleichmäßiger an der Einspritzlochplatte 20 verteilt. Somit wird die Fläche, in der die Luft in Kontakt mit dem Kraftstoff gelangt, vergrößert, da die Kraftstoffsprühnebel im Allgemeinen eine hohle und konische Form haben. Das vereinfacht die Luft-Kraftstoffgemischausbildung. Ebenso wird die Spannung aufgrund des Drucks an der Einspritzlochplatte 20 besser verteilt, so dass die Einspritzlochplatte 20 eine längere Lebensdauer hat.
Wie in 1A gezeigt ist, ist die Einspritzlochachse des ersten Einspritzlochs 23 mit einem positiven Winkel θ2 relativ zu der Zentralachse 20j der Einspritzlochplatte 20 geneigt. Ebenso vergrößert sich in einem Ausführungsbeispiel der Einspritzlochdurchmesser d2 des ersten Einspritzlochs 23 in Richtung auf die stromabwärtige Seite.
Demgemäß ist es unwahrscheinlicher, dass sich die ersten Kraftstoffstrahlströmungen 202, die von den ersten Einspritzlöchern 23a–23g eingespritzt werden, überschneiden, und kann jeder von diesen in einem Kraftstoffsprühnebel mit einer im Allgemeinen hohlen konischen Gestalt oder ähnlichem ausgebildet werden. Demgemäß können die ersten Kraftstoffstrahlströmungen 202, die von den ersten Einspritzlöchern 23a–23g eingespritzt werden, das Gemisch der Luft und des Kraftstoffs innerhalb der Brennkammer 106 vorantreiben. Ebenso versprüht sich der Kraftstoff bei einer geringeren Geschwindigkeit in Richtung auf den Zündbereich der Zündkerze 105 für eine verbesserte Verbrennung.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben. Es ist anzumerken, dass in dem nachstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel identische Symbole für die Bauteile verwendet werden, die identisch oder gleich denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels sind, und dass die Beschreibungen derselben nicht wiederholt wird.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind die zweiten Einspritzlöcher 22 in einer Vielzahl von Ringen um die Zentralachse 20j angeordnet. Ebenso sind in dem ersten Ausführungsbeispiel die ersten Einspritzlöcher 23 gleichmäßig beabstandet voneinander angeordnet, aber sind die ersten Einspritzlöcher 23 nicht um die Zentralachse 20j zentriert.
Dagegen sind gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie in den 4A und 4B gezeigt ist, sowohl die ersten Einspritzlöcher 23 als auch die zweiten Einspritzlöcher 22 in einer Vielzahl von Ringen angeordnet und sind um die Zentralachse 20j zentriert. Die 4A und 4B zeigen jeweils eine Einspritzlochplatte 20 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel und 4A ist eine Querschnittsansicht der Einspritzlochplatte 20 und 4B ist eine Draufsicht davon mit Sicht von der bezüglich des Kraftstoffs stromabwärtigen Seite. 5 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Kraftstoffsprühnebel zeigt, der in eine Brennkammer von der Einspritzlochplatte 20 in den 4A und 4B eingespritzt wird. 6 ist eine schematische Draufsicht, die gedachte Sprühkreise für den Kraftstoffsprühnebel an der gedachten Ebene A zeigt, die in 5 gezeigt ist.
Wie in 4B gezeigt ist, sind die erste Einspritzlochfläche A1 und die zweite Einspritzlochfläche A2 an der Einspritzlochplatte 20 definiert. Die erste Einspritzlochfläche A1 hat die Gestalt eines spitzwinkligen Sektors (insbesondere eines Abschnitts eines Kreises, der durch zwei Radien mit einem zueinander spitzen Winkel und dem Bogenrand des Kreises verbunden ist). Die zweite Einspritzlochfläche A2 nimmt den übrigen Raum an der Einspritzlochplatte 20 ein. Anders gesagt hat die zweite Einspritzlochfläche A2 die Gestalt eines stumpfen Sektors (insbesondere eines Abschnitts eines Kreises, der durch zwei Radien mit einem zueinander stumpfen Winkel und dem Bogenrand des Kreises verbunden ist).
Wie gezeigt ist, sind die ersten Einspritzlöcher 23 in der ersten Einspritzlochfläche A1 in einer Vielzahl (beispielsweise drei) der ersten gedachten Kreise 231a, 231b, 231c angeordnet. Die ersten gedachten Kreise 231a, 231b, 231c sind konzentrisch und sind an der Zentralachse 20j zentriert. Die ersten Einspritzlöcher 23 sind gleichmäßig in Umfangsrichtung an dem jeweiligen ersten gedachten Kreis 231a, 231b, 231c beabstandet. Insbesondere sind zwei erste Einspritzlöcher 23 an dem ersten gedachten Kreis 231a mit dem kleinsten Durchmesser angeordnet, sind vier Einspritzlöcher 23 an dem ersten gedachten Kreis 231c mit dem größten Durchmesser angeordnet und sind drei Einspritzlöcher 23 an dem ersten gedachten Kreis 231b mit dem mittleren Durchmesser angeordnet.
Ebenso sind die zweiten Einspritzlöcher 22 in der zweiten Einspritzlochfläche A2 in einer Vielzahl (beispielsweise zwei) der zweiten gedachten Kreise 221a, 221b angeordnet. Die zweiten gedachten Kreise 221a, 221b sind konzentrisch und sind an der Zentralachse 20j zentriert. Die zweiten Einspritzlöcher 22 sind gleichmäßig in Umfangsrichtung an dem jeweiligen zweiten gedachten Kreis 221a, 221b beabstandet. Insbesondere sind drei zweite Einspritzlöcher 22 an den zweiten gedachten Kreis 221a mit dem kleinsten Durchmesser angeordnet und sind sechs zweite Einspritzlöcher 22 an dem zweiten gedachten Kreis 221b mit dem größten Durchmesser angeordnet.
Es ist anzumerken, dass jeder der Durchmesser der ersten gedachten Kreise 231a, 231b, 231c und jeder der Durchmesser der zweiten gedachten Kreise 221a, 221b zueinander gleich sein kann oder voneinander unterschiedlich sein kann.
In den 5 und 6 sind eine Gruppe von Kraftstoffstrahlströmungen 200, die von den ersten und zweiten Einspritzlöchern 22, 23 der Einspritzlochplatte 20 eingespritzt werden, dargestellt. Gemeinsam bilden die Kraftstoffstrahlströmungen 200 einen im Allgemeinen hohlen konischen Kraftstoffsprühnebel, der sich nach unten entlang der Zentralachse 20j erstreckt. In 5 ist eine gedachte Ebene A enthalten, die senkrecht zu der Zentralachse 20j ist.
In der gedachten Ebene A, die in 6 gezeigt ist, sind Schnitte zwischen der gedachten Ebene A und den Zentralachsen 31 der ersten Kraftstoffstrahlströmungen 202, die von den ersten Einspritzlöchern 23 eingespritzt werden, mit einer Ringform gezeigt. Die ringförmige Fläche, die die Schnitte enthält, wird als erste Sprühnebelachsenfläche B1 bezeichnet. Schnitte zwischen der gedachten Ebene A und den Zentralachsen 32 der zweiten Kraftstoffstrahlströmungen 201, die von den zweiten Einspritzlöchern 22 eingespritzt werden, sind ebenso in einer Ringform gezeigt. Die ringförmige Fläche einschließlich den Schnitten wird als zweite Sprühnebelachsenfläche B2 bezeichnet.
Diese Schnitte sind in Umfangsrichtung an einer Vielzahl erster gedachter Sprühnebelkreise 311a, 311b, 331c und einer Vielzahl von zweiten gedachten Sprühnebelkreisen 321a, 321b angeordnet. Die gedachten Sprühnebelkreise 311a, 311b, 331c, 321a, 321b sind konzentrisch, an der Zentralachse 20j zentriert und haben unterschiedliche Durchmesser.
Genauer gesagt gibt es in der ersten Sprühnebelachsenfläche B1 die gleiche Anzahl erster gedachter Sprühnebelkreise 311a, 311b, 311c wie die ersten gedachten Kreise 231a, 231b, 231c in der ersten Einspritzlochfläche A1, die an der ersten Einspritzlochplatte 20 gesetzt sind. Den drei ersten gedachten Sprühnebelkreisen 311a, 311b, 311c sind die Zentralachsenlinien der ersten Einspritzlöcher 23, die an dem ersten gedachten Kreis 231a eingerichtet sind, an dem Umfang des ersten gedachten Sprühnebelkreises 311a mit im Allgemeinen gleichen Intervallen in der gleichen Reihenfolge wie derjenigen der ersten Einspritzlöcher 23 zugeordnet. An dem ersten gedachten Sprühnebelkreis 311b sind die Zentralachsenlinien der ersten Einspritzlöcher 23, die an dem ersten gedachten Kreis 231b ausgebildet sind, im Allgemeinen bei gleichen Intervallen in der gleichen Reihenfolge wie derjenigen der ersten Einspritzlöcher 23 angeordnet. Ferner sind an den ersten gedachten Sprühnebelkreis 311c die Zentralachsenlinien der ersten Einspritzlöcher 23, die an dem ersten gedachten Kreis 231c ausgebildet sind, bei im Allgemeinen gleichen Intervallen in der gleichen Reihenfolge wie derjenigen der ersten Einspritzlöcher 23 angeordnet.
Wie in 6 gezeigt ist, gibt es in der zweiten Sprühnebelachsenfläche B2 die gleiche Anzahl der zweiten gedachten Sprühnebelkreise 321a, 321b wie die zweiten gedachten Kreise 221a, 221b in der zweiten Einspritzlochfläche A2, die an der Einspritzlochplatte 20 eingerichtet sind. Zwischen den zwei gedachten Sprühnebelkreisen 321a, 321b sind die Zentralachsenlinien der zweiten Einspritzlöcher 22, die an dem gedachten zweiten Kreis 221a vorgesehen sind, bei im Allgemeinen gleichen Intervallen in der gleichen Reihenfolge wie derjenigen der zweiten Einspritzlöcher 22 eingerichtet. An dem zweiten gedachten Sprühnebelkreis 321b sind die Zentralachsenlinien der zweiten Einspritzlöcher 22, die an dem zweiten gedachten Kreis 221b vorgesehen sind, im Allgemeinen an gleichen Intervallen in der gleichen Reihenfolge wie derjenigen der zweiten Einspritzlöcher 22 eingerichtet.
Ferner ist, wie in 6 gezeigt ist, eine radiale Breite R1 der ersten Sprühnebelachsenfläche B1 größer als eine radiale Breite R2 der zweiten Sprühnebelachsenfläche B2. Genauer gesagt ist zwischen den ersten gedachten Sprühnebelkreisen 311a, 311b, 311c, die in der ersten Sprühnebelachsenfläche B1 eingerichtet sind, die radiale Breite R1 (im Folgenden einfach als erster radialer Raum bezeichnet) der Fläche zwischen dem ersten gedachten Sprühnebelkreis 311a an dem innersten Umfang und dem ersten gedachten Sprühnebelkreis 311c an dem äußersten Umfang größer als die radiale Breite R2 (im Folgenden einfach als zweiter radialer Raum bezeichnet) der Fläche zwischen dem zweiten gedachten Sprühnebelkreis 321a an dem innersten Umfang und dem zweiten gedachten Sprühnebelkreis 321b an dem äußersten Umfang zwischen den zweiten gedachten Sprühnebelkreisen 321a und 321b, die in der zweiten Sprühnebelachsenfläche B2 eingerichtet sind (R1 > R2).
Gemäß dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der ersten gedachten Kreise 231a, 231b und 231c in der ersten Einspritzlochfläche A1 größer als diejenige der zweiten gedachten Kreise 221a und 221b in der zweiten Einspritzlochfläche A2.
Somit sind, obwohl es eine erhöhte Anzahl der ersten Einspritzlöcher 23 mit kleineren Einspritzlochdurchmessern d2 als denjenigen der zweiten Einspritzlöcher 22 gibt, die ersten Einspritzlöcher 23 in einer Vielzahl (in dem Ausführungsbeispiel 3) der ersten gedachten Kreise 231a, 231b, 231c angeordnet. Daher ist die gesamte Abmessung ihrer Umfänge der drei gedachten Kreise ausgelegt, um relativ groß zu sein. Obwohl die Anzahl der ersten Einspritzlöcher 23 vergrößert ist, können die individuellen Einspritzlöcher 22, 23 einfach ohne Verringern der Abstände zwischen den ersten Einspritzlöchern 22 angeordnet werden.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel werden die Abmessungen der Durchmesser der ersten gedachten Kreise 231a, 231b und 231c in eine radiale Richtung von der Zentralachse 20j der Einspritzlochplatte 20 zu dem Umfangsrand eingestellt, um dadurch zu ermöglichen, die Intervalle zwischen den angrenzenden Einspritzlöchern der Einspritzlöcher 22, 23 beabsichtigt einzustellen. Diese vorzuziehende Anordnung der Einspritzlöcher ermöglicht, dass der Flächeninhalt der begrenzten Einspritzlochplatte 20 (der ersten Einspritzlochfläche A1 und der zweiten Einspritzlochfläche A2) effizient verwendet wird und eine Verschlechterung der Festigkeit der Einspritzlochplatte 20 gegenüber dem Druck verringert wird.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie vorstehend beschrieben ist, ist die Anzahl der ersten gedachten Kreise 231a, 231b, 231c in den Einspritzlochflächen A1 und A2 der Einspritzlochplatte 20 identisch zu derjenigen der ersten gedachten Sprühnebelkreise 311a, 311b, 311c an der gedachten Ebene A, die senkrecht zu der Richtung ist, in die die Kraftstoffsprühnebel eingespritzt werden, und ist ebenso die Anzahl der zweiten gedachten Kreise 221a, 221b identisch zu derjenigen der zweiten gedachten Sprühnebelkreise 321a und 321b an der gedachten Ebene A.
Das bedeutet, dass die Anzahl und die Reihenfolge der gedachten Kreise 221a, 221b, 231a, 231b, 231c, denen die ersten Einspritzlöcher 23 und die zweiten Einspritzlöcher 22 angeordnet werden, identisch zu den gedachten Sprühnebelkreisen 321a, 321b, 311a, 311b, 311c sind, an denen die Zentralachsen 31, 32 der Kraftstoffstrahlströmungen 201, 202 angeordnet sind, die von den ersten Einspritzlöchern 23 und den zweiten Einspritzlöchern 22 eingespritzt werden. Das ermöglicht, dass die Intervalle zwischen den Kraftstoffstrahlströmungen, die von den angrenzenden Einspritzlöchern eingespritzt werden, einheitlich größer in Richtung auf die stromabwärtige Seite der Einspritzung werden, was eine Störung zwischen den Kraftstoffstrahlströmungen begrenzt. Demgemäß kann jede Veränderung zwischen den Kraftstoffsprühnebeln für jede Einspritzung, die durch eine Störung zwischen den Kraftstoffstrahlströmungen verursacht wird, verringert werden, was eine Verschlechterung der Verbrennungsmotorleistung begrenzt, die durch die Veränderung verursacht wird.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie vorstehend beschrieben ist, ist die radiale Breite von R1 der ersten Sprühnebelachsenfläche B1 größer als die radiale Breite R2 der zweiten Sprühnebelachsenfläche B2. Genauer gesagt ist zwischen den ersten gedachten Sprühnebelkreisen 311a, 311b, 311c, die in der ersten Sprühnebelachsenfläche B1 eingerichtet sind, die erste radiale Breite R1 an dem innersten Umfang und an dem äußersten Umfang größer als die radiale Breite R2 an dem innersten Umfang und an dem äußersten Umfang zwischen den zweiten gedachten Sprühnebelkreisen 321a und 321b, die in der zweiten Sprühnebelachsenfläche B2 eingerichtet sind (R1 > R2). Diese Anordnung ermöglicht, dass ein relativ breiter Bereich einer angemessenen Konzentration des Luft- Kraftstoffgemischs in den Funkenentladungsabschnitten 105a und 105c der Zündkerze 105 eingerichtet wird.
Demgemäß kann die Zündfähigkeit der Zündelektrode 105a und der Masseelektrode 105c der Zündkerze 105 für das Luft-Kraftstoffgemisch verbessert werden. Auch wenn eine Veränderung des Kraftstoffsprühnebels aufgrund der Wirkung der Einlassluftströmung auftritt, die in die Brennkammer 106 in Abhängigkeit von dem Verbrennungsmotorbetriebszustand eintritt, kann beispielsweise die Zündkerze 105 eine stabile Zündung durchführen, was somit die Verbrennungsmotorleistung verbessert.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der ersten gedachten Kreise 231a, 231b, 231c in den Einspritzlochflächen A1 und A2 an der Einspritzlochplatte 20 identisch zu derjenigen der ersten gedachten Sprühnebelkreise 311a, 311b, 311c in der gedachten Ebene A, die senkrecht zu der Richtung ist, in die die Kraftstoffsprühnebel eingespritzt werden (insbesondere senkrecht zu der Zentralachse 20j).
Dagegen ist gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, wie in 7 gezeigt ist, die Anzahl der ersten gedachten Sprühnebelkreise 311d, 311e geringer als diejenige der ersten gedachten Kreise 231a, 231b, 231c. 7 ist eine schematische Draufsicht, die die gedachten Sprühnebelkreise des Kraftstoffsprühnebels gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.
Wie in 7 gezeigt ist, sind die ersten gedachten Sprühnebelkreise 311d, 311e in der ersten Sprühnebelachsenfläche B1 vorgesehen und ist die Anzahl der ersten gedachten Sprühnebelkreise 311d, 311e geringer als die Anzahl der ersten gedachten Kreise 231a, 231b, 231c, die in der ersten Einspritzlochfläche A1 vorgesehen sind (4B). Der zweite gedachte Sprühnebelkreis 321d ist in dem zweiten Sprühnebelachsenbereich B2 vorgesehen und die Anzahl der zweiten gedachten Sprühnebelkreise 321d ist geringer als die Anzahl der zweiten gedachten Kreise 221a, 221b, die in der zweiten Einspritzlochfläche A2 vorgesehen sind (4B).
Die Zentralachsenlinien der Einspritzlöcher, die die gedachten Sprühnebelkreise 311d, 311e, 321d definieren, sind innerhalb des minimalen Verschiebungskorrekturbetrags von der Reihenfolge der ersten Einspritzlöcher 23 und der zweiten Einspritzlöcher 22 an den gedachten Kreisen 231a, 231b, 231c, 221a, 221b angeordnet. Diese Anordnung ist für den minimalen Verschiebungskorrekturbetrag von den ersten Einspritzlöchern 23 und den zweiten Einspritzlöchern 22 eingerichtet. Beispielsweise werden gemäß dieser Anordnung die Zentralachsenlinien der ersten Einspritzlöcher 23 derart eingerichtet, dass der minimale Verschiebungskorrekturbetrag des Neigungswinkels θ2 der radialen Komponente in Richtung auf die gedachten ersten Sprühnebelkreise 311d, 311e und der minimale Korrekturbetrag des Neigungswinkels der Umfangskomponente erforderlich sind.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der ersten gedachten Sprühnebelkreise 311d, 311e in der ersten Sprühnebelachsenfläche B1 geringer als die Anzahl der ersten gedachten Kreise 231a, 231b, 231c in der ersten Einspritzlochfläche A1 und sind die Zentralachsenlinien der ersten Einspritzlöcher 23 gemäß dem minimalen Verschiebungskorrekturbetrag von der Reihenfolge der ersten Einspritzlöcher 23 eingerichtet. Das verringert die Störung zwischen den Kraftstoffstrahlströmungen, die von den individuellen Einspritzlöchern eingespritzt werden, und die Intervalle zwischen den Kraftstoffstrahlströmungen werden verringert. Beispielsweise kann der Kraftstoffsprühnebel sich weiter gleichmäßig entlang dem Umfang des hohlen konischen Kraftstoffsprühnebels ausbreiten, um dadurch die Kontinuität des Luft-Kraftstoffgemischs zu verbessern. Demgemäß wird die Verbrennung vereinfacht, was somit die Verbrennungsmotorleistung verbessert.
Ferner ist in dem dritten Ausführungsbeispiel die Anzahl der zweiten gedachten Sprühnebelkreise 321d in der zweiten Sprühnebelachsenfläche B2 geringer als die Anzahl der zweiten gedachten Kreise 221a, 221b in der zweiten Einspritzlochfläche A2 und sind die Zentralachsenlinien der zweiten Einspritzlöcher 22 gemäß dem minimalen Verschiebungskorrekturbetrag von der Reihenfolge der zweiten Einspritzlöcher 22 angeordnet. Das verringert die Störung zwischen den Kraftstoffstrahlströmungen, die von den individuellen Einspritzlöchern eingespritzt werden, und die Intervalle zwischen den Kraftstoffstrahlströmungen werden für eine verbesserte Verbrennung verringert.
Es ist erkennbar, dass die vorliegende Offenbarung des dritten Ausführungsbeispiels nicht auf die in 7 gezeigte Anordnung beschränkt ist. Wie angegeben ist, wird die Störung zwischen den Kraftstoffstrahlströmungen verringert und werden die Intervalle zwischen den Kraftstoffstrahlströmungen in dem dritten Ausführungsbeispiel verringert. Wenn der Kraftstoffsprühnebel, der von den ersten Einspritzlöchern 23 und den zweiten Einspritzlöchern 22 eingespritzt wird, eine hohle konische Gestalt hat, wird die Kontinuität des Luft-Kraftstoffgemischs, das durch die Kraftstoffsprühnebelverdampfung erzeugt wird, verbessert.
Demgemäß wird die Verbrennung vereinfacht, was somit die Verbrennungsmotorleistung verbessert.
Ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist in den 8A und 8B offenbart. Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, wie in den 8A und 8B gezeigt ist, haben die ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k eine axiale Länge L2, die von einem Einspritzlocheinlass 221 zu einem Einspritzlochauslass 222 gemessen wird. Die zweiten Einspritzlöcher 22a, 22b, 22c, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22m haben eine axiale Länge L1, die von dem Einspritzlocheinlass 221 zu dem Einspritzlochauslass 222 gemessen wird. Wie gezeigt ist, ist die axiale Länge L2 der ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k geringer als die axiale Länge L1 der zweiten Einspritzlöcher 22a, 22b, 22c, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22m. Die Kraftstoffdurchflussrate durch die ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k ist geringer als die Kraftstoffdurchflussrate durch die zweiten Einspritzlöcher 22a, 22b, 22c, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22m.
9 ist eine Graphik, die die Beziehung zwischen einem Verhältnis (L/d) (insbesondere ein Verhältnis der Einspritzlochlänge L (insbesondere L1, L2 oder ähnliches) zu dem Einspritzlochdurchmesser d) und einer Durchdringung (insbesondere einer Kraftstoffsprühnebellaufdistanz) J zeigt. Die 10A und 10B stellen die Wirkung des Verhältnisses L/d auf den Kraftstoffsprühnebel dar, wobei 10A eine Querschnittsansicht ist, die die Kraftstoffströmung durch die Einspritzlochplatte 120 zeigt, wenn das Verhältnis L/d relativ klein ist, und wobei 10B eine Querschnittsansicht ist, die die Kraftstoffströmung durch die Einspritzlochplatte 120 zeigt, wenn das Verhältnis L/d größer ist.
Wie in den 8A und 8B gezeigt ist, haben die ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k einen Innendurchmesser (insbesondere einen Einspritzlochdurchmesser d1), der im Allgemeinen demjenigen der zweiten Einspritzlöcher 22a, 22b, 22c, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22m ähnlich ist. Vier Einspritzlöcher 22a, 22b, 22c, 22d an dem inneren Umfang sind in Umfangsrichtung mit einer Ringform mit im Allgemeinen gleichen Intervallen ausgebildet. Acht Einspritzlöcher 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22j, 22k, 22m an dem äußeren Umfangs sind in Umfangsrichtung in einer Ringform bei im Allgemeinen gleichen Intervallen ausgebildet.
Ferner ist gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, wie in 8A gezeigt ist, die Einspritzlochlänge L2 von jedem der ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k geringer als die Einspritzlochlänge L1 von jedem der zweiten Einspritzlöcher 22a, 22b, 22c, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22m. Das ermöglicht, dass die Durchdringung J der Kraftstoffstrahlströmungen 202, die von den ersten Einspritzlöchern 22d, 22j und 22k eingespritzt werden, kürzer ist, um dadurch die Durchflussrate der Kraftstoffstrahlströmungen 202 durch die ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k zu beschränken.
In einem Ausführungsbeispiel ist der Innendurchmesser der ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k verringert. Daher wird ein Anstieg der Kraftstoffeinspritzmenge aufgrund der kürzeren Einspritzlochlänge korrigiert, um dadurch die vorbestimmte anfängliche Soll-Kraftstoffeinspritzmenge zu erzielen.
Wie in den 8A und 8B gezeigt ist, variiert die Plattendicke Lt der Einspritzlochplatte 120. Insbesondere beträgt an dem ersten Abschnitt, an dem die ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k vorgesehen sind, die Plattendicke Lt2 und beträgt an dem zweiten Abschnitt, an dem die zweiten Einspritzlöcher 22a, 22b, 22c, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22m vorgesehen sind, die Plattendicke Lt1. Die Plattendicke Lt2 ist geringer als die Plattendicke Lt1. Diese Anordnung ermöglicht, dass die Einspritzlochlängen L2 einfach kürzer als die Einspritzlochlängen L1 gemacht werden können.
Ferner ist gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, wie in 8B gezeigt ist, an der Grundfläche der Einspritzlochplatte 120 eine Stufe 25 zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ausgebildet. Die erste Einspritzlochlänge L2 kann so eingestellt werden, dass sie kürzer als die zweite Einspritzlochlänge L1 ist, indem die Stufe 25 einfach an der Grundfläche der Einspritzlochplatte 120 ausgebildet wird, was somit die Herstellbarkeit verbessert.
Wie in 9 gezeigt ist, variiert die Durchdringung J mit der Größe von L/d. Wenn L/d klein ist, wird die Durchdringung J der ersten Kraftstoffstrahlströmungen 202 verringert. Wenn L/d groß ist, wird die Durchdringung J der zweiten Kraftstoffstrahlströmungen 201 vergrößert. Ebenso variiert die Durchflussrate des Kraftstoffstrahls mit der Durchdringung J. Genauer gesagt wird die Durchflussrate des Kraftstoffstrahls verringert, wenn die Durchdringung J klein ist.
Unter Bezugnahme auf die 10A und 10B wird das Verfahren zum Ausbilden des Kraftstoffsprühnebels derart, dass die Durchdringung J des Kraftstoffsprühnebels ausgebildet wird, beschrieben. Die Einspritzlochlänge L2 (insbesondere die Plattendicke Lt2), wie in 10A gezeigt ist, ist kleiner als die Einspritzlochlänge L1 (insbesondere die Plattendicke Lt1), wie in 10B gezeigt ist (insbesondere gilt L2 < L1 und Lt2 < Lt1).
Wie in 10A gezeigt ist, tritt in dem Fall, dass L/d relativ klein ist, wenn Kraftstoff in das Einspritzloch 22 eintritt, eine Ablösung der Kraftstoffströmung von der Wand auf, um dadurch die Strömung zu kontrahieren. Dann bewegt sich die Strömung in Richtung auf den Auslass der Einspritzlöcher 22 und vergrößert sich die Breite der Strömung, wenn sich der Kraftstoff stromabwärts bewegt. Der Kraftstoffsprühnebel der Kraftstoffstrahlströmung 202, die von dem Einspritzloch 22 eingespritzt wird, verbreitet sich eher breit. Ebenso verstärkt sich die Übertragung eines Impulses mit der Umgebungsluft. Als Folge wird eine relativ kleine Durchdringung J ausgebildet.
Wie in 10B gezeigt ist, vergrößert sich in dem Fall eines relativ großen L/d die kontrahierte Kraftstoffströmung in dem Einspritzloch 22 und expandiert die vergrößerte Kraftstoffströmung erneut zu der Innenwand des Einspritzlochs 22 in dem Bereich, der durch die gestrichelte Linie umgeben ist, wie in 10B gezeigt ist. Das verringert die Expansion des Kraftstoffsprühnebels durch die Kraftstoffstrahlströmung 201 an dem Auslass des Einspritzlochs 22, um dadurch die Impulsübertragung mit der Umgebungsluft zu verringern. Demgemäß wird die Durchdringung J relativ groß.
Gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel, wie in den 11A und 11B gezeigt ist, ist der Einspritzlochdurchmesser d2 der ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k in der ersten Einspritzlochfläche A1 im Wesentlichen gleich demjenigen der zweiten Einspritzlöcher 22a, 22b, 22c, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22m in der zweiten Einspritzlochfläche A2. Jedoch vergrößert sich die Dicke Lt der Einspritzlochplatte 20 graduell in die Richtung von der ersten Einspritzlochfläche A1 in Richtung auf die zweite Einspritzlochfläche A2 (insbesondere von rechts nach links in 11A).
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei erste Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k in der ersten Einspritzlochfläche A1 enthalten. Ebenso sind neun zweite Einspritzlöcher 22a, 22b, 22c, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22m in der zweiten Einspritzlochfläche A2 enthalten. Die Einspritzlochdurchmesser d1 der ersten und zweiten Einspritzlöcher sind im Wesentlichen gleich. Vier der Einspritzlöcher 22a, 22b, 22c, 22d sind in einem Ring angeordnet und sind gleichmäßig um den Umfang beabstandet. Ebenso sind acht der Einspritzlöcher 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22j, 22k, 22m in einem größeren Ring angeordnet und sind gleichmäßig um den Umfang beabstandet.
Gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ist die Dicke Lt der Einspritzlochplatte 20 graduell in die Richtung auf die zweite Einspritzlochfläche A2 von der ersten Einspritzlochfläche A1 verdickt. Das verursacht, dass die Einspritzlochlänge L2 jedes ersten Einspritzlochs 22d, 22j, 22k in der ersten Einspritzlochfläche A1 kürzer als die Einspritzlochlänge L1 jedes zweiten Einspritzlochs 22a, 22b, 22c, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22m in der zweiten Einspritzlochfläche A2 ist. Ferner verringert sich die Einspritzlochlänge jedes Einspritzlochs 22a–22k, 22m graduell in Richtung auf die erste Einspritzlochfläche A1 von der zweiten Einspritzlochfläche A2.
Demgemäß kann die Durchflussrate des Kraftstoffstrahls graduell in Richtung auf die erste Einspritzlochfläche A1 von der zweiten Einspritzlochfläche A2 verringert werden. das verbessert die Kontinuität des Luftkraftstoffgemischs, das durch die Kraftstoffsprühnebelverdampfung erzeugt wird.
Aus diesem Grund wird die Verbrennung vereinfacht, was somit die Verbrennungsmotorleistung verbessert.
Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist die Stufe 25 an der Einspritzlochplatte 120 vorgesehen, um die erste Einspritzlochfläche A1 dünner als die zweite Einspritzlochfläche A2 zu machen. Dagegen sind gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel, das in den 12A und 12B dargestellt ist, die ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k gebohrt. Anders gesagt haben die ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k zwei sich unterscheidende Einspritzlochdurchmesser d1, d3 mit einer Stufe dazwischen. Somit haben die ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k einen Einspritzlochauslass 242, der größer als ein Einspritzlocheinlass 221 ist.
In der ersten Einspritzlochfläche A1 sind drei erste Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k vorgesehen und in der zweiten Einspritzlochfläche A2 sind neun zweite Einspritzlöcher 22a, 22b, 22c, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22m vorgesehen.
Jedes der drei ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k weist einen einlassseitigen Abschnitt mit einem kleineren Einspritzlochdurchmesser d1 und einen auslassseitigen Abschnitt mit einem größeren Einspritzlochdurchmesser d3 auf. Der Einspritzlochdurchmesser d1 ist im Wesentlichen gleich dem Einspritzlochdurchmesser d1 der zweiten Einspritzlöcher 22a, 22b, 22c, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22m. Der Einspritzlochdurchmesser d3 ist größer als der Einspritzlochdurchmesser d1.
Die Einspritzlochlänge L2 jedes der ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k ist kürzer als die Einspritzlochlänge L1 von jedem der zweiten Einspritzlöcher 22a, 22b, 22c, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22m.
In dem sechsten Ausführungsbeispiel sind die ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k mit einer Stufenart der Einspritzlochdurchmesser d1, d3 beschrieben. Jedoch können an den Auslässen der ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k die Einspritzlochabschnitte 24d, 24j, 24k als Stufen für die ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k verwendet werden, die vorstehend erwähnt sind.
Somit ist gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel in der ersten Einspritzlochfläche A1 der Einspritzlochdurchmesser d3 des Einspritzlochauslasses 242 der ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k größer als der Einspritzdurchmesser d1 des Einspritzlocheinlasses 221, um zu begrenzen, dass der Querschnitt zu der stromabwärtigen Seite der ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k dünner gemacht wird. Das verringert die Verschlechterung der Festigkeit aufgrund der gesamten dünner ausgeführten ersten Einspritzlochfläche A1 für die ersten Einspritzlöcher 22d, 22j, 22k. Ebenso kann die Durchflussrate des eingespritzten Kraftstoffstrahls verringert werden.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen haben die Einspritzlöcher 22, 23 eine geradlinige Achse mit einem konstanten Einspritzlochdurchmesser d1 oder d2. Jedoch ist die Gestalt der Einspritzlöcher 22, 23 nicht derart beschränkt. Beispielsweise können die Einspritzlöcher 22, 23 eine abgeschrägte Zylindergestalt haben, wie zum Beispiel einen Zylinder, der in die Einspritzrichtung abgeschrägt oder an der Spitze breiter ist.
In den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen ist die Einspritzlochplatte 20, die die Einspritzlöcher 22, 23 hat, an den Spitzen der Ventilabschnitte 12, 30 des Kraftstoffeinspritzventils 10 ausgebildet. Jedoch ist das Kraftstoffeinspritzventil 10 nicht darauf beschränkt. Die Einspritzlöcher 22, 23 sind nicht darauf beschränkt, in der Einspritzlochplatte 20 ausgebildet zu sein, sondern sie können sich direkt innerhalb und außerhalb der Spitze des Ventilkörpers erstrecken, der das Ventilelement bildet.
Gemäß den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen ist an der Oberseite bezüglich der Durchdringung J der zweiten Kraftstoffstrahlströmung 201, die von den zweiten Einspritzlöchern 22 eingespritzt wird, die Durchdringung J konstant, um zu verhindern, dass Kraftstoff an der oberen Fläche 104p des gegenüberliegenden Kolbens 104 anhaftet (im Folgenden einfach als Kolbenfeuchtigkeit bezeichnet). Jedoch ist es nicht notwendigerweise erforderlich, dass die Durchdringung J konstant ist. Beispielsweise ist in dem Ausführungsbeispiel, das in 3 gezeigt ist, ein Hohlraum 104c an der oberen Fläche 104p ausgebildet. Somit kann die Spitze des gesamten Kraftstoffsprühnebels, der durch eine Gruppe zweiter Kraftstoffstrahlströmungen 201 erzeugt wird, mit einer konvexen Gestalt gemäß einer konkaven Gestalt des Hohlraums 104c gestaltet werden.
Ferner ist gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, das vorstehend erwähnt ist, die Beziehung zwischen den Einspritzlöchern und der Durchdringung J gemäß der Beziehung zwischen L/d und der Durchdringung J charakterisiert, wie in den 8A, 8B, 9, 10A und 10B gezeigt ist. Anstelle der Beziehung zwischen L/d, die sich auf die Einspritzlänge und die Durchdringung J bezieht, kann die Beziehung zwischen Lt/d, das sich auf die Dicke der Einspritzlochabschnitte bezieht, und der Durchdringung J verwendet werden.
Während nur die ausgewählten bevorzugten Ausführungsbeispiele zum Darstellen der vorliegenden Erfindung gewählt wurden, ist es für den Fachmann aus der Offenbarung offensichtlich, dass verschiedenartige Änderungen und Abwandlungen daran ohne Abweichung von dem Anwendungsbereich der Erfindung vorgenommen werden können, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Ferner ist die vorstehend angegebene Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung nur zum Zweck der Darstellung angegeben und nicht um die Erfindung zu beschränken, die durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Kraftstoffeinspritzventil (10) für eine Brennkraftmaschine (100) mit einer Brennkammer (106) und einer Zündkerze (105), die Kraftstoff in der Brennkammer (106) verbrennt, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (10) folgendes aufweist: erste Einspritzlöcher (23) zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammer (106) in Richtung auf die Zündkerze (105), so dass Zentralachsen (31) von ersten Kraftstoffstrahlströmungen (202) die aus den ersten Einspritzlöchern (23) eingespritzt werden eine zur Zentralachse (108) des Kraftstoffeinspritzventils (10) senkrechte, gedachte Ebene (A) schneiden und in dieser eine erste kreisringförmige Sprühnebelachsenfläche (B1) definieren; und zweite Einspritzlöcher (22) zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammer (106), so dass Zentralachsen (32) von zweiten Kraftstoffstrahlströmungen (201) die aus den zweiten Einspitzlöchern (22) eingespritzt werden die gedachte Ebene (A) schneiden und in dieser eine zweite kreisringförmige Sprühnebelachsenfläche (B2) definieren, wobei eine Durchflussrate des Kraftstoffs durch jedes der ersten Einspritzlöcher (23) geringer als eine Durchflussrate des Kraftstoffs durch jedes der zweiten Einspritzlöcher (22) ist und eine erste radiale Breite (R1) der ersten kreisringförmigen Sprühnebelachsenfläche (B1) größer als eine zweite radiale Breite (R2) der zweiten kreisringförmigen Sprühnebelachsenfläche (B2) ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 1, wobei der Einspritzlochdurchmesser (d2) von jedem ersten Einspritzloch (23) geringer als der Einspritzlochdurchmesser (d1) von jedem zweiten Einspritzloch (23) ist, so dass eine Durchflussrate des Kraftstoffs durch jedes erste Einspritzloch (23) geringer als eine Durchflussrate des Kraftstoffs durch jedes zweite Einspritzloch (22) ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 1, wobei der Einspritzlochdurchmesser (d2) von jedem ersten Einspritzloch (23) geringer als der Einspritzlochdurchmesser (d1) von jedem zweiten Einspritzloch (22) ist, und wobei die Anzahl der ersten Einspritzlöcher (23) so bestimmt ist, dass eine Verringerung der Kraftstoffeinspritzmenge auf Grund des geringeren Einspritzlochdurchmessers der ersten Einspritzlöcher (23) ausgeglichen wird.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 3, ferner mit einer Einspritzlochplatte (20), die die ersten Einspritzlöcher (23) und die zweiten Einspritzlöcher (22) aufweist; wobei die ersten Einspritzlöcher (23) in einem Sektor der Einspritzlochplatte (20) angeordnet sind; wobei die ersten Einspritzlöcher (23) in zumindest zwei ersten Ringen (231a, 231b, 231c) angeordnet sind, die an einer Achse (20j) der Einspritzlochplatte (20) zentriert sind; wobei die zweiten Einspritzlöcher (22) in einem Sektor der Einspritzlochplatte (20) angeordnet sind; wobei die zweiten Einspritzlöcher (22) in zumindest einem zweiten Ring (221a, 221b) angeordnet sind, der an einer Achse (20j) der Einspritzlochplatte (20) zentriert ist; und wobei es mehr erste Ringe (231a, 231b, 231c) als zweite Ringe (221a, 221b) gibt.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 4, wobei die gedachte Ebene (A) senkrecht zu der Achse (20j) der Einspritzlochplatte (20) definiert ist; wobei die Zentralachsen (31) der ersten Kraftstoffstrahlströmungen (202) die gedachte Ebene (A) schneiden, um zumindest zwei erste gedachte Sprühnebelkreise (311a, 311b, 311c, 311d, 311e) zu definieren; wobei die Zentralachsen (32) der zweiten Kraftstoffstrahlströmungen (201) die gedachte Ebene (A) schneiden, um zumindest einen zweiten gedachten Sprühnebelkreis (321a, 321b, 321d) zu definieren; und wobei die Anzahl der ersten gedachten Sprühnebelkreise (311a, 311b, 311c, 311d, 311e) der Anzahl der ersten Ringe (231a, 231b, 231c) entspricht; wobei die Anzahl der zweiten gedachten Sprühnebelkreise (321a, 321b, 321d) der Anzahl der zweiten Ringe (221a, 221b) entspricht.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 4, wobei die gedachte Ebene (A) senkrecht zu der Achse (20j) der Einspritzlochplatte (20) definiert ist; wobei die Zentralachsen (31) der ersten Kraftstoffstrahlströmungen (202) die gedachte Ebene (A) schneiden, um einen ersten gedachten Sprühnebelkreis (311d, 311e) zu definieren; und wobei die Anzahl der ersten gedachten Sprühnebelkreise (311d, 311e) geringer als die Anzahl der ersten Ringe (231a, 231b, 231c) ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 4, wobei die gedachte Ebene (A) senkrecht zu der Achse (20j) der Einspritzlochplatte (20) definiert ist; wobei die Zentralachsen (32) der zweiten Kraftstoffstrahlströmungen (201) die gedachte Ebene (A) schneiden, um einen zweiten gedachten Sprühnebelkreis (321d) zu definieren; und wobei die Anzahl der zweiten gedachten Sprühnebelkreise (321d) geringer als die Anzahl der zweiten Ringe (221a, 221b) ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 3, ferner mit einer Einspritzlochplatte (20), die die ersten Einspritzlöcher (23) und zweiten Einspritzlöcher (22) aufweist, wobei: die zweiten Einspritzlöcher (22) in zumindest einem Ring (221a, 221b) angeordnet sind und voneinander in Umfangsrichtung mit gleichen Abständen beabstandet sind; wobei der zumindest eine Ring (221a, 221b) an einer Achse der Einspritzlochplatte (20) zentriert ist; und wobei es zumindest drei erste Einspritzlöcher (23) gibt, die um einen Punkt zentriert sind, der von der Achse der Einspritzlochplatte (20) beabstandet ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 8, wobei: die ersten Einspritzlöcher (23) voneinander gleichmäßig mit einem Intervall beabstandet sind, das von der gleichmäßigen Beabstandung in Umfangsrichtung zwischen den zweiten Einspritzlöchern (22) verschieden ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei: eine Einspritzlochlänge (L2) der ersten Einspritzlöcher (22d, 22j, 22k) gemessen von einem Einlass (221) zu einem Auslass (222) der ersten Einspritzlöcher (22d, 22j, 22k) geringer als eine Einspritzlochlänge (L1) der zweiten Einspritzlöcher (22a, 22b, 22c, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22m) gemessen von einem Einlass (221) zu einem Auslass (222) der zweiten Einspritzlöcher (22a, 22b, 22c, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i; 22m) ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 10, wobei der Einspritzlochdurchmesser (d1) der ersten Einspritzlöcher (22d, 22j, 22k) verringert ist, um einen Anstieg der Kraftstoffeinspritzmenge auf Grund der kürzeren Einspritzlochlänge (L2) auszugleichen.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei: eine Dicke eines Abschnitts der Einspritzlochplatte (120), indem die Einspritzlöcher (22d, 22j, 22k, 22a, 22b, 22c, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22m) ausgebildet sind, die Dicke (Lt2) eines ersten Abschnittsin dem die ersten Einspritzlöcher (22d, 22j, 22k) vorgesehen sind und die Dicke (Lt1) eines zweiten Abschnitts, in dem die zweiten Einspritzlöcher (22a, 22b, 22c, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22m) vorgesehen sind, aufweist, wobei die Dicke (Lt2) des ersten Abschnitts dünner als die Dicke (Lt1) des zweiten Abschnitts ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß Anspruch 12, wobei eine Stufe (25) zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt vorhanden ist.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei: die Einspritzlochplatte (20, 120) eine Dicke (Lt) hat, die sich graduell von einer ersten Einspritzlochfläche (A1) zu einer zweiten Einspritzlochfläche (A2) vergrößert.
Kraftstoffeinspritzventil (10) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei: die ersten Einspritzlöcher (22d, 22j, 22k) zwei unterschiedliche Einspritzlochdurchmesser (d1, d3) zwischen einem Einspritzlocheinlass und einem Einspritzlochauslass (24d, 24j, 24k) haben, wobei der Einspritzlochdurchmesser (d3) an dem Einspritzlochauslass (24d, 24j, 24k) größer als der Einspritzlochdurchmesser (d1) an dem Einspritzlocheinlass ist.