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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffeinspritzdüse bzw.
einen Brennstoffinjektor oder ein Brennstoff-Einspritzventil.
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Ein
vom Typ her bekannter Brennstoffinjektor umfasst ein Ventilsitzelement,
das mit einem Ventilsitz ausgebildet ist; ein Ventilelement, das
in einem Rohrelement gleitbeweglich aufgenommen und durch einen
Antriebsbereich angetrieben wird, um sich zum und vom Ventilsitz
wegzubewegen; und eine Düsenplatte,
die mit einem oder mehr Einspritzöffnungen ausgebildet ist, um
Brennstoff bzw. Kraftstoff einzuspritzen, nachdem der durch den
Zwischenraum, der zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz
in einem geöffneten
Ventilzustand geöffnet
ist, geströmt
ist. Brennstoffinjektoren von diesem Typ sind in der veröffentlichten
japanischen Patentanmeldung Nr. H03-130571, die am 04. Juni 1991 veröffentlicht
wurde; in der veröffentlichten
japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. H03-108855, die am 08. November 1991 veröffentlicht
wurde; und der veröffentlichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-155547, die am 16. Juni 2005
veröffentlicht
wurde, offenbart. Der dem Rohrelement zugeführte Brennstoff wird durch
einen ausgesparten bzw. hohlen Bereich zwischen der inneren Umfangsfläche des
Rohrelements und des Ventilelements geführt, danach zur Düsenplatte
geleitet und durch die Einspritzöffnungen
eingespritzt. Im Brennstoffinjektor der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung
Nr. 2005-155547 umfasst das Ventilelement einen kugelförmigen Ventilkörper und
einen Gleitbereich, der durch das Rohrelement gleitbeweglich abgestützt wird.
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In
einem Brennstoffinjektor dieses Typs neigt der Gleitbereich des
Ventilelements dazu, den Fluss bzw. Strom des Brennstoffes während des
Flusses zwischen der Seitenfläche
des Ventilelements und der inneren Umfangsfläche des Rohrelements zu unterbrechen,
um dadurch auf die Atomisierung des eingespritzten Kraftstoffs ungünstigen
Einfluss zu nehmen.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Brennstoffinjektor
zu schaffen, der die Atomisierung des eingespritzten Brennstoffs
fördert.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 bzw.
9. Die Unteransprüche
haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Gemäß eines
Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst ein Brennstoffinjektor
Folgendes: ein Rohrelement mit einer inneren Bohrung für den Durchlass
eines Brennstoffes; einen Ventilsitz, der in einem stromabwärts liegenden
Endbereich des Rohrelements angeordnet ist; ein Ventilelement, das im
Rohrelement axial zum und vom Ventilsitz weg gleitbeweglich angeordnet
ist; eine Mehrzahl von Plattenbereichen, die im Ventilelement angeordnet sind
und auf einer inneren Umfangfläche
des Rohrelements gleiten, wobei die Plattenbereiche bezüglich einer
Achse des Rohrelements radial hervorragen, wobei jeder der Plattenbereiche
eine seitliche Fläche aufweist,
die sich entlang der Achse des Rohrelements erstreckt; einen Antriebsbereich,
um das Ventilelement zum und vom Ventilsitz weg zu bewegen; ein
Düsenelement
mit einer Einspritzöffnung,
die auf einer Innenseite des Ventilsitzes innerhalb des Rohrelements
angeordnet ist, um den Brennstoff einzuspritzen, der durch einen
zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz gebildeten Zwischenraum strömt; und
einen Führungsbereich
bzw. Leitbereich, der den Fluss des Brennstoffes ableitet, der entlang der
Plattenbereiche zur Achse des Rohrelements fließt und dadurch den Brennstoff
zur Einspritzdüse leitet.
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Gemäß eines
weiteren Aspekts der Erfindung umfasst ein Brennstoffinjektor Folgendes:
ein Rohrelement mit einer inneren Bohrung zum Durchlass eines Brennstoffes;
ein Ventilelement, das im Rohrelement zwischen einer geschlossenen
Ventil position und einer geöffneten
Ventilposition axial gleitbeweglich angeordnet ist, wobei das Ventilelement
einen mittigen Bereich; und eine Mehrzahl von Plattenbereichen,
die radial vom mittigen Bereich hervorragen, und im Rohrelement
gleitbeweglich angeordnet sind; und einen Führungsbereich mit einem äußeren Bereich,
der einen Ventilsitz definiert, der an einem stromabwärts liegenden
Bereich des Rohrelements angeordnet ist, und einem inneren Bereich, der
auf einer radialen Innenseite des äußeren Bereichs angeordnet ist,
und der mit mindestens einer Einspritzöffnung ausgebildet ist, um
den Brennstoff einzuspritzen, der durch einen Zwischenraum zugeführt wird,
der zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement ausgebildet ist,
umfasst, wobei der Führungsbereich
angeordnet ist, um den Fluss des Brennstoffes, der entlang der Plattenbereiche
zugeführt
wird, zu einer radialen inneren Richtung zur Einspritzöffnung abzuleiten.
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Weitere
Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der
Beispielszeichnung. Darin zeigt:
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1 eine
Schnittansicht eines Brennstoffinjektors gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 eine
vergrößerte Schnittansicht,
die einen stromabwärts
liegenden Endbereich des Brennstoffinjektors von 1 darstellt.
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3A und 3B vergrößerte Schnittansichten,
die den stromabwärts
liegenden Endbereich des Brennstoffinjektors von 1 jeweils
in einem gesetzten Zustand (geschlossener Zustand des Ventils) und
einem ungesetzten Zustand (geöffneter
Zustand des Ventils) darstellt.
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4 eine
Draufsicht eines Düsenelements im
Brennstoffinjektor von 1.
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5 eine
Querschnitts-Ansicht des Ventilelements, die entlang einer Linie
F5-F5 in 3A aufgenommen wurde.
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6 eine
Schnittansicht eines Düsenelements
eines Brennstoffinjektors gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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7 eine
vergrößerte Schnittansicht,
die einen stromabwärts
liegenden Endbereich eines Brennstoffinjektors gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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8 eine
Querschnitts-Ansicht eines Ventilelements, das entlang einer Linie
F8-F8 in 7 aufgenommen wurde.
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9 eine
Ansicht zum Erläutern
des ausgeführten
Versuchs, um den Einfluss auf die Atomisierung des eingespritzten
Brennstoffs von der Position des Plattenbereichs im Brennstoffinjektor
gemäß der dritten
Ausführungsform
zu bestätigen.
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10 ein
Diagramm, das das Ergebnis des in 9 dargestellten
Versuchs darstellt.
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11 eine
vergrößerte Schnittansicht,
die einen stromabwärts
liegenden Endbereich eines Brennstoffinjektors gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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12 eine
vergrößerte Schnittansicht,
die einen stromabwärts
liegenden Bereich eines Brennstoffinjektors gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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Eine
erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird in den 1 bis 5 dargestellt.
In der ersten Ausführungsform
wird die vorliegende Erfindung auf einen Brennstoffinjektor oder
ein Brennstoff-Einspritzventil für
einen Verbrennungsmotor angewendet. 1 ist eine
längs laufende
Schnittansicht, die einen Brennstoffinjektor gemäß der ersten Ausführungsform
darstellt, als ob sie durch eine Ebene, die sich entlang einer Achse
des Brennstoffinjektors erstreckt, geschnitten ist. 2 ist
eine vergrößerte Schnittansicht,
die einen Bereich um ein Ventilelement des Brennstoffinjektors herum
von 1 darstellt. 3A und 3B sind
vergrößerte Schnittansichten,
die einen stromabwärts
liegenden Endbereich des Brennstoffinjektors von 1 jeweils in
einem gesetzten Zustand (geschlossener Zustand des Ventils) und
einen ungesetzten Zustand (geöffneter
Zustand des Ventils) darstellen. 4 ist eine Draufsicht,
die ein Düsenelement
des Brennstoffinjektors von 1 darstellt. 5 ist
eine Schnittansicht des Ventilelements entlang einer Linie F5-F5, die
in 3A dargestellt ist.
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Ein
in 1 dargestellter Brennstoffinjektor 1 ist
für das
Verbinden mit einem Vorsprungsbereich einer Brennstoffleitung und
zum Einspritzen des Brennstoffs, der durch die Brennstoffleitung
zugeführt
wird, in einen Verbrennungsmotor (in eine Einlassöffnung oder
direkt in einen Zylinder) geeignet.
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Wie
in 1 dargestellt, umfasst der Brennstoffinjektor 1 einen
Hauptkörper,
der ein Gehäuse 2, ein
Rohrelement 3, einen Rohrkern 5, einen Bügel 13 und
eine Kunststoffabdeckung 16 aufweist.
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Das
Rohrelement 3 ist ein gestuftes dünnwandiges Metallrohr eines
magnetischen Materials, wie z.B. rostfreies Ma terial oder eine rostfreie
Legierung, das durch Formpressen, wie z.B. Tiefziehen, gebildet
wird. Das Rohrelement 3 dieses Beispiels erstreckt sich
axial von einem ersten Ende (oberes Ende oder stromaufwärts liegendes
Ende) bis zu einem zweiten Ende (unteres Ende oder stromabwärts liegendes
Ende), und umfasst einen großen
Durchmesserbereich 3a, der sich vom ersten Ende in Richtung
des zweiten Endes erstreckt, und einen kleinen Durchmesserbereich 3b,
der sich vom zweiten Ende bis zu einer Stufe, die zwischen dem großen und
kleinen Durchmesserbereich 3a und 3b gebildet
wird, erstreckt. Das erste (stromaufwärts liegende) Ende des Rohrelements 3 ist
zum Einsetzen in einen Vorsprungsbereich einer Brennstoffleitung
geeignet und dadurch mit der Brennstoffleitung verbunden.
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Ein
O-Ring 18 ist über
dem äußeren Umfang des
ersten Endes des Rohrelements 3 angeordnet, um eine Flüssigkeitdichte
Verbindung zwischen dem Rohrelement 3 und dem Vorsprungsbereich
der Brennstoffleitung sicherzustellen. Ein Filter 21 ist
im stromaufwärts
liegenden Ende des Rohrelements 3 angeordnet. Der Filter 21 umfasst
einen rohrförmigen Bereich 21a,
der im großen
Durchmesserbereich des Rohrelements 3 durch Presspassung
angeordnet ist; einen Rahmenbereich 21b aus Kunststoffmaterial (wie
z.B. Nylon oder Fluorkunststoff), das weicher als das Material des
Rohrelements 3 ist, der einstückig mit dem rohrförmigen Bereich 21a (in
diesem Beispiel durch Spritzgießen)
ausgebildet ist; und ein Netzelement 21c, das im Rahmenbereich 21b eingebaut ist
und angeordnet ist, um das Durchströmen des Brennstoffs zu ermöglichen.
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Innerhalb
des Rohrelements 3 sind der Rohrkern 5; ein Ventilelement 6 auf
der stromabwärts
liegenden Seite des Rohrkerns 5; und ein Düsenelement
auf der stromabwärts
liegenden Seite des Ventilelements 6 vorgesehen. Das Düsenelement 9 ist ein
einzelnes integrales bzw. einstückiges
(verbindungsloses) Element. Das Ventilelement 6 ist zwischen
dem Rohrkern 5 und dem Düsenelement 9, das
im Rohrelement 3 angeordnet ist, axial gleitbeweglich.
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Der
Rohrkern 5 ist ein Element, um einen geschlossenen magnetischen
Stromkreislauf bzw. Schaltkreis mit einem äußeren Rohrbereich 8 des Ventilelements 6 und
des Bügels 13 zu
bilden, und um eine offene Ventilposition des Ventilelements 6 durch
Begrenzen der axialen Bewegung des Ventilelements 6 zu
definieren. Der Rohrkern 5 ist im kleineren Durchmesserbereich 3b des
Rohrelementes 3 durch Presspassung angeordnet.
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Das
Düsenelement 9 ist
in einem stromabwärts
liegenden Endbereich des Rohrelements 3 angeordnet, um
somit das stromabwärts
liegende Ende des Rohrelements 3 zu schließen. Wie
in den 2 bis 4 dargestellt, ist das Düsenelement 9 ein kelchförmiges Element
mit einem Endbereich 9a und einem rohrförmigen Bereich 9b.
In diesem Beispiel ist der Endbereich 9a ein umlaufender
scheibenförmiger Endbereich,
der das stromabwärts
liegende Ende des Rohrelements 3 schließt und einem Ventilbereich 7 des
Ventilelements 6 axial gegenübersteht; und der rohrförmige Bereich 9b ist
ein zylindrischer Bereich 9b, der sich vom Umfang des Endbereichs 9a zum stromabwärts liegenden
Ende des Rohrelements 3 axial erstreckt. Innerhalb des
Düsenelements 9 sind zwischen
dem scheibenförmigen
Endbereich 9a und dem zylindrischen Bereich 9b Rippen
bzw. Lamellen 9c ausgebildet. Das Düsenelement 9 ist im
Rohrelement 3 durch Presspassung angeordnet und die äußere zylindrische
Fläche
des zylindrischen Bereichs 9b ist in der inneren zylindrischen
Fläche
des Rohrelements 3 fest eingepasst. Der scheibenförmige Endbereich 9a weist
die Form einer dünnen
Platte auf, welche in diesem Beispiel eine Wanddicke aufweist, die
kleiner als die Wanddicke des Rohrelements 3 ist.
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Der
scheibenförmige
Endbereich 9a des Düsenelements 9 umfasst
einen inneren Bereich, der mit einer Mehrzahl von Ein spritzöffnungen 9e ausgebildet
ist; einen äußeren Bereich,
der den inneren Bereich umgibt und einen Ventilsitz 9f definiert;
und einen äußersten
Führungsbereich,
der den Ventilsitz 9f des Außenbereichs umgibt. In diesem
Beispiel ist der mit den Einspritzdüsen 9e gebildete innere
Bereich ein mittiger Bereich, der äußere Bereich des Ventilsitzes 9f ein
ringförmiger
Bereich, der den inneren Bereich mit den Einspritzdüsen 9e umgibt,
und der äußerste Führungsbereich
ein ringförmiger
Bereich, der den äußeren Bereich
des Ventilsitzes 9f umgibt. In diesem Beispiel sind die
inneren und äußeren Bereiche
innere und äußere Regionen
eines gewölbten Bereichs 9d,
der sich aufwärts
in Richtung des Ventilelementes 6 auf der stromaufwärts liegenden
Seite aufweitet bzw. aufwölbt.
Der äußerste Führungsbereich
ist ein ringförmiger
Plattenbereich, der den gewölbten
Bereich 9d umgibt und der wie ein umlaufender Ring geformt
ist, der zwischen zwei konzentrischen Kreisen begrenzt ist, wie
in 4 dargestellt.
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Jede
der Einspritzöffnungen 9e ist
ein Durchgangsloch bzw. eine Durchgangsbohrung, die durch die Wand
des scheibenförmigen
Endbereichs 9a hindurchgeht. In diesem Beispiel ist jede
Einspritzöffnung 9e leicht
geneigt, um somit Brennstoff in eine Richtung einzuspritzen, die
leicht in Richtung der radialen äußeren Seite
bezüglich
der axialen Richtung geneigt ist. In diesem Beispiel ist jede Einspritzöffnung 9e verjüngt. Zum
Beispiel ist jede Einspritzöffnung 9e in
die stromabwärts
liegende Richtung verjüngt,
so dass der Durchmesser oder die Querschnittsgröße der Einspritzöffnung 9e vom
stromaufwärts
liegenden offenen Ende der Einspritzöffnung zum stromabwärts liegenden
offenen Ende allmählich
kleiner wird. Alternativ kann jede Einspritzöffnung 9e in die stromaufwärts liegende
Richtung verjüngt oder
die stromabwärts
liegende Richtung aufgeweitet werden, so dass der Durchmesser oder
die Querschnittsgröße der Einspritzdüse 9e vom
stromaufwärts
liegenden offenen Ende der Einspritzöffnung zum stromabwärts liegenden
offenen Ende allmählich
größer wird.
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Der
ringförmige äußere Bereich
des scheibenförmigen
Endbereichs 9a des Düsenelements 9 weist
eine stromaufwärts
liegende Fläche
auf, die dem Ventilelement 6 zugewandt ist und als ringförmiger Ventilsitz 9f dient,
auf dem der Ventilbereich 7 des Ventilelements 6 verbleibt,
wenn geschlossen wird. Der ringförmige
Ventilsitz 9f des ringförmigen äußeren Bereichs
umgibt alle Einspritzöffnungen 9e, die
im mittigen inneren Bereich ausgebildet sind, der auf der radialen
inneren Seite des ringförmigen
Ventilsitzes 9f des äußeren Bereichs
angeordnet ist. Vorzugsweise ist der den Ventilsitz definierende äußere Bereich 9f dicker
als der innere Bereich, der mit den Einspritzöffnungen gebildet ist, so dass
die Wanddicke des äußeren Bereichs
größer als
die Wanddicke des inneren Bereichs ist.
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Das
Düsenelement 9 dient
als Führungsbereich
zum Führen
bzw. Leiten des Brennstoffflusses zu den Einspritzöffnungen 9e durch
Neigen bzw. Ableiten der Flussrichtung des Brennstoffs vom axialen Fluss
entlang der Plattenbereiche 7p des Ventilelementes 6 zur
radialen einwärtigen
Richtung zur mittigen Achse des Rohrelements 3.
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Das
Ventilelement 6 ist im kleinen Durchmesserbereich 3b des
Rohrelements 3 gleitbeweglich aufgenommen, und zum axialen
Bewegen zwischen dem Rohrkern 5 und dem Düsenelement 9 in Richtung
zum und vom Ventilsitz 9f des Düsenelementes 9 weg
angeordnet. In dieser Ausführungsform
umfasst das Ventilelement 6 einen äußeren Rohrbereich 8 eines
magnetischen metallischen Materials in der Form eines sich axial
erstreckenden Rohres; und einen Ventilbereich 7, der aus
einem Kunststoff hergestellt ist, der im äußeren Bereich 8 befestigt
ist, und der angeordnet ist, um auf dem Ventilsitz 9f zu
verbleiben und sich vom Ventilsitz 9f zu erheben. In diesem
Beispiel sind der äußere Rohrbereich 8 und
der Ventilbereich 7 zusammen durch eine ineinandergreifende
Anordnung eines äußeren Bereichs 7d,
der in der äußeren Wandfläche des
Ventilbereichs 7 ausgebildet ist und sich aus einem Vorsprung
und einer Vertiefung zusammensetzt, und eines inneren Bereichs 8d verbunden,
der in der inneren Wandfläche
des äußeren Rohrbereichs 8 ausgebildet
ist und sich aus einem Vorsprung, der in der Vertiefung des äußeren Bereichs 7d eingepasst
ist, und einer Vertiefung, die über
den Vorsprung des äußeren Bereichs 7d des
Ventilbereichs 7 eingepasst ist, zusammensetzt. Diese ineinandergreifende
Anordnung kann durch Einsatz des Formens bzw. Formpressens gebildet
werden.
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Wie
in den 2 und 3 dargestellt,
umfasst der Ventilbereich 7 einen stromaufwärts vergrößerten Bereich 7a,
der fest im äußeren Rohrbereich 8 eingepasst
ist; einen stromabwärts
liegenden vergrößerten Bereich 7c;
und einen schmalen bzw. engen Zwischenbereich 7b mit einer
Querschnittsgröße, die kleiner
als jede der vergrößerten Bereiche 7a und 7c ist,
die sich stromabwärts
vom stromaufwärts
liegenden vergrößerten Bereich 7a zum
stromabwärts
liegenden vergrößerten Bereich 7c erstreckt,
und dadurch die stromaufwärts
und stromabwärts
liegenden Bereiche 7a und 7c verbindet. Eine Brennstoffkammer 10 ist
um den schmalen Zwischenbereich 7b innerhalb des Rohrelements 3 herum
ausgebildet.
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Der
stromaufwärts
liegende vergrößerte Bereich 7a des
Ventilbereichs 7 ist kelchförmig, und umfasst eine stromaufwärts geöffnete zylindrische Wand
und einen Boden, der ein stromabwärts liegendes Ende der zylindrischen
Wand schließt.
Der stromaufwärts
vergrößerte Bereich 7a umfasst
eine innere Aushöhlung
bzw. Hohlraum 7e, der durch die zylindrische Wand und den
Boden definiert und zum Aufnehmen eines Teils einer Schraubenfeder 12 angeordnet
ist. Eine Mehrzahl von Durch gangslöchern 7f sind im Boden
des stromaufwärts
vergrößerten Bereichs 7a ausgebildet.
Diese Durchgangslöcher 7f verbinden
den inneren Hohlraum 7e des stromaufwärts vergrößerten Bereichs 7a zur
Schaffung eines Fluidströmungsdurchgangs
mit der Brennstoffkammer 10, die um den schmalen Zwischenbereich 7b herum
ausgebildet ist. Ein Sackloch bzw. Grundloch 7g ist im
Ventilbereich 7 ausgebildet, um das Gewicht zu reduzieren
und die Formbarkeit des Ventilelements 6 zu verbessern.
Das Grundloch 7g erstreckt sich entlang der mittigen Linie
des Ventilelementes 6 vom Boden des stromaufwärts vergrößerten Bereichs 7a durch
den schmalen Zwischenbereich 7b zum stromabwärts vergrößerten Bereich 7c.
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Der
stromabwärts
vergrößerte Bereich 7c umfasst
einen mittigen Bereich und eine Mehrzahl von Plattenbereichen 7b,
die radial nach außen
vom mittigen Bereich hervorragen, und definieren eine Mehrzahl von
Brennstoffdurchlässen 7h in
der Form von Führungs-
bzw. Leitnuten zum Durchleiten des Brennstoffes von der Brennstoffkammer 10 zum
Düsenelement 9.
Vorzugsweise sind die Brennstoffdurchlässe 7h in regelmäßigen winkligen
Abständen oder
mit einem vorbestimmten Abstand im äußeren Umfang des stromabwärts vergrößerten Bereichs 7c ausgebildet.
Jeder Brennstoffdurchlass 7h ist zwischen zwei der Plattenbereiche 7p,
die aneinander grenzen, und der inneren (zylindrischen) Umfangswandfläche des
Rohrelements 3 ausgebildet. In dieser Ausführungsform,
wie in 5 dargestellt, umfasst der mittige Bereich des
stromabwärts
vergrößerten Bereichs 7c eine
zylindrische Wand, und sechs der Plattenbereiche 7p ragen
von der zylindrischen Wand in einer radialen symmetrischen Weise zu
den entsprechenden hervorragenden Enden, die auf der inneren Umfangswandfläche des
Rohrelementes 3 gleiten, hervor. Jeder Plattenbereich 7p weist
zwei Seitenflächen,
die sich entlang der Achse des Rohrelements 3 geradlinig
erstrecken, auf, und regulieren dadurch den Brennstofffluss, um
den Fluss entlang der axialen Richtung des Rohrelementes 3 zum
stromabwärts
liegenden Ende auszurichten. Der Plattenbereich 7p gleitet
auf der inneren Umfangsfläche
des Rohrelementes 3, wenn sich das Ventilelement 6 axial
im Rohrelement 3 bewegt. In dem dargestellten Beispiel
sind die sechs Plattenbereiche 7b in regelmäßigen winkligen
Abständen
von 60° angeordnet.
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Der
Boden des stromabwärts
vergrößerten Bereichs 7c des
Ventilbereichs 7 (d.h., der vordere Endbereich des Ventilelements)
ist mit einer kugelförmigen
Vertiefung 7j, die ungefähr mit der gewölbten Form
des gewölbten
Bereichs 9d des Zwischenelementes 9 übereinstimmend
vertieft ist, um die mittige Achse des Ventilelementes 6 herum
ausgebildet. Der geneigte Radius dieser kugelförmigen Vertiefung 7j ist
kleiner als der geneigte Radius des gewölbten Bereiches 9d.
Ein ringförmiger
anstoßender
bzw. anliegender Vorsprung 7k ist so ausgebildet, um den äußeren Umfang
der kugelförmigen
Vertiefung 7j zu umsäumen
bzw. zu umranden, und um anliegend auf dem ringförmigen Ventilsitz 9f des
Zwischenelementes 9 anzustoßen bzw. anzuliegen. Im wie
in 3A dargestellten geschlossenen Ventilzustand liegt
der ringförmige
anstoßende
Vorsprung 7k des Ventilelementes 6 fest bzw. dicht
auf dem ringförmigen
Ventilsitz 9f an. Im in 3B dargestellten
geöffneten
Zustand sind der ringförmige
anstoßende
Vorsprung 7k des Ventilelementes 6 und der Ventilsitz 7f voneinander
beabstandet. In dieser Anordnung dient der gewölbte Bereich 9d des
Düsenelementes 9 als
Aufnahmebereich, um den vorderen Endbereich des Ventilelementes
aufzunehmen, und wirkt dadurch zum Führen der kugelförmigen Vertiefung 7j und
richtet das Ventilelement 6 mit der mittigen Achse des gewölbten Bereichs
des Düsenelementes 9 aus.
Daher kann das Ventilelement 6 genau auf dem Düsenelement 9 zentriert
werden, wenn das Ventilelement 6 auf dem Ventilsitz angeordnet
wird. In diesem Beispiel ist der stromabwärts vergrößerte Bereich 7c mit einem
ringförmigen
Grundloch 7m ausgebil det, um das Gewicht zu reduzieren
und die Formbarkeit zu verbessern.
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Das
Ventilelement 6 dieses Beispiels ist gleitbeweglich sowohl
am stromaufwärts
liegenden Endbereich als auch am stromabwärts liegenden Endbereich im
kleinen Durchmesserbereich 3b des Rohrelements 3 abgestützt. Das
bedeutet, dass der äußere Rohrbereich 8 des
Ventilelementes 6 gleitbeweglich im kleineren Durchmesserbereich 3b des
Rohrelementes 3 eingepasst ist, und gleichzeitig die radial angeordneten
Plattenbereiche 7p des stromabwärts vergrößerten Bereichs 7c gleitbeweglich
im kleineren Durchmesserbereich 3b des Rohrelementes 3 eingepasst
sind. Somit wird das Ventilelement 6 an zwei getrennten
Positionen des Ventilelementes im Rohrelement 3 abgestützt, so
dass das Ventilelement 6 axial im (kleinen Durchmesserbereich 3b vom) Rohrelement 3 gleiten
kann.
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Ein
in den 1 und 2 dargestellter Antriebsbereich 24 ist
zum Antreiben des Ventilelements 6 zur axialen Bewegung
zum und vom Ventilsitz 9f weg angeordnet. Der Antriebsbereich 24 dieses
Beispiels umfasst mindestens eine Schraubenfeder 12, die
als Vorspanneinrichtung dient, und eine magnetische Spule 15.
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Das
obere Ende der Schraubenfeder 12 stößt gegen das untere Ende einer
rohrförmigen
Einstellvorrichtung 19 an, die im Rohrkern 5 eingepasst ist.
Das untere Ende der Schraubenfeder 12 ist im inneren Hohlraum 7e des
Ventilelementes 6 aufgenommen. Die Schraubenfeder 12 ist
somit unter Druck als eine Druckfeder zwischen dem Rohrkern 5 und
dem Ventilelement 6 angeordnet, um somit das Ventilelement 6 in
eine ventilschließende
Richtung weg vom Rohrkern 5 in Richtung des Ventilsitzes 9f vorzuspannen.
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Der
Bügel 13 ist
ein gestuftes rohrförmiges Element,
das auf dem Rohrelement 3 befestigt ist. In diesem Beispiel
ist der Bügel über den
kleinen Durchmesserbereich 3b des Rohrelementes 3 formschlüssig eingebaut,
und dadurch auf dem kleinen Durchmesserbereich 3b unbeweglich
befestigt. Ein Verbindungskern 14 ist ein ungefähr C-förmiges magnetisches
Element, das den schmalen Durchmesserbereich 3b des Rohrelementes 3 umgibt.
Eine Kunststoffabdeckung 11 ist am unteren Endbereich des Bügels 13 befestigt
und zum Definieren einer Nut zum Aufnehmen eines O-Ringes 23 angeordnet.
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Die
magnetische Spule 15 ist zwischen dem Bügel 13 und dem Rohrelement 3 angeordnet.
Die magnetische Spule 15 umfasst einen rohrförmigen Spulenkörper 15a eines
Kunststoffmaterials, der auf dem kleinen Durchmesserbereich 3a des
Rohrelementes 3 befestigt ist, und einen Draht 15b,
der um den Spulenkörper 15a herumgewickelt
ist. Die magnetische Spule 15 wird durch mindestens einen
Stift 20 eines Anschlussstückes bzw. Steckverbinders 17 und
einem Stromleiter bzw. Konduktor 22, der in einer Kunststoffabdeckung 16 ausgebildet
ist, mit Strom versorgt.
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Die
Kunststoffabdeckung 16 umschließt das Rohrelement 3.
Die Kunststoffabdeckung 16 dieses Beispiels wird durch
Spritzgießen
in einer Unterbaugruppe bzw. Vormontage des Rohrelementes 3 mit dem
Bügel 13,
Verbindungskern 14 und der auf dem Rohrelement 3 befestigten
Magnetspule 15 gebildet. Der Konduktor 17 und
die Kunststoffabdeckung 16 sind einstückige Teile einer einzelnen
Kunststoffausformung.
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Der
so erstellte Brennstoffinjektor wird durch die Vorspannkraft der
Schraubenfeder 12 normalerweise im geschlossenen Zustand
gehalten, wie in 3A dargestellt, wenn die magnetische
Spule 15 nicht mit Strom versorgt wird. Im geschlossenen
Zustand ist das Ventilelement 6 auf dem Ventilsitz 9f angeordnet,
und der ringförmige
anstoßende
Bereich 7k des Ventilelementes 6 liegt am ringförmigen Ventilsitz 9f an,
so dass die Einspritzöffnungen 9e insgesamt
geschlossen werden.
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Wenn
die magnetische Spule 15 unter Strom gesetzt wird, bilden
der Rohrkern 5, der äußere Rohrbereich 8 des
Ventilelements 6 und der Bügel 13 einen geschlossenen
magnetischen Schaltkreis, der im äußeren Rohrbereich 8 eine
Magnetkraft in Richtung des Rohrkerns 5 erzeugt. Weil die
Einstellung so ist, dass die magnetische Kraft (Anziehungskraft) größer als
die Vorspannkraft der Schraubenfeder 15 wird, wird das
Ventilelement 6 durch die magnetische Kraft gegen die Vorspannkraft
der Schraubenfeder 15 in Richtung des Rohrkernes 5 weg
vom Ventilsitz 9f angezogen, und der Brennstoffinjektor
wird in den geöffneten
Ventilzustand von 3B überführt, in dem der anstoßende Bereich 7k des
Ventilelements 6 vom Ventilsitz 9f beabstandet
ist, um so die Einspritzöffnungen 9e zu öffnen.
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In
diesem geöffneten
Zustand strömt
der Brennstoff den Brennstoffdurchlass 4 abwärts in das Rohrelement 3 und
den Rohrkern 5 und strömt
in die Brennstoffkammer 10 durch die inneren Hohlräume der
Einstellvorrichtung 19 und des Rohrkerns 5, den vertieften
Bereich 7e und die Durchgangslöcher 7f des Ventilelementes 6.
Von der Brennstoffkammer 10 strömt der Brennstoff durch die
Brennstoffdurchlässe 7h,
die um den stromabwärts
vergrößerten Bereich 7c des
Ventilelementes 6 herum ausgebildet sind, und durch die
Aussparung oder den Zwischenraum, der zwischen dem anstoßenden Bereich 7k des
Ventilelementes 6 und dem Ventilsitz 9f gebildet
wird, und strömt
aus den Einspritzdüsen 9e aus.
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In
diesem Brennstoffinjektor wird der Brennstofffluss Fa in jedem Brennstoffdurchlass 7h in
axialer Richtung durch die sich axial erstreckenden Plattenbereiche 7p reguliert,
die als Einrichtung zum Regulieren eines Flüssigkeitsflusses die nen. Danach wird
der Fluss größtenteils
abgeleitet, um somit einen ungefähr
rechten Winkel oder einen spitzen Winkel von der Axialrichtung des
Flusses Fa zur radialen Richtung des Brennstoffflusses Fb durch
den Zwischenraum zwischen dem anstoßenden Bereich 7k und
dem Ventilsitz 9f durch die Führung des Düsenelementes 9, die
als Führungs-
bzw. Leitbereich dient, zu bilden. Danach wird die Richtung des Brennstoffflusses
größtenteils
wieder durch den Brennstoffflus Fb zu einem Brennstofffluss Fc durch jede
Einspritzöffnung 9e so
stark verändert,
um einen ungefähr
rechten Winkel oder einen spitzen Winkel zu bilden. Durch die Änderung
der Flussrichtung auf diese Weise kann der Brennstoffinjektor die
Trennung des Brennstoffs von einer Wandfläche und einer Wirbelströmung bewirken;
dadurch die Beeinträchtigung
bzw. Störung
in der von jeder Einspritzungsöffnung 9e eingespritzten
Brennstoffströmung erzeugen;
und folglich die Verwirbelung mit Luft und die Atomisierung des
Brennstoffsprays fördern.
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Mit
den Plattenbereichen 7p und dem als Führungsbereich dienenden Düsenelement 9 kann der
so erstellte Brennstoffinjektor gemäß der ersten Ausführungsform
die Richtung des Brennstoffflusses, der von den Plattenbereichen 7p zu
dem Ventilsitz 9f stark verändern, und dadurch die Atomisierung
des eingespritzten Brennstoffs durch Bewirken der Trennung des Brennstoffs
von einer Wandfläche
und der Wirbelströmung
fördern.
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In
der ersten Ausführungsform
sind sowohl die Einspritzöffnungen 9e und
der Ventilsitz 9f im Düsenelement 9 ausgebildet.
Diese Anordnung kann die Anzahl der erforderlichen Teile verringern;
den Montageablauf bzw. Zusammenbau erleichtern; und daher die Herstellkosten
des Brennstoffinjektors durch Verringern der Kosten der Komponententeile und
der Kosten des Herstellungsablaufes, im Vergleich zur konventionellen
Anordnung mit einem Element zum Definieren eines Ven tilsitzes und
einem mit Einspritzöffnungen
gebildeten eindeutigen Element reduzieren.
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Im
Vergleich mit der konventionellen Anordnung mit einem einen Ventilsitz
definierenden Element und einem mit einem oder mehr Einspritzöffnungen
gebildeten eindeutigen Element, ermöglicht das einzelne Düsenelement 9 mit
sowohl dem Ventilsitz 9f als auch mit einer oder mehreren
Einspritzöffnungen 9e die
Verringerung der Größe des vorderen Endbereichs
des Brennstoffinjektors, und daher erhöht sich der Freiheitsgrad im
Layout eines Befestigungsbereichs des Brennstoffinjektors in einem
Verbrennungsmotor.
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In
dieser Ausführungsform
sind die Einspritzöffnungen 9e im
scheibenförmigen
Endbereich 9a des Düsenelementes 9 geöffnet. Daher
ist es leicht, die Richtung des Brennstoffflusses zu den Einspritzöffnungen 9e durch
Einstellen bzw. Anpassen der Form des scheibenförmigen Endbereichs 9a einzustellen,
und dadurch die Atomisierung des Brennstoffes zu fördern.
-
Im
Düsenelement 9 gemäß dieser
Ausführungsform
ist der äußere Bereich,
in dem der Ventilsitz 9f ausgebildet ist, in der Wanddicke
dicker als der innere Bereich, in dem eine oder mehr Einspritzöffnungen 9e ausgebildet
sind. Dadurch wird die Steifigkeit des Ventilsitzes 9f erhöht und die
Lebensdauer des Brennstoffinjektors verbessert.
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In
dieser Ausführungsform
ist jede der Einspritzöffnungen 9e verjüngt. Wenn
dadurch der Brennstoff durch die Einspritzöffnung 9e eingespritzt wird,
neigt die verjüngte
Einspritzöffnung
dazu, beim Brennstoff das Ausbilden eines Flüssigkeitsfilms auf einer Umfangsfläche der
Einspritzöffnung 9e zu
bewirken, und dadurch die Atomisierung zu fördern.
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In
dieser Ausführungsform
stützt
das Rohrelement 3 das Ventilelement 6 an den stromaufwärts und
stromabwärts
liegenden Endbereichen, die entlang der Achse des Rohrelementes 3 beabstandet sind,
gleitbeweglich ab. Diese Anordnung verhindert die Neigung des Ventilelementes 6 wirksam
und verbessert die Montagegenauigkeit des Ventilelementes 6,
verglichen mit der Anordnung, in der das Ventilelement an einem
Endbereich gleitbeweglich abgestützt ist.
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In
dieser Ausführungsform
sind die Plattenbereiche 7p radial an regelmäßigen Abständen um die
mittige Achse des Rohrelementes 3 herum angeordnet. Diese
Anordnung verhindert wirksam die Neigung des Ventilelementes 6,
und verbessert die Genauigkeit des Zusammenbaus des Ventilelementes 6.
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In
dieser Ausführungsform
kann das Ventilelement 6 mit den stromaufwärts und
stromabwärts liegenden
Endbereichen, die beide im Rohrelement 3 gleitbeweglich
eingepasst sind, im Rohrelement 3 reibungslos gleiten und
die dynamische Durchflussmenge erhöhen. Im Fall der Abstützanordnung,
in dem der stromaufwärts
und stromabwärts
liegende Endbereich der Ventilelemente jeweils durch zwei unterschiedliche
Elemente abgestützt
werden, ist es notwendig, die Genauigkeit bei der Form der beiden Elemente
und die Genauigkeit bei der Position der beiden Elemente zu erhöhen, um
die reibungslose Bewegung des Ventilelementes zu gewährleisten.
Im Gegensatz dazu reicht es in der Abstützanordnung gemäß dieser
Ausführungsform,
die Genauigkeit bei der Form des Rohrelementes 3 zu verbessern.
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In
dieser Ausführungsform
kann der gewölbte
Bereich 9d des Düsenelements 9 die
Steifigkeit des Düsenelementes 9 und
dadurch die Lebensdauer des Düsenelementes 9 gegen
den Brennstoffdruck und die vom Ventilelement 6 aufgebrachte
Last verbessern, verglichen mit einem Düsenelement mit einem gesamten
ebenen Endbereich. Außerdem
können
ein oder mehrere Rippen 9c die Steifigkeit und die Lebensdauer
des Düsenelementes 9 weiter
verbessern.
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In
dieser Ausführungsform
weist der Brennstoffinjektor eine selbst ausrichtende oder zentrierte Anordnung
auf, die durch den gewölbten
Bereich 9d des Düsenelementes 9 und
die verbindende kugelförmige
Vertiefung 7j des Ventilelementes 6 gebildet wird,
um das Ventilelement 6 mit der mittigen Achse des Ventilsitzes 9f auszurichten,
wenn das Ventilelement 6 auf dem Ventilsitz 9f angeordnet
wird. Durch Verhindern der Positionsabweichung zwischen dem Ventilelement 6 und
dem Düsenelement 9 kann
diese Anordnung die Abdichtung zwischen dem Ventilelement 6 und
dem Düsenelement 9 sichern
und zuverlässig
die Brennstoffleckage im geschlossenen Ventilzustand verhindern.
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In
dieser Ausführungsform
umfasst das Ventilelement 6 den aus Harzmaterial bzw. Kunststoff hergestellten
Ventilbereich 7. Dadurch ist das Ventilelement 6 gewichtsmäßig leichter
als im Vergleich mit einem Ventilelement, das insgesamt aus metallischem
Material hergestellt wurde, und daher vorteilhaft, um den Schalldruckpegel
des Lärms,
der durch das Anstoßen
des Ventilelements auf den Ventilsitz erzeugt wird, zu verringern.
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Als
Veränderung
dieser Ausführungsform
ist es freigestellt, die Brennstoffdurchlässe 7h in einer spiralförmigen Form
zu bilden, um somit den Verwirbelungsfluss bzw. die Rotationsströmung zu
erzeugen.
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Eine
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 6 dargestellt. 6 ist
eine Querschnittsansicht eines Düsenelementes 9A eines Brennstoffinjektors
gemäß der zweiten
Ausführungsform.
Mit Ausnahme des Düsenelementes
ist der Brennstoffinjektor gemäß der zweiten
Ausführungsform
im Wesentlichen mit dem in 1 dargestellten Brennstoffinjektor
gemäß der ersten
Ausführungsform
identisch. Folglich werden die gleichen Bezugsziffern für die entsprechenden
Elemente verwendet und wiederholende Erläuterungen weggelassen.
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Das
Düsenelement 9A ist
ein scheibenförmiges
einzelnes Element mit einem umlaufenden scheibenförmigen Endbereich 9Aa und
einem zylindrischen Bereich 9b, der sich vom Umfang des
Endbereiches 9Aa wie das Düsenelement 9 gemäß der ersten
Ausführungsform
axial erstreckt. Jedoch im Unterschied zum Düsenelement 9 wird
der Endbereich 9Aa insgesamt zum Ventilelement 6 auf
geweitet und insgesamt in der Form einer Wölbung ausgebildet. Der zylindrische
Bereich 9b erstreckt sich axial vom Rand des gewölbten Endbereichs 9Aa.
Im in 6 dargestellten Beispiel weist das Düsenelement 9A keine
Rippen (9c) auf.
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Der
gewölbte
Endbereich 9Aa bewirkt das Erhöhen der Steifigkeit des Düsenelementes 9A,
und dadurch das Verbessern der Steifigkeit des Düsenelementes 9A, um
den Kraftstoffdruck und die vom Ventilelement 6 aufgebrachte
Last zu ertragen.
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Eine
dritte Ausführungsform
ist in den 7 bis 10 dargestellt. 7 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht,
die einen stromabwärts
liegenden Endbereich eines Brennstoffinjektors 1B mit einem
Ventilelement 6B gemäß der dritten
Ausführungsform
darstellt. 8 ist eine Querschnittsansicht
des Ventilelements, die entlang einer in 7 dargestellten
Linie F8-F8 aufgenommen wurde. Der Brennstoffinjektor gemäß der dritten
Ausführungsform
ist mit dem Brennstoffinjektor, der in 1 dargestellt
ist, fast identisch. Folglich werden dieselben Bezugsziffern für die entsprechenden
Elemente verwendet und wiederholende Erläuterungen weggelassen. Die
dritte Ausführungsform
ist auf den Brennstoffinjektor gemäß der ersten Ausführungsform
und den Brennstoffinjektor gemäß der zweiten
Ausführungsform
anwendbar. Im in 7 dargestellten Bei spiel wird
die dritte Ausführungsform
auf die erste Ausführungsform
angewendet.
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Der
Brennstoffinjektor 1B gemäß der dritten Ausführungsform
ist in der Form des Ventilelementes 6B vom Ventilelement 6 der
vorhergehenden Ausführungsformen
verschieden. Ein Ventilbereich 7B des Ventilelementes 6B umfasst
einen stromabwärts
liegenden Endbereich, der einen zylindrischen mittigen Bereich 7Bn und
eine Mehrzahl von Plattenbereichen 7Bp umfasst. Der zylindrische
mittige Bereich 7Bn erstreckt sich in axialer Richtung
des Rohrelementes 3 in einer Linie mit dem Zwischenbereich 7Bb des
Ventilbereichs 7b des Ventilelementes 6, und weist
einen Durchmesser auf, der im Wesentlichen gleich dem Durchmesser
des Zwischenbereichs 7Bb ist. Die Plattenbereiche 7Bp ragen
vom zylindrischen mittigen Bereich 7Bn radial hervor, und definieren
eine Mehrzahl von nutförmigen
Brennstoffdurchlässen 7h,
wobei jeder zwischen zwei benachbarten Plattenbereichen 7Bp angeordnet
ist.
-
Die
Plattenbereiche 7Bp ragen vom zylindrischen mittigen Bereich 7Bn radial
in radialer symetrischer Weise zu den entsprechenden hervorragenden Enden
hervor, die auf der inneren (zylindrischen) Umfangswandfläche des
kleinen Durchmesserbereichs 3b des Rohrelementes 3 gleiten.
Jeder Plattenbereich 7Bp weist Seitenflächen auf, die sich axial in axialer
Richtung des Rohrelementes 3 erstrecken.
-
Mit
den Plattenbereichen 7Bp kann der Brennstoffinjektor gemäß der dritten
Ausführungsform
die Richtung des Brennstoffflusses von den Plattenbereichen 7Bp zum
Ventilsitz 9f wie in der ersten Ausführungsform stark verändern, und
dadurch die Atomisierung des eingespritzten Brennstoffes durch Trennen
des Brennstoffes von einer Wandfläche und der Wirbelströmung fördern.
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9 und 10 stellen
das Ergebnis des ausgeführten
Versuches dar, um die Beeinflussung der Position der Plattenbereiche 7Bp auf
die Brennstoffatomisierung zu bestätigen. 9 ist eine
Ansicht, um den Versuch darzustellen; und 10 ein Diagramm,
das das Ergebnis des Versuchs darstellt.
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Wie
in 9 dargestellt, wurde der Versuch durch Einspritzen
des Brennstoffes und Messen der Partikeldurchmesser oder Tröpfchengröße bzw. Feinkörnigkeit
des eingespritzten Brennstoffes unter Verwendung eines ersten Brennstoffinjektortyps 1B (auch
Brennstoffinjektor 1Ba genannt) mit drei Plattenbereichen 7Bp,
die in regelmäßigen Abständen (von
120°) angeordnet
sind, und eines zweiten Brennstoffinjektortyps 1B (auch
als Brennstoffinjektor 1Bb bezeichnet) mit sechs Plattenbereichen 7Bp, die
in regelmäßigen Abständen (von
60°) angeordnet sind,
mit dem Abstand L vom vorderen Ende des Ventilelementes 6b in
axialer Richtung des Rohrelementes 3, die entsprechend
1,1 mm, 1,6 mm, 2,1 mm und 3,1 mm eingestellt sind, ausgeführt. Ebenso
wurde der Versuch durch Einspritzen des Brennstoffes und Messen
der Partikelgröße unter
Verwendung eines Brennstoffinjektors 100, der keine Plattenbereiche 7Bp aufweist,
als Vergleichsbeispiel ausgeführt.
-
Wie
in 10 dargestellt, wurde die Brennstoff-Tröpfchengröße mit Zunahme
des axialen Abstandes L vom vorderen Ende des Ventilelementes 6b zu
den Plattenbereichen 7Bp verringert. In 10 stellt
eine Kurve 1Ba die Eigenschaften des Brennstoffinjektors 1Ba dar;
eine Kurve 1Bb die Eigenschaft des Brennstoffinjektors 1Bp;
und eine Kurve 100 die Eigenschaft des Brennstoffinjektors 100 des
Vergleichsbeispiels dar.
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Eine
vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird in 11 dargestellt. 11 ist eine
vergrößerte Querschnittsansicht,
die einen stromabwärts
liegenden Endbe reich eines Brennstoffinjektors gemäß der vierten
Ausführungsform
darstellt. Der Brennstoffinjektor gemäß der vierten Ausführungsform
ist mit den Brennstoffinjektoren gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen
fast identisch. Folglich werden dieselben Bezugsziffern für die entsprechenden
Teile verwendet und die wiederholende Erläuterung weggelassen. Die vierte
Ausführungsform
ist auf den Brennstoffinjektor von jeder der vorhergehenden Ausführungsformen
anwendbar. Im in 11 dargestellten Beispiel wird
die vierte Ausführungsform
auf die dritte Ausführungsform
angewendet.
-
Der
Brennstoffinjektor gemäß der vierten Ausführungsform
umfasst zusätzlich
ein Ventilsitzelement 41c zum Düsenelement 9C; und
das vordere Ende eines Düsenelementes 6C ist
in einer Form ausgebildet, die sich von der der dritten Ausführungsform
unterscheidet. Das Düsenelement 9C der
vierten Ausführungsform
umfasst keinen Ventilsitz.
-
Das
Ventilsitzelement 41C ist ringförmig und im stromabwärts liegenden
Endbereich des Rohrelementes 3 befestigt. Das Ventilsitzelement 41C umfasst
stromaufwärts
und stromabwärts
liegende Flächen,
die eben und parallel zueinander in diesem Beispiel sind, und eine
verjüngte Öffnung,
die sich von einem stromaufwärts
liegenden Ende, das in der stromaufwärts liegenden Fläche geöffnet ist,
bis zu einem stromabwärts
liegenden Ende, das in der stromabwärts liegenden Fläche geöffnet ist,
axial erstreckt. Die verjüngte Öffnung ist
zum stromabwärts liegenden
Ende verjüngt,
und durch eine innere Umfangswandfläche definiert, die in diesem
Beispiel eine konische Fläche
ist, so dass der innere Durchmesser in Richtung des stromabwärts liegenden
Endes der verjüngten Öffnung kleiner
wird. Ein Ventilsitzelement 41Ca ist in der inneren Umfangswandfläche der
verjüngten Öffnung definiert.
-
Das
Düsenelement 9C ist
auf der stromabwärts
liegenden Fläche
des Ventilsitzelementes 41C angeordnet, um somit das stromabwärts liegende Ende
der verjüngten Öffnung zu
schließen.
Das Düsenelement 9C dieses
Beispiels besitzt die Form einer ebenen dünnen Platte. Das Düsenelement 9C ist am
Rohrelement 3 befestigt. Eine Mehrzahl von Einspritzöffnungen 9e sind
in einem mittigen Bereich des Düsenelementes 9C ausgebildet,
um somit in die verjüngte Öffnung hinein
zu öffnen.
In diesem Beispiel bilden das Ventilsitzelement 41C und
das Düsenelement 9C einen
Führungsbereich 30C.
-
Der
Ventilbereich 7C des Ventilelementes 6 dieses
Beispiels weist eine ebene stromabwärts liegende Endfläche auf,
deren Umfang auf dem Ventilsitz 41Ca anliegt. Mit diesem
ebenen stromabwärts liegenden
Ende wird das Ventilelement 6C dieses Beispiels bei der
Erstellung vereinfacht.
-
Eine
fünfte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird in 12 dargestellt. 12 ist eine
vergrößerte Querschnittsansicht,
die einen stromabwärts
liegenden Endbereich eines Brennstoffinjektors gemäß der fünften Ausführungsform
darstellt. Der Brennstoffinjektor gemäß der fünften Ausführungsform ist mit den Brennstoffinjektoren
gemäß den vorhergehenden
Ausführungsformen
fast identisch. Folglich werden dieselben Bezugsziffern für die entsprechenden
Teile verwendet und die wiederholende Erläuterung weggelassen. Die fünfte Ausführungsform
ist auf den Brennstoffinjektor von jeder der vorhergehenden Ausführungsformen
anwendbar. In dem in 12 dargestellten Beispiel wird
die fünfte Ausführungsform
auf die vierte Ausführungsform
angewendet.
-
In
der fünften
Ausführungsform
umfasst ein Ventilelement 6D einen kugelförmigen Körper oder eine
Kugel 7Dq, die am unteren Ende eines Ventilbereichs 7D im
Gegensatz zum Ventilelement der vierten Ausführungsform vorgesehen ist.
Die Plat tenbereiche 7Bp sind auf der stromaufwärts liegenden
Seite des kugelförmigen
Körpers 7Dq angeordnet.
-
Im
geschlossenen Ventilzustand ist der kugelförmige Körper 7Dq auf dem Ventilsitz 41Ca angeordnet.
Vorzugsweise ist der Durchmesser des kugelförmigen Körpers 7Dq im Wesentlichen
gleich oder kleiner dem Durchmesser des mittigen zylindrischen Bereichs 7Bn des
Ventilbereichs 7D. Der so erstellte kugelförmige Körper 7Dq verhindert
wirksam die Wirbelströmung
des Brennstoffs nach Durchströmen
der Durchlässe,
die unter den Plattenbereichen 7Bp ausgebildet sind.
-
Nach
dem Durchströmen
durch die Brennstoffdurchlässe 7h,
die durch die Plattenbereiche 7Bp definiert sind, fließt der Brennstoff
in axialer Richtung des Rohrelementes 3 an der Seite des
kugelförmigen
Körpers 7Bq.
Dadurch kann der Brennstoffinjektor gemäß der fünften Ausführungsform die Flussrichtung
zum Ventilsitz 9f um den kugelförmigen Körper 7Dq herum ändern, und
dadurch die Brennstoffatomisierung durch Begünstigen der Trennung des Brennstoffs
von einer Wandfläche
und der Wirbelströmung
fördern.
-
Verschiedene Änderungen
und Modifikationen der dargestellten Ausführungsformen sind möglich.
-
Das
Düsenelement 9 (oder 9A)
kann aus Kunststoff hergestellt werden.
-
Diese
Anmeldung basiert auf einer vorhergehenden japanischen Patentanmeldung
Nr. 2005-315172, eingereicht am 28. Oktober 2005; und einer vorherigen
japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-219631, eingereicht am 11.
August 2006. Der gesamte Inhalt dieser japanischen Patentanmeldungen
Nr. 2005-315172 und Nr. 2006-219631 wird hiermit durch Bezugnahme
zum Offenbarungsgehalt vorliegender Anmeldung gemacht.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung gemäß den bestimmten
Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben worden ist, ist sie nicht auf diese beschriebenen
Ausführungsformen
begrenzt. Änderungen
und Varianten der oben beschriebenen Ausführungsformen erscheinen den
Durchschnittsfachleuten im Licht der oben genannten Lehre. Sie werden durch
die folgenden Ansprüche
definiert.
-
Zusammenfassend kann Folgendes
festgehalten werden:
-
Ein
Brennstoffinjektor umfasst ein Rohrelement 3 und ein Ventilelement,
um axial im Rohrelement 3 zu gleiten. Das Ventilelement
umfasst einen mittigen Bereich und eine Mehrzahl von Plattenbereichen,
die radial vom mittigen Bereich hervorragen, und jeder umfasst Seitenflächen, die
sich axial erstrecken; und einen Führungsbereich 30C mit
einem äußeren Bereich,
der einen Ventilsitz definiert, und einen inneren Bereich, der auf
einer radialen inneren Seite des äußeren Bereichs angeordnet ist,
und welcher mit mindestens einer Einspritzöffnung ausgebildet ist. Der
Führungsbereich 30C ist
angeordnet, um den Fluss des Brennstoffes, der entlang der Plattenbereiche
zugeführt
wird, in eine radiale innere Richtung zur Einspritzöffnung umzuleiten.
-
- 1,
1B, 1Ba, 1Bb, 100
- Brennstoffeinspritzdüse bzw.
-injektor
- 2
- Gehäuse
- 3
- Rohrelement
- 3A
- großer Durchmesserbereich
- 3b
- kleiner
Durchmesserbereich
- 4
- Brennstoffdurchlass
- 5
- Rohrkern
- 6,
6B, 6C
- Ventilelement
- 7,
7B, 7C, 7D
- Ventilbereich
- 7a
- stromaufwärts vergrößerter Bereich
- 7b,
7Bb
- enger
bzw. schmaler Zwischenbereich
- 7c
- stromabwärts vergrößerter Bereich
- 7D
- äußerer Bereich
- 7e
- innerer
Hohlraum bzw. Aushöhlung
- 7f
- Durchgangsloch
- 7g
- Sackloch
bzw. Grundloch
- 7h
- Brennstoffdurchlass
- 7j
- kugelförmige Vertiefung
- 7k
- ringförmig anstoßender bzw.
anliegender Vorsprung
- 7p,
7Bp
- Plattenbereich
- 7m
- ringförmiges Grundloch
- 7Bn
- zylindrischer
mittiger Bereich
- 7Dq
- kugelförmiger Körper oder Kugel
- 8
- äußerer Rohrbereich
- 8d
- innerer
Bereich
- 9,
9A, 9C
- Düsenelement
- 9a,
9Aa
- scheibenförmiger Endbereich
- 9b
- zylindrischer
bzw. rohrförmiger
Bereich
- 9c
- Rippe
bzw. Lamelle
- 9d
- gewölbter Bereich
- 9e
- Einspritzöffnung
- 9f
- Ventilsitz
- 10
- Brennstoffkammer
- 11
- Kunststoffabdeckung
- 12
- Schraubenfeder
- 13
- Bügel
- 14
- Verbindungskern
- 15
- magnetische
Spule
- 15a
- rohrförmiger Spulenkörper
- 15b
- Draht
- 16
- Kunststoffabdeckung
- 17
- Anschlussstück bzw. Steckverbinder
- 18
- O-Ring
- 19
- rohrförmige Einstellvorrichtung
- 20
- Stift
- 21
- Filter
- 21a
- rohrförmiger Bereich
- 21b
- Rahmenbereich
- 21c
- Netzelement
- 22
- Stromleiter
bzw. Konduktor
- 23
- O-Ring
- 24
- Antriebsbereich
- 30C
- Führungsbereich
bzw. Leitbereich
- 41C,
41Ca
- Ventilelement