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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Injektor und wird geeignet
an einem Injektor angewendet, der z. B. Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine
einspritzt.
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Es
gibt einen bekannten Injektor, der Kraftstoff mit Unterbrechungen
in eine Brennkraftmaschine einspritzt und zuführt. Mit
Bezug auf einen derartigen Injektor gibt es eine Technologie, um
einen Fluidverlust des Kraftstoffs zu unterdrücken, der
in einen Einlass eines Einspritzlochs strömt, um die Atomisierung
des eingespritzten Kraftstoffs zu verbessern, wie z. B. in Patentschrift
1 (
JP-A-2004-92625 )
oder Patentschrift 2 (
JP-A-H10-331747 )
beschrieben ist.
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In
einem in der Patentschrift 1 beschriebenen Injektor wird eine runde
Abfasung an einem Eckabschnitt an einer Einlassseite eines Einspritzlochs
angewendet, das zwischen einer Innen- und einer Außenseite
durch den Injektor durchdringt. In einem Verfahren zum Herstellen
des Injektors wird die runde Abfasung mit einer vorbestimmten runden
Abmessung ausgebildet, um eine Strömungsrate des Kraftstoffs
(d. h., eine Fluidströmungsrate) des Einspritzlochs einzustellen.
In einem in der Patentschrift 2 beschriebenen Injektor ist ein Kraftstoffdurchtritt von
einem Einlass zu einem Auslass des Einspritzlochs entlang einer
Strömungsrichtung des Kraftstoffs, der in den Einlass des
Einspritzlochs strömt, gekrümmt oder gebogen.
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Jeder
der oben beschriebenen Injektoren spritzt den Kraftstoff mit Unterbrechungen
ein. Insbesondere in dem Fall des Injektors, der den Kraftstoff direkt
in eine Brennkammer einspritzt und zuführt, ist ein Inneres
des Einspritzlochs einer Flamme und einem Verbrennungsgas ausgesetzt,
das einen unverbrannten Kraftstoff enthält. Deswegen besteht
eine Möglichkeit, dass eine Ablagerung entsteht und sich an
dem Inneren des Einspritzlochs anhaftet. Entsprechend ist es wichtig,
die Entstehung und das Anhaften der Ablagerung zu verhindern.
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Die
in der Patentschrift 1 oder der Patentschrift 2 beschriebene bekannte
Technologie ermöglicht ein gleichmäßiges
Strömen des Kraftstoffs, der in den Einlass des Einspritzlochs
strömt, von dem Einlass des Einspritzlochs zu dem Auslass
des Einspritzlochs in dem Kraftstoffdurchtritt. Es wurde jedoch
herausgefunden, dass sogar in dem Injektor, der mit einer derartigen
Technologie ausgestattet ist, die Produktion und das Anhaften der
Ablagerung auftreten kann, wie folgt. Es wurde nämlich
herausgefunden, dass die Ablagerung sich nicht an der gesamten inneren
Wand des Einspritzlochs anhaftet, sondern dass sie dazu tendiert,
sich an einem mittleren Abschnitt mit Ausnahme einer Seite des Einlasses
und einer Seite des Auslasses des Einspritzlochs anzuhaften und
abzulagern. Der Mittelabschnitt des Einspritzlochs ist ein Bereich,
in dem der Kraftstoff gleichmäßiger als an der
Seite des Einlasses und der Seite des Auslasses des Einspritzlochs
strömt. Falls sich die Ablagerung an dem Mittelabschnitt
des Einspritzlochs anhaftet, gibt es einen Fall, in dem die Kraftstoffeinspritzmenge
sich reduziert oder schwankt, was es schwierig macht, die Anfangseinspritzcharakteristik
des Injektors beizubehalten.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Injektor bereitzustellen,
der in der Lage ist, eine Anhaftung einer Ablagerung an einer Innenseite
eines Einspritzlochs zu unterdrücken und die anhaftende
Ablagerung zu entfernen.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch einen Injektor nach Anspruch 1
oder nach Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen
sind gemäß den abhängigen Ansprüchen
ausgeführt.
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Gemäß einem
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist ein Injektor ein
Gehäuse und ein Einstellteil auf. Innerhalb des Gehäuses
ist Kraftstoff gespeichert und es ist mit einem Einspritzlochhauptabschnitt
ausgebildet, der zwischen einem Inneren und einem Äußeren
des Gehäuses das Gehäuse durchdringt. Das Einstellteil
ist mit einem Einspritzlochnebenabschnitt ausgebildet, der eine
zweite Öffnung aufweist, die sich zumindest teilweise mit
einer ersten Öffnung des Einspritzlochhauptabschnitts entlang
des Gehäuses überlappt, um eine dritte Öffnung in
einer Überlappung zwischen der ersten Öffnung und
der zweiten Öffnung auszubilden. Der Einspritzlochhauptabschnitt,
der Einspritzlochnebenabschnitt und die dritte Öffnung
stellen ein Einspritzloch zum Einspritzen des Kraftstoffs von dem
Injektor bereit.
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Mit
der oben beschriebenen Struktur wird zwischen einer Strömungsrichtung
eines Hauptstroms des Kraftstoffs, der durch den Einspritzlochhauptabschnitt
strömt, der die erste Öffnung aufweist, und einer
Strömungsrichtung des Hauptstroms des Kraftstoffs, der
durch den Einspritzlochnebenabschnitt strömt, der die zweite Öffnung
aufweist, eine Strömungsrichtung des Hauptstroms an der
dritten Öffnung verdreht, die in einem Mittelabschnitt
des Einspritzlochs liegt. Der Kraftstoff in dem verdrehten Hauptstrom
strömt nicht entlang einer Innenwand des Einspritzlochs
von der dritten Öffnung stromabwärts, sondern
strömt zu der Innenwand. Somit kann ein Kraftstoffstrom
ausgebildet werden, um das Abschälen einer Ablagerung zu
verbessern, die dazu tendiert, sich an dem Mittelabschnitt des Einspritzlochs
anzuhaften.
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Da
darüber hinaus der Kraftstoffstrom des Hauptstroms ein
sich verengender Strom ist, da die dritte Öffnung eine Öffnungsfläche
aufweist, die kleiner ist als die der ersten Öffnung bzw.
der zweiten Öffnung, tritt zwischen dem Hauptstrom und
der Innenwand eine Strömung des Kraftstoffstroms wie z. B.
eine Turbulenz auf. Infolge kann die Fluidkraft des Kraftstoffstroms
die Anhaftungskraft der Ablagerung übersteigen. Als Ergebnis
kann das Anhaften der Ablagerung an dem Inneren des Einspritzlochs
beschränkt werden, und die Ablagerung kann sogar ebenfalls
entfernt werden, falls die Ablagerung sich daran anhaftet.
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Gemäß einem
anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist ein Injektor
ein Gehäuse und zumindest ein Einstellteil auf. In dem
Gehäuse ist Kraftstoff gespeichert und es ist mit einem
Einspritzloch ausgebildet, das zwischen einem Inneren und Äußerem
des Gehäuses durch das Gehäuse durchdringt, um
Kraftstoff einzuspritzen. Das zumindest eine Einstellteil ist stromaufwärts
von dem Einspritzloch mit Bezug auf eine Strömungsrichtung
des Kraftstoffs in dem Gehäuse angeordnet, um einen Öffnungsgrad
einer Öffnung des Einspritzlochs einzustellen.
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Mit
einer derartigen Konstruktion kann das Einstellteil in einem Fall,
in dem das Einstellteil nicht eine Öffnung als Teil des
Einspritzlochs aufweist, den Öffnungsgrad der Öffnung
des Einspritzlochs einstellen, d. h., eine Öffnungsfläche
des Einlass des Einspritzlochsabschnitts. Somit kann die Einspritzloch-Strömungsrate
des Einspritzlochs eingestellt werden, während der Einlassabschnitt
des Einspritzlochs eine Einlassform des Einspritzlochs aufweist, die
einen Eckabschnitt beibehält, ohne rund abgefast zu werden.
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Merkmale
und Vorteile der Ausführungsformen wie auch Betriebsverfahren
und die Funktion der betreffenden Teile werden aus einer Studie
der folgenden ausführlichen Beschreibung, der anhängenden
Ansprüche und der Zeichnungen erkannt werden, die alle
einen Teil dieser Anmeldung bilden. In den Zeichnungen zeigt:
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1 eine
Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Abschnitt einer Kraftstoffeinspritzdüse gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine
Querschnittsansicht, die einen Injektor gemäß der
ersten Ausführungsform zeigt;
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3(a) eine Ansicht, die ein Einstellteil
und die Umgebung eines Einspritzlochs der 1 entlang
einer Linie IIIA-IIIA zeigt;
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3(b) eine vergrößerte
Ansicht einer Fläche IIIB in 3(a);
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3(c) eine perspektivische Ansicht des Einstellteils
und der Umgebungen der Einspritzung der 3(b),
die in einer Richtung IIIC betrachtet werden;
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4 ein
charakteristisches Diagram, das eine Einspritzloch-Strömungsrate
des Einspritzlochs zeigt, das durch das Einstellteil gemäß der
ersten Ausführungsform eingestellt ist;
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5 eine
erläuternde Ansicht, die ein Herstellungsverfahren des
Injektors gemäß der ersten Ausführungsform
zeigt;
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6(a) eine erläuternde Ansicht,
die eine Kraftstoffströmung in dem Einspritzloch gemäß der ersten
Ausführungsform zeigt;
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6(b) eine erläuternde Ansicht,
die eine Kraftstoffströmung in einem Einspritzloch eines
Vergleichsbeispiels zeigt;
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7(a) eine vergrößerte
schematische Ansicht, die eine Innenwandfläche des Einspritzlochs gemäß der
ersten Ausführungsform zeigt;
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7(b) ein Diagramm, das ein Ausgleichsverhältnis
von Kräften gemäß der ersten Ausführungsform
erläutert;
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7(c) eine schematische Ansicht, die ein Abschälen
einer Ablagerung gemäß der ersten Ausführungsform
zeigt;
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8 eine
Querschnittsansicht, die ein Einstellteil und die Umgebung eines
Einspritzlochs gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ein
charakteristisches Diagramm, das eine Einspritzloch-Strömungsrate
des Einspritzlochs zeigt, das durch das Einstellteil gemäß der
zweiten Ausführungsform eingestellt ist;
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10(a) eine Querschnittsansicht, die ein Einstellteil
und die Umgebungen eines Einspritzlochs an einem Spitzenabschnitt
eines Injektors gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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10(b) eine Draufsicht des Einstellteils und
der Umgebungen des Einspritzlochs der 10(a),
die von unten betrachtet werden;
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11(a) eine Draufsicht, die ein abgeschrägtes
Einspritzloch zeigt; das durch das Einstellteil gemäß der
dritten Ausführungsform eingestellt ist;
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11(b) eine Draufsicht, die ein zylindrisches
Einspritzloch zeigt, das durch das Einstellteil gemäß der
dritten Ausführungsform eingestellt ist;
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12 eine
Querschnittsansicht, die ein Einstellteil und die Umgebung eines
Einspritzlochs gemäß einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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13 eine
Draufsicht, die das Einstellteil gemäß der vierten
Ausführungsform zeigt;
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14(a) eine Ansicht, die das Einstellteil und
das Einspritzloch gemäß der vierten Ausführungsform
zeigt;
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14(b) ein charakteristische Diagramm, das
eine Einspritzloch-Strömungsrate des Einspritzlochs zeigt,
das durch das Einstellteil gemäß der vierten Ausführungsform
eingestellt ist; und
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15 ein
Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einem Einstellteil
und einem Einspritzloch einer geänderten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Nun
wird ein Injektor gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Wie
aus 2 ersichtlich ist, wird ein Injektor 1 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform z. B. für eine Druckspeicherkraftstoffeinspritzvorrichtung
einer Dieselmaschine (im Folgenden als Maschine bezeichnet) verwendet.
Der Injektor 1 spritzt Hochdruckkraftstoff, der von einem
Druckspeicher (nicht gezeigt) zugeführt wird, in eine Brennkammer
der Maschine ein. Wie aus 2 ersichtlich
ist, hat der Injektor 1 eine Kraftstoffeinspritzdüse 2 (im
Folgenden einfach als Einspritzdüse bezeichnet), einen
unteren Körper 3, eine Kolben 4, eine Öffnungsplatte 5 und
ein elektromagnetisches Ventil 6.
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Die
Einspritzdüse 2 weist einen Düsenkörper 21,
ein Einstellteil und eine Nadel 25 auf, wie aus 1 und 2 ersichtlich
ist. Der Düsenkörper 21 ist mit einer
Düsenbohrung 22 ausgebildet, die sich von einer
oberen Endfläche in die Nähe einer unteren Endfläche
des Düsenkörpers 21 erstreckt, und ein Teil
eines Einspritzlochs 40 ist in einem unteren Endabschnitt 23 (Bodenabschnitt)
des Düsenkörpers 21 ausgebildet. Das
Einstellteil ist mit dem anderen Teil des Einspritzlochs 40 ausgebildet.
Die Nadel 25 ist gleitbar innerhalb der Düsenbohrung 22 gelagert.
Die Nadel 25 ist durch eine Spiralfeder 26, die
um einen oberen Abschnitt der Nadel 25 herum geordnet ist, nach
unten (d. h. in eine Ventilschließrichtung) vorgespannt.
Die Einspritzdüse 2 ist an einem unteren Abschnitt
des unteren Körpers 3 durch eine Rückhaltemutter 7 befestigt.
Ein Detail der Einspritzdüse 2 wird später
beschrieben werden.
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Der
untere Körper 3 ist mit einer Zylinderbohrung 31,
in die der Kolben 4 eingefügt wird, einem Hochdruckdurchtritt 32 zum
Einbringen von Hochdruckkraftstoff, der von dem Sammler zu der Einspritzdüse 2 zugeführt
wird, einem Hochdrucktritt 33 zum Einbringen des Hochdruckkraftstoffs
zu der Öffnungsplatte 5, einem Niederdruckdurchtritt 34 zum Abgeben
von Kraftstoff, der innerhalb des elektromagnetischen Ventils 6 ausfließt,
zu einer Niederdruckseite, einem Niederdruckdurchtritt 35 zum
Einbringen von Kraftstoff, der innerhalb des unteren Abschnitts der
Zylinderbohrung 31 ausfließt, zu einer Niederdruckseite
des elektromagnetischen Ventils 6 und Ähnlichem
ausgebildet.
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Der
Kolben 4 ist gleitbar in die Zylinderbohrung 31 eingefügt,
die im Wesentlichen in der Mitte des unteren Körpers 3 ausgebildet
ist, und ein unteres Ende des Kolbens 4 ist mit der Nadel 25 verbunden.
Ein oberer Abschnitt des Kolbens 4 ist in der Zylinderbohrung 31 mit
einem kleinen Gleitspalt zwischen diesen Teilen eingefügt.
Der Kolben 4 ist auf eine derartige Weise bereitgestellt,
dass er ein Ausfließen des in einer Drucksteuerkammer 36 gesammelten
Kraftstoffs durch den Gleitspalt zwischen dem Kolben 4 und
der Zylinderbohrung 31 zu der Niederdruckseite unterhalb
der Zylinderbohrung 31 hin beschränkt.
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Die Öffnungsplatte 5 ist
an einer Endfläche des unteren Körpers 3 angeordnet,
in die sich ein oberes Ende der Zylinderbohrung 31 öffnet.
Die Drucksteuerkammer 36 ist durch einen Raum definiert,
der durch eine obere Endfläche des Kolbens 4, eine
untere Fläche der Öffnungsplatte 5 und
die Zylinderbohrung 31 umgeben ist. Der Hochdruckkraftstoff
wird durch eine Einlassöffnung 51 eines Einströmdurchtritts,
die in der Öffnungsplatt 5 ausgebildet ist, zu
der Drucksteuerkammer 36 zugeführt. Die Drucksteuerkammer 36 ist
mit der Niederdruckseite durch eine Auslassöffnung 52 eines
Abgabedurchtritts in Verbindung, der in der Öffnungsplatte 5 ausgebildet
ist.
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Das
elektromagnetische Ventil 6 öffnet/schließt
die Auslassöffnung 52. In das elektromagnetische
Ventil 6 ist ein bewegliches Ventil 64, einen Ventilkörper 61,
eine Feder 65, ein Solenoid 66 und Ähnliches
eingebaut. Ein Kugelventil 63 ist an einem unteren Ende
des beweglichen Ventils 64 bereitgestellt. Der Ventilkörper 61 hält
das bewegliche Ventil 64 derart, dass das bewegliche Ventil 64 in
eine vertikale Richtung gleiten kann, und hält die Öffnungsplatte 5 auf
dem oberen Abschnitt des unteren Körpers 3. Die
Feder 65 spannt das bewegliche Ventil 64 nach
unten vor (d. h., in die Ventilschließrichtung). Das Solenoid 66 treibt
das bewegliche Ventil 64 nach oben (d. h. in eine Ventilöffnungsrichtung).
Das elektromagnetische Ventil 6 ist an dem oberen Abschnitt des
unteren Körpers 3 angebracht und ist an dem oberen
Abschnitt des unteren Körpers 3 durch einen oberen
Körper 62 gefügt und befestigt.
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Das
Solenoid 66 weist eine Spule 67 zum Erzeugen einer
elektromotorischen Kraft auf, wenn sie mit Energie beaufschlagt
wird, einen Statorkern 68, zum Anziehen des beweglichen
Ventils 64 mit der durch die Spule 67 erzeugten
elektromotorischen Kraft, und einen Anschlag 69 zum Einstellen
einer oberen Hubgrenze des beweglichen Ventils 64 durch das
Berühren des beweglichen Ventils 64, wenn das bewegliche
Ventil 64 angezogen wird. Ein Stator ist aus dem Statorkern 68 und
dem Anschlag 69 konstruiert. Der Statorkern 68 und
der Anschlag 69 können in einem Körper
bereitgestellt sein. Das bewegliche Ventil 64 ist durch
das Vereinigen eines Scheibenabschnitts, der magnetisch durch den
Statorkern 68 angezogen wird, und eines Schafts ausgebildet, der
durch den Ventilkörper 61 derart gelagert ist, dass
der Schaft in einer axialen Richtung gleiten kann.
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Der
Hochdruckkraftstoff, der von dem Speicher dem Injektor 1 zugeführt
wird, wird in die Düsenbohrung 22 der Einspritzdüse 2 und
die Drucksteuerkammer 36 eingebracht. Wenn die Spule 67 nicht
mit Energie beaufschlagt ist, wird das bewegliche Ventil 64 durch
die Vorspannkraft der Feder 65 nach unten geschoben und
das Kugelventil 63 sitzt auf der oberen Fläche
der Öffnungsplatte 5 auf, um die Auslassöffnung 52 zu
blockieren. Somit wird der Druck in der Drucksteuerkammer 36 als
Hochdruck beibehalten. Der Hochdruck in der Drucksteuerkammer 36 wirkt durch
den Kolben 4 (als Kraft nach unten) auf die Nadel 25,
um die Nadel 25 mit der Spiralfeder 26 stark nach
unten (d. h. in die Richtung geschlossen Ventils) zu drängen.
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Der
der Düsenbohrung 22 der Einspritzdüse 2 zugeführte
Hochdruckkraftstoff wirkt (als Kraft nach oben) auf eine Druckaufnahmefläche
der Nadel 25, um die Nadel 25 nach oben (d. h.
in die Ventilöffnungsrichtung) zu drängen. Da
jedoch die Kraft nach unten zum Hinterschieben der Nadel 25 die
Kraft nach oben übersteigt, wenn das Kugelventil 63 die Auslassöffnung 52 blockiert,
hebt die Nadel 25 sich nicht, sondern schließt
das Einspritzloch 40. Infolge wird der Kraftstoff nicht
eingespritzt.
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Wenn
die Spule 67 mit Energie beaufschlagt ist, bewegt sich
das bewegliche Ventil 64 gegen die Vorspannkraft der Feder 65 nach
oben und das Kugelventil 63 hebt sich von der oberen Fläche
der Öffnungsplatte 5 nach oben. Somit wird die
Auslassöffnung 52 geöffnet und ist mit
dem Niederdruckdurchtritt 34 in Verbindung. Als Ergebnis
wird der Kraftstoff in der Drucksteuerkammer 36 von dem
Niederdruckdurchtritt 34 durch die Auslassöffnung 52 abgegeben,
und dabei der Druck in der Drucksteuerkammer 36 gesenkt.
Wenn der Druck in der Drucksteuerkammer sich auf einen vorbestimmten
Ventilöffnungsdruck reduziert, übersteigt die
Kraft nach oben zum Schieben der Nadel 25 nach oben die
Kraft nach unten. Entsprechend hebt sich die Nadel 25,
um das Einspritzloch 40 zu öffnen, und dabei die
Kraftstoffeinspritzung zu beginnen.
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Wenn
die Spule 67 wieder nicht mit Energie beaufschlagt ist,
wird das bewegliche Ventil 64 durch die Vorspannkraft 65 nach
unten geschoben, und das Kugelventil 63 wird auf die obere
Fläche der Öffnungsplatte 5 aufgesetzt,
um die Auslassöffnung 52 zu blockieren. Wenn das
Kugelventil 63 die Auslassöffnung 52 schließt,
steigt der Kraftstoffdruck in der Drucksteuerkammer 36 wieder
an. Wenn der Druck in der Drucksteuerkammer 36 auf einen
vorbestimmten Ventilschließdruck steigt, übersteigt
die Kraft nach unten zum Schieben der Nadel 25 nach unten die
Kraft nach oben. Entsprechend wird die Nadel 25 nach unten
geschoben, um das Einspritzloch 40 zu schließen,
und dabei die Kraftstoffeinspritzung zu beenden.
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Als
nächstes wird ein Detail der Einspritzdüse 2 mit
Bezug auf die 1, 3 und 4 erläutert.
Eine konische Fläche 71 ist an einem inneren Umfang
eines Endabschnitts der Düsenbohrung 22 der Seite
des unteren Endabschnitts 23 ausgebildet. Ein Innendurchmesser
der konischen Fläche 71 reduziert sich zu dem
unteren Endabschnitt 23 hin. Eine zylindrische Sackkammer 72 (Sackloch)
ist im Wesentlichen in der Mitte der konischen Fläche 71 durch
einen Raum ausgebildet, der durch eine untere Endfläche 25a der
Nadel 25 und die Düsenbohrung 22 umgeben
ist, wenn die Nadel 25 auf der konischen Fläche 71 sitzt.
Ein Sitzabschnitt 73 ist in der konischen Fläche 71 ausgebildet
und dient als Ventilsitz. Die untere Endfläche 25a der
Nadel 25 sitzt auf dem Sitzabschnitt 73 auf und
ist von diesem getrennt.
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Eine
Vielzahl von Einspritzlöchern 40 ist stromabwärts
von dem Sitzabschnitt 73 ausgebildet. Jedes Einspritzloch 40 weist
eine Einlassöffnung in die Sackkammer 72 auf.
Das Einspritzloch 40 dringt zwischen einer Innenseite und
einer Außenseite durch den unteren Endabschnitt 23 des
Düsenkörpers 21 durch und definiert dessen
Auslassöffnung in einer Außenwand des unteren
Endabschnitts 23 (im Folgenden als Sackabschnitt bezeichnet)
des Düsenkörpers 21.
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Das
Einspritzloch 40 hat einen Einspritzlochhauptabschnitt 41,
der in dem Sackabschnitt 23 des Düsenkörpers 21 ausgebildet
ist, und einen Einspritzlochnebenabschnitt 42, der in dem
Einstellteil 80 (später genau beschrieben) in
einer derartigen Weise ausgebildet ist, dass er das Einstellteil 80 zwischen
einer Innenseite und einer Außenseite durchdringt. In der
vorliegenden Ausführungsform ist der Einspritzlochhauptabschnitt 41 in
Form eines geraden und zylindrischen Lochs ausgebildet, und der Einspritzlochnebenabschnitt 42 ist
ebenfalls in Form eines geraden und zylindrischen Lochs ausgebildet.
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Wie
aus 1 und 3 ersichtlich ist, ist ein überlappender
Abschnitt 43 notwendigerweise zwischen einer inneren Seite
(d. h. einer Einlassseite) einer Öffnung A1 (im Folgenden
als eine erste Öffnung bezeichnet) des Einspritzlochhauptabschnitts 41 und
einer äußeren Seite (d. h. eine Auslassseite) einer Öffnung
A2 (im Folgenden als zweite Öffnung) des Einspritzlochnebenabschnitts 42 ausgebildet. Eine Öffnung
A3 (im Folgenden als dritte Öffnung bezeichnet) des Überlappabschnitts 43 an
einem Mittelabschnitt des Einspritzlochs 40 weist nämlich
eine Öffnungsfläche auf, die kleiner ist als eine Öffnungsfläche
in einer der beiden Öffnungen nämlich von der ersten Öffnung
A1 und der zweiten Öffnung A2.
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Ein Überlappungsgrad
(d. h. ein Abweichwinkel θd) der dritten Öffnung
A3 des überlappenden Abschnitts 43 wird eingestellt,
wie aus 4 ersichtlich ist. Somit wird
die dritte Öffnung A3 auf einen Öffnungsgrad entsprechend
einer Soll-Strömungsrate Qt (d. h. einer Einspritzloch-Strömungsrate
Qh, die für einen Injektor als Produkt eingestellt ist)
eingestellt. In 4 stellt ein Punkt "a" einen
Zustand dar, in dem die erste Öffnung A1 und die zweite Öffnung A2
vollständig miteinander überlappen, und ein Punkt
"b" stellt einen Zustand dar, in dem die erste Öffnung
A1 und die zweite Öffnung A2 voneinander um ein Einspritzloch
abweichen.
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Das
Einstellteil 80 ist ein zylindrisches Teil, das ausgebildet
ist, um in der Lage zu sein, mit einer Innenwand 23a der
Blindkammer 72 zu überlappen. Das Einstellteil 80 und
der Düsenkörper 21 sind aus Materialien
ausgebildet, die unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten
aufweisen. Das Verhältnis der thermischen Ausdehnungskoeffizienten ist
derart, dass das Einstellteil 80 und der Düsenkörper 21 auf
eine Weise eingepasst werden können, die das Überlappen
zwischen diesen innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs
ermöglicht, und derart, dass das Einstellteil 80 und
der Düsenkörper 21 außerhalb
des vorbestimmten Temperaturbereichs aneinander befestigt sind.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein kaltes Einpassen derart angewendet,
dass das Einpassen in einem kalten Zustand ermöglicht wird,
der kühler ist als ein tatsächlicher Verwendungstemperaturbereich
des Injektors.
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Jeder
der Einlassabschnitte des Einspritzlochhauptabschnitts 41 und
des Einspritzlochnebenabschnitts 42 ist in der Form eines
Einlass des Einspritzlochses ausgebildet, in dem ein Eckabschnitt ohne
eine runde Abfasung beibehalten wird. Der Eckabschnitt weist nämlich
keine runde Abfasung auf. Alternativ kann der Eckabschnitt lediglich
eine kleine runde Abfasung zu einem Ausmaß aufweisen, dass
keine Grate erzeugt werden.
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Das
Einstellteil 80 ist an dem Düsenkörper 21 befestigt,
nachdem die dritte Öffnung A3 in dem Herstellungsvorgang
auf einen vorbestimmten Öffnungsgrad eingestellt wurde.
Ein Verfahren zum Herstellen der Einspritzdüse wird später
beschrieben werden.
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Die
untere Endfläche 25a der Nadel 25 ist
in einer im Wesentlichen konischen Form ausgebildet. Die untere
Endfläche 25a ist derart geformt, dass ein Freiraum
zwischen der konischen Fläche 71 und einem Abschnitt
der unteren Endfläche 25a mit Ausnahme eines Abschnitts
in Berührung mit dem Sitzabschnitt 73 ausgebildet
ist, wenn die untere Endfläche 25a auf dem Sitzabschnitt 73 sitzt.
Außerdem ist ein Freiraum zwischen der unteren Endfläche 25a der
Nadel 25 und dem Einstellteil 80 ausgebildet.
Somit stößt die Nadel 25 nicht mit dem
Einstellteil 80 zusammen.
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Als
nächstes wird ein Herstellungsverfahren des Injektors 1 und
insbesondere ein Herstellungsverfahren der Einspritzdüse 2 mit
Bezug auf die 5 erläutert. Da ein
kaltes Einpassen in der vorliegenden Ausführungsform aufgenommen
wird, werden der Düsenkörper 21 und das
Einstellteil 80 in einem Zusammenbauvorgang des Einstellteils 80 in
einen kalten Zustand abgekühlt, wie es auf 5(a) ersichtlich
ist. Somit wird das Einstellteil 80 in den Düsenkörper 21 eingefügt,
um ein Überlappen zwischen diesen zu ermöglichen.
In einem Positionseinstellprozess des Einstellteils 80,
der aus 5(b) ersichtlich ist, wird
das Einstellteil 80 entlang der Innenwand 23a des
Sackabschnitts 23 in einer Umfangsrichtung unter Verwendung
der Nuten 81 gedreht, die an einem oberen Ende des Einstellteils 80 ausgebildet sind.
In einem Strömungsrateneinstellvorgang des Einspritzlochs 40,
der aus 5(c) ersichtlich ist, ist eine
Position des Einstellteils 80, in der die dritte Öffnung
A mit einem vorbestimmten Öffnungsgrad zusammenfällt,
als feste Position durch die Positionseinstellung des Einstellteils 80 bestimmt.
Der Kühlvorgang zum Bereitstellen des abgekühlten
Zustands des Düsenkörpers 21 und des
Einstellteils 80 wird in dem Zustand der festen Position
angehalten, und der Düsenkörper 21 und
das Einstellteil 80 werden zu einem Zustand der Umgebungstemperatur
oder darüber zurückgeführt. Folglich
sind der Düsenkörper 21 und das Einstellteil 80 in
einem Zustand befestigt, in dem die dritte Öffnung A3 des überlappenden
Abschnitts 43, der durch das Einstellteil 80 eingestellt wird,
den vorbestimmten Öffnungsgrad (für die Soll-Strömungsrate)
eingestellt ist.
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In
der vorliegenden Ausführungsform weist das Einspritzloch 40 den
Einspritzlochhauptabschnitt 41 auf, der in dem Düsenkörper 21 ausgebildet
ist, und den Einspritzlochnebenabschnitt 42, der in dem Einstellteil 80 ausgebildet
ist. Der Mittelabschnitt des Einspritzlochs 40 weist den überlappenden
Abschnitt 43 auf, der die dritte Öffnung A3 aufweist,
die durch das Überlappen zwischen der ersten Öffnung
A1 des Einspritzlochhauptabschnitts 41 und der zweiten Öffnung
A2 des Einspritzlochnebenabschnitts 42 definiert ist.
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Mit
einer derartigen Anordnung wird, wie aus 6(a) ersichtlich
ist, zwischen einer Strömungsrichtung f1 eines Hauptstroms
des Kraftstoffs, der in den Einspritzlochhauptabschnitt 41 strömt,
und einer Strömungsrichtung f2 des Hauptstrom des Kraftstoffs,
der in einen Einspritzlochnebenabschnitt 42 strömt,
eine Strömungsrichtung f3 des Hauptstroms des Kraftstoffs
an der dritten Öffnung A3 des überlappenden Abschnitts 43 entsprechend
dem Mittelabschnitt des Einspritzlochs 40 verdreht. An
dem Abschnitt stromabwärts der dritten Öffnung
A3 mit Bezug auf die Kraftstoffströmungsrichtung strömt
nämlich der Kraftstoff in dem verdrehten Hauptstrom nicht entlang
der Innenwand des Einspritzlochs, wie durch eine punktierte Linie
in 7(a) dargestellt ist, sondern strömt
zu der Innenwand des Einspritzlochs, wie durch eine durchgehende
Linie in 7(a) dargestellt ist.
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Entsprechend
wird eine Fluidkraft Ff (Ff3), die mit der inneren Wand des Einspritzlochs,
d. h., gegen die Ablagerung, zusammenstößt, größer
gemacht als eine Adhäsionskraft Fd der Ablagerung die an
der inneren Wand des Einspritzlochs anhaftet (siehe 7(b)).
Als Ergebnis wird die Ablagerung, die an der inneren Wand des Einspritzlochs
anhaftet, in kleine Stücke zerstört, wie aus 7(c) ersichtlich ist, und von der inneren
Wand des Einspritzlochs abgeschält. Somit kann der Kraftstoffstrom
zum Verbessern des Abschälens der Ablagerung ausgebildet werden,
die dazu tendiert, sich an dem Mittelabschnitt des Einspritzlochs 40 anzuhaften.
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Da
außerdem der überlappende Abschnitt 43 die Öffnungsfläche
aufweist, die kleiner ist als die Öffnungsfläche
von einer Öffnung, nämlich der ersten Öffnung
A1 und der zweiten Öffnung A2, wird der Strom f3 des Kraftstoffs
in dem Hauptstrom ein sich verengender Strom. Die Fluidkraft des
Kraftstoffstroms übersteigt außerdem aus folgenden Gründen
die Adhäsionskraft der Ablagerung. Wie nämlich
zuvor erläutert wurde, wird in einem Einspritzloch 941,
das eine bekannte Struktur aufweist, wie aus 6(b) ersichtlich
ist, der Kraftstoffstrom bei dem Einlassabschnitt ein sich verengender Strom.
In einem Fall, in dem der Einlass des Einspritzlochs eine Form aufweist,
die einen Eckabschnitt beibehält, in dem keine runde Abfasung
ausgebildet ist, ist der Grad des sich verengenden Stroms bemerkenswert.
Darüber hinaus tritt eine Störung des Kraftstoffstroms
wie z. B. eine Turbulenz zwischen dem sich zusammenziehenden Strom
des Hauptstroms und der inneren Wand des Einspritzlochs auf. Deswegen
kann die Fluidkraft des Kraftstoffstroms die Adhäsionskraft
der Ablagerung ebenfalls mit einer Störungsenergie übersteigen.
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Entsprechend
kann die Anhaftung der Ablagerung an der Innenseite des Einspritzlochs 40 unterdrückt
werden, und die anhaftende Ablagerung kann sogar entfernt werden,
falls die Ablagerung sich an dem Inneren des Einspritzlochs 40 anhaftet.
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Insbesondere
in der vorliegenden Ausführungsform weist jeder der Einlassabschnitte
nämlich der Einspritzlochhauptabschnitt 41 und
der Einspritzlochnebenabschnitt 42 die Einlassform des
Einspritzlochs auf, die den Eckabschnitt beibehält, ohne
eine runde Abfasung aufzuweisen. Deswegen kann die Fluidkraft des
Kraftstoffstroms die Adhäsionskraft der Ablagerung in der
Gesamtheit des Einspritzlochs 40 mit der Einlassseite und
dem Mittelabschnitt übersteigen.
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Es
ist bevorzugt, dass das Einstellteil 80 den Öffnungsgrad
der dritten Öffnung A3 des überlappenden Abschnitts 43 einstellt,
und an dem Düsenkörper 21 befestigt ist.
Infolge kann die Einspritzloch-Strömungsrate des Einspritzlochs 40 durch
das Einstellen des Öffnungsgrads der dritten Öffnung
A3 des überlappenden Abschnitts 43 eingestellt
werden, während der Einlass des Einspritzlochs in der den Eckabschnitt
beibehaltenden Form ausgebildet ist. Darüber hinaus kann
die eingestellte Einspritzloch-Strömungsrate beibehalten
werden, da das Einstellteil 80 an dem Düsenkörper 21 befestigt
ist.
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Als
nächstes wird eine zweite Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 8 beschrieben.
Die zweite Ausführungsform ist ein Beispiel, die Positionseinstellung
des Einstellteils 80 in der axialen Richtung durchzuführen.
Wie aus 8 ersichtlich ist, ist ein Eingriffsabschnitt 82 an
einem äußeren Umfang des Einstellteils 80 bereitgestellt,
in dem der Einspritzlochnebenabschnitt 42 nicht ausgebildet
ist. Der Eingriffsabschnitt 82 beschränkt eine relative
Verschiebung zwischen dem Einstellteil 80 und der inneren
Wand 23a des Sackabschnitts 23 in einer Umfangsrichtung.
Eine axiale Nut 23k ist an der inneren Wand 23a ausgebildet.
Die axiale Nut 23k ist mit dem Eingriffsabschnitt 82 des
Einstellteils 80 derart in Eingriff, dass eine relative
Verschiebung in der axialen Richtung möglich ist.
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In
einer derartigen Konstruktion kann die dritte Öffnung A3
des überlappenden Abschnitts 43 an einer festen
Position des Einstellteils 80, d. h., auf einen vorbestimmten Öffnungsgrad
eingestellt werden, wie aus 9 ersichtlich
ist, indem das Einstellteil 80 und die innere Wand 23a des
Sackabschnitts 23 relativ zueinander in der axialen Richtung
bewegt werden. D in 9 zeigt die Abweichung zwischen
der ersten und der zweiten Öffnung A1, A2 an.
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Als
nächstes wird eine dritte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 10 und 11 beschrieben.
Die dritte Ausführungsform ist ein Beispiel eines Injektors,
der eine Einspritzlochplatte 90 an einem unteren Ende eines Ventilkörpers 121 (Düsenkörper)
aufweist. Wie aus 10 ersichtlich ist, weist ein
Ventilabschnitt 2 (d. h. eine Einspritzdüse) des
Injektors 1 den Körper 121 (d. h. den
Düsenkörper (mit dem Sitzabschnitt 73) und
der Einspritzlochplatte 90 auf. Die Nadel 25 sitzt auf
dem Sitzabschnitt 73 und ist von diesem getrennt. Die Einspritzplatte 90 ist
an einer unteren Endfläche 121a des Ventilkörpers 121 montiert.
Ein Einspritzlochhauptabschnitt 41 ist in einem Mittelabschnitt
der Einspritzlochplatte 90 ausgebildet, und die Einspritzlochplatte 90 ist
an einem äußeren Umfangsabschnitt des Ventilkörpers 121 durch
Schweißen befestigt.
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Ein
Einstellteil 180 überlappt mit einer unteren Endfläche
(d. h. einer äußeren Umfangsfläche) der
Einspritzlochplatte 90 und ist zwischen der Einspritzlochplatte 90 und
einer Buchse 95 eingefügt. Eine Positionseinstellung
des Einstellteils 180 in einer Umfangsrichtung wird entlang
der unteren Endfläche (d. h. der äußeren
Umfangsfläche) der Einspritzlochplatte 90 durchgeführt.
Dann wird das Einstellteil 180 an der Einspritzlochplatte 90 mit
der Buchse 95 befestigt.
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Der
Einspritzlochhauptabschnitt 41 in der Einspritzlochplatte 90 und
der Einspritzlochnebenabschnitt 42 in dem Einstellteil 180 können
in der Form von abgeschrägten zylindrischen Löchern
derart ausgebildet sein, wie aus 11(a) ersichtlich
ist, dass jede Öffnung, nämlich die erste Öffnung
und die zweite Öffnung A1, A2 in Form einer Ellipse ausgebildet ist.
Alternativ können der Einspritzlochhauptabschnitt 41 und
der Einspritzlochnebenabschnitt 42 in der Form von geraden
zylindrischen Löchern derart ausgebildet sein, wie aus 11(b) ersichtlich ist, dass jede der Öffnungen,
nämlich die erste und die zweite Öffnung A1, A2
in Form eines Kreises ausgebildet ist.
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Als
nächstes wird eine vierte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 12 bis 14 beschrieben.
Die vierte Ausführungsform ist ein Beispiel einer Anordnung,
in der Einspritzlöcher 140 nur in dem Düsenkörper 21 ausgebildet
sind, und Einstellteile 280 einen Öffnungsgrad
einer ersten Öffnung A1 des Einspritzlochs 140 einstellen.
Wie aus 12 ersichtlich ist, ist das
Einstellteil 280 ein relativ dünnes zylindrisches
Teil und weist einen Eingriffsabschnitt 282 an seinem äußeren
Umfang auf. Der Eingriffsabschnitt 282 ist in die axiale
Nut 23k des Sackabschnitts 23 eingepasst. Das
Einstellteil 280 stellt einen Öffnungsgrad der
ersten Öffnung A1 des Einspritzlochs 140 ein,
das in dem Sackabschnitt 23 ausgebildet ist, wie aus 14 ersichtlich
ist. Wie aus 14(a) ersichtlich ist,
ist eine Vielzahl von Einstellteilen 280 in einer axialen
Richtung gestapelt, um den Öffnungsgrad der ersten Öffnung
A1 des Einspritzlochs 140 einzustellen, d. h., eine Einspritzloch-Strömungsrate
Qh des Einspritzlochs 140, das aus 14(b) ersichtlich
ist. In 14(b) stellt ein Punkt "a"
einen Zustand dar, in dem die Anzahl der gestapelten Einstellteile 280 Null ist
und ein Punkt "b" stellt einen Zustand dar, in dem das Einspritzloch 140 vollständig
durch die gestapelten Einstellteile 280 blockiert ist.
B in 14(b) stellt einen Grad der Blockierung
der ersten Öffnung A1 in Form der gesamten Dicke des (der)
verwendeten Einstellteils(e) 280 dar.
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Die
Einstellung des Öffnungsgrads der ersten Öffnung
A1 wird durch zumindest einen Parameter aus der Dicke des Einstellteils 280 und
der Anzahl der Einstellteil(e) 280 entschieden.
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In
den oben beschriebenen Ausführungsformen ist jedes Einspritzloch,
nämlich der Einspritzlochhauptabschnitt 41 und
der Einspritzlochnebenabschnitt 42, die das Einspritzloch
bestimmen, als gerades zylindrisches Loch erläutert. Die
vorliegende Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt.
Alternativ kann ein Einspritzlochnebenabschnitt 342 in
Form eines abgeschrägten zylindrischen Lochs ausgebildet sein,
wie aus 15 aus dem Einspritzlochhauptabschnitt
und dem Einspritzlochnebenabschnitt ersichtlich ist. In diesem Fall
kann eine Variation der Einspritzloch-Strömungsrate zwischen
den Einspritzlöchern unterdrückt werden.
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In
den oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Beschreibung
unter der Annahme gemacht, dass die erste Öffnung A1 des
Einspritzlochhauptabschnitts 41 und die zweite Öffnung
A2 des Einspritzlochnebenabschnitts 42 die gleiche Öffnungsfläche
aufweisen. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf begrenzt.
Alternativ kann eine Fläche der zweiten Öffnung
A2 des Einspritzlochnebenabschnitts 42 der Seite des Einstellteils 80 größer
eingestellt sein als die Fläche der ersten Öffnung
A1 des Einspritzlochhauptabschnitts 41.
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In
den oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Beschreibung
mit der Anordnung gemacht, dass die dritte Öffnung A3 des überlappenden Abschnitts 43 durch
das relative Bewegen des Einstellteils 80 und der inneren
Wand 23a des Sackabschnitts 23 zueinander in der
Umfangsrichtung oder in der axialen Richtung eingestellt wird. Die
Erfindung ist aber nicht darauf begrenzt. Alternativ kann die dritte Öffnung
A3 des überlappenden Abschnitts 43 durch das relative
Bewegen des Einstellteils 80 und der inneren Wand 23a des
Sackabschnitts 23 zueinander in die Umfangsrichtung und
in die axiale Richtung eingestellt werden.
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In
der obigen Ausführungsform werden das Einstellteil und
der Düsenkörper durch das Kalt-Einpassen in dem
Herstellungsvorgang des Injektors zusammengepasst. Alternativ kann
das Einstellteil und der Düsenkörper durch ein
Heiß-Einpassen miteinander gepasst werden, das Aufwärmen
des Einstellteils und des Düsenkörpers über
die tatsächliche Verwendungstemperatur des Injektors und
Zusammenpassen von diesen in dem Herstellungsvorgang des Injektors
durchgeführt wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen
begrenzt, sondern kann auf viele andere Arten durchgeführt
werden, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen, der lediglich
durch die anhängenden Ansprüche definiert ist.
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Ein
Injektor 1 weist ein Gehäuse 21 und ein Einstellteil 80 auf.
In dem Gehäuse 21 ist Kraftstoff gespeichert und
es ist mit einem Einspritzlochhauptabschnitt 41 ausgebildet,
der zwischen einer Innenseite und einer Außenseite durch
das Gehäuse 21 durchdringt. Das Einstellteil 80 ist
mit einem Einspritzlochnebenabschnitt 42 ausgebildet, der
eine zweite Öffnung aufweist, die zumindest teilweise mit einer
ersten Öffnung des Einspritzlochhauptabschnitts 41 entlang
des Gehäuses 21 überlappt. Somit ist
eine dritte Öffnung A3 an der Überlappung zwischen
der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung ausgebildet.
Der Einspritzlochhauptabschnitt 41, der Einspritzlochnebenabschnitt 42 und
die dritte Öffnung A3 stellen ein Einspritzloch 40 zum
Einspritzen des Kraftstoffs von dem Injektor 1 bereit.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2004-92625
A [0002]
- - JP 10331747 A [0002]