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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Injektor und ist zum
Beispiel insbesondere bei einem Injektor geeignet anwendbar, der
einen Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine einspritzt.
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Es
ist ein Injektor bekannt, der einen Kraftstoff direkt in einen Zylinder
einer Brennkraftmaschine einspritzt, wie zum Beispiel in dem Patentdokument
1 (
JP-A-2000-38974 )
beschrieben ist. Diese Bauart des Injektors ist erforderlich, um
den Kraftstoff, der aus einem Einspritzloch eingespritzt wird, direkt
unterhalb des Einspritzlochs in eine Brennkammer des Zylinders zu
verteilen (zerstäuben). In der in dem Patentdokument 1
beschriebenen Technik sind zumindest vier Einspritzlöcher
auf einem einzigen virtuellen Ring angeordnet und wird ein Kraftstoffnebel, der
aus den mehreren Einspritzlöchern eingespritzt wird, in
einer Hohlkegelform als Ganzes ausgebildet. Bei der Technik ist
die Achse jedes Einspritzlochs derart geneigt, dass sich ein Abstand zwischen
der Achse des Einspritzlochs und einer Mittelachse einer Einspritzlochplatte
in ihrer Dickenrichtung in einer Richtung von einer Einspritzlocheinlassseite
in Richtung einer Einspritzlochauslassseite vergrößert.
Da das Einspritzloch einen Kreisquerschnitt hat und das Einspritzloch
mit Bezug auf die Einspritzlochplattenachse geneigt ist, wie vorstehend
beschrieben ist, ist die Form einer Öffnung des Einspritzlochauslasses
in der Form einer Ellipse ausgebildet.
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Das
Einspritzloch, das in der Einspritzlochplatte des Injektors mit
der in dem Patentdokument 1 beschriebenen Gestalt ausgebildet ist,
ist in einer Umgebung angeordnet, in der das Einspritzloch einem
heißen Gas in der Brennkammer ausgesetzt ist. Daher ist,
wenn sich der Kraftstoff, der an dem Einspritzloch nach der Kraftstoffeinspritzung
verbleibt, ohne dass dieser weggeblasen wird, in eine Ablagerung
(Verbund einer Kohlenstofffamilie) verändert und sich dort
ansammelt, es möglich, dass die Ablagerung das Einspritzloch
verstopft. Selbst wenn das Einspritzloch nicht verstopft ist, ist,
da das Einspritzloch als ein kleines Loch mit einem Durchmesser
von ungefähr 200 Mikrometer ausgebildet ist, um den Kraftstoff
zu zerstäuben, es möglich, dass eine Kraftstoffeinspritzmenge
als eine Kraftstoffeinspritzcharakteristik abnimmt oder schwankt,
wodurch der Kraftstoffnebelzustand nachteilig beeinflusst wird, wenn
sich die Ablagerung auf ein Ausmaß erhöht, bei dem
die Ablagerung in das Innere des Einspritzlochs eintritt.
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Die
Erfinder haben die Ausbildung der Ablagerungen an der vorstehend
beschriebenen Einspritzlochplatte genau beobachtet und fanden die nachstehenden
Tatsachen als das Ergebnis dieser Beobachtung heraus. Nämlich
dass sich die Ablagerung nicht gleichmäßig über
den gesamten Umfangsabschnitt der Einspritzlochauslassseite ausbildet sondern
eher dazu neigt, dass sie sich an einem äußeren
Umfangsabschnitt in einer Hauptachsenrichtung der elliptischen Öffnung
an der Einspritzlochauslassseite ansammelt und dort anhaftet. In dem
Längsquerschnitt der Öffnung an der Einspritzlochauslassseite
ist der äußere Umfangsabschnitt in der Hauptachsenrichtung
in einem stumpfen Winkel in Bezug auf eine Einspritzlochinnenumfangsfläche ausgebildet.
Daher ist ein Einspritzendverhalten an dem äußeren
Umfangsabschnitt schlechter als an einem inneren Umfangsabschnitt
in der Hauptachsenrichtung, der in einem spitzen Winkel ausgebildet
ist. Demgemäß verbleibt der Kraftstoff an dem äußeren Umfangsabschnitt
nach der Kraftstoffeinspritzung, ohne dass dieser weggeblasen wird.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Injektor bereitzustellen,
der eine Anhaftung (einen Aufstau) von Kraftstoff verhindert, der
an einem Umfangsabschnitt eines Einspritzlochs nach einer Kraftstoffeinspritzung
verbleibt, ohne dass der Kraftstoff weggeblasen wird, um ein Anwachsen
einer Ablagerung und eine Anhaftung der Ablagerung an dem Umfangsabschnitt
des Einspritzlochs zu verhindern.
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Die
Erfinder haben die Ausbildung der Ablagerung genau beobachtet und
als Ergebnis der Beobachtung haben die Erfinder eine Erkenntnis
herausgefunden (die nachstehend als eine erste Erkenntnis bezeichnet
ist), dass sich die Ablagerung nicht gleichmäßig über
den Umfangsabschnitt an der Einspritzlochauslassseite ausbildet,
sondern sie eher dazu neigt, dass sie sich an dem äußeren
Umfangsabschnitt in der Hauptachsenrichtung der elliptischen Öffnung
an der Einspritzlochauslassseite ansammelt und dort anhaftet. Die Erfinder
meinen, dass die Ablagerung dazu neigt, an dem äußeren
Umfangsabschnitt in der Hauptachsenrichtung anzuhaften, da der Kraftstoff
nach der Einspritzung aus dem nachstehenden Grund dort anhaftet,
ohne dass dieser eingespritzt wird. Nämlich bildet in dem äußeren
Umfangsabschnitt die stromabwärtige Endfläche
des Umfangsabschnitts einen stumpfen Winkel (d. h. einen großen
Winkel) mit Bezug auf die Einspritzlochinnenumfangsfläche
aus, d. h. auf eine Lochachse des Einspritzlochs. Das Einspritzendverhalten
ist in dem äußeren Umfangsabschnitt schlechter
als in dem inneren Umfangsabschnitt in der Hauptachsenrichtung,
der einen spitzen Winkel ausbildet (d. h. einen kleinen Winkel).
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Gemäß einem
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat ein Injektor einen
Einspritzlochausbildungsbereich, der mit Einspritzlöchern
zum Einspritzen von Kraftstoff ausgebildet ist. Eine Lochachse jedes
Einspritzlochs, das in einer stromabwärtigen Endfläche
des Einspritzlochausbildungsbereichs in Bezug auf eine Kraftstoffströmungsrichtung
offen ist, ist in Bezug auf die stromabwärtige Endfläche
geneigt. Der Injektor spritzt den Kraftstoff direkt in eine Brennkraftmaschine
aus dem Einspritzlochauslass des Einspritzlochs ein. Der Injektor
hat einen gestuften Abschnitt nahe dem Einspritzlochauslass in einem
Umfangsabschnitt des Einspritzlochauslasses an der stromabwärtigen
Endfläche, so dass der Einspritzlochauslass in einem Bereich
des Einspritzlochauslasses vorsteht, in dem ein Kreuzungswinkel
stumpf ist, der zwischen der stromabwärtigen Endfläche
und der Lochachse definiert ist. Die Länge einer kürzesten
Endfläche des Umfangsabschnitts, der zwischen dem Einspritzlochauslass
und dem gestuften Abschnitt vorgesehen ist, ist in einem Bereich
von 50 bis 200 Mikrometer festgelegt.
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Mit
einer derartigen Gestaltung ist die Länge der Endfläche
des Umfangsabschnitts, der zwischen dem Einspritzlochauslass und
dem gestuften Abschnitt in dem Bereich des Einspritzlochauslasses
an der Seite vorgesehen ist, an der der Kreuzungswinkel, der zwischen
der stromabwärtigen Endfläche und der Lochachse
definiert ist, ein stumpfer Winkel ist, in dem Bereich von 50 bis
200 Mikrometer außerordentlich kurz festgelegt. Daher ist
die Querschnittsform einer vorstehenden Region, die durch den Einspritzlochauslass,
den Umfangsabschnitt und den gestuften Abschnitt begrenzt ist, in
der Form eines Stiftrands bzw. Stiftendes (engl. „pin corner")
ausgebildet.
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Die
vorstehende Region mit der Stiftrandform ist durch den Einspritzlochauslass,
den Umfangsabschnitt und den gestuften Abschnitt in dem Bereich
des Einspritzlochauslasses an der Seite des stumpfen Winkels ausgebildet,
an der der Kraftstoff dazu neigt, nach der Einspritzung zu verbleiben, ohne
dass er weggeblasen wird. Mit einer derartigen Gestaltung kann der
verbleibende Kraftstoff, der nicht eingespritzt wird, über
der vorstehenden Region an der Seite des gestuften Abschnitts der
vorstehenden Region, die die Form des Stiftrands aufweist, anhaften.
Demgemäß kann der verbleibende Kraftstoff, der nicht
eingespritzt wurde, einfach zu der Außenseite bewegt werden,
die von der vorstehenden Region verschieden ist, d. h. zu der Seite
des gestuften Abschnitts bewegt werden.
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Da
die vorstehende Region in der Form des Stiftrands ausgebildet ist,
wird der Kraftstoff, der an der vorstehenden Region anhaftet, einfach
durch eine Oberflächenspannung abgelöst, als wenn
der Kraftstoff an einer ebenen Fläche anhaftet. Demgemäß ist
die Größe des Kraftstoffs, der an der vorstehenden
Region mit der Form des Stiftrands anhaftet, auf die Größe
von relativ kleinen Flüssigkeitspartikeln begrenzt.
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Selbst
wenn die Größe des verbleibenden Flüssigkeitspartikels,
das nicht eingespritzt wird, nicht die Größe des
kleinen Flüssigkeitspartikels hat, das an der vorstehenden
Region mit der Stiftrandform verbleibt, sondern die Größe
eines relativ großen Flüssigkeitspartikels hat,
haftet das relativ große Flüssigkeitspartikel
an einem erweiterten benachbarten Bereich an, der an der vorstehenden
Region mit der Stiftrandform zentriert ist. Da das anhaftende Flüssigkeitspartikel
beständig an der vorstehenden Region mit der Stiftrandform
verbleibt, bewegt sich das relativ große Flüssigkeitspartikel
auch zu der Seite des gestuften Abschnitts.
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Üblicherweise
wird der Stiftrand durch Absetzen (engl. „sharpening")
einer vorstehenden Region wie zum Beispiel durch einen Rand, Absatz
oder Winkel ausgebildet. Bei dem Herstellungsprozess ist es möglich,
dass ein Grat durch das Absetzen der vorstehenden Region entsteht.
Wenn die Absetzung der vorstehenden Region außerordentlich
wichtig ist, ist es möglich, dass der Einspritzlochauslass
auch übermäßig bearbeitet wird. In einem
derartigen Fall ist es möglich, dass die Form des Einspritzlochauslasses
zerstört wird. Wenn die Einspritzlochauslassform zerstört
ist, kann eine gewünschte Charakteristik der Kraftstoffeinspritzung
aus dem Einspritzloch nicht erreicht werden.
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Daher
ist gemäß dem vorstehenden Gesichtspunkt der Erfindung
die vorstehende Region in der Form des Stiftrands durch Festlegen
der Länge der Endfläche des Umfangsabschnitts
zwischen Einspritzlochauslass und dem gestuften Abschnitt in dem
vorstehend beschriebenen Bereich ausgebildet, so dass die kleine
Endfläche übrig bleibt. Somit wird die Ausbildung
des Grats verhindert und ferner kann die Verschlechterung der Form
des Einspritzlochauslasses, die durch übermäßiges
Bearbeiten verursacht wird, um den Stiftrand abzusetzen, verhindert werden.
Somit kann gemäß dem vorstehend beschriebenen
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung eine Ansammlung des Kraftstoffs,
der im Umfangsabschnitt des Einspritzlochs nach der Kraftstoffeinspritzung
verbleibt, ohne dass dieser eingespritzt wird, verhindert werden,
so dass das Anwachsen der Ablagerung und die Anhaftung der Ablagerung
an dem Umfangsabschnitt des Einspritzlochs unterdrückt
wird.
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Es
ist ferner möglich, dass der verbleibende Kraftstoff, der
nicht eingespritzt wird, zu einer Stelle bewegt wird, die von der
Seite des gestuften Abschnitts verschieden ist. In einem derartigen
Fall bewegt sich der anhaftende Flüssigkeitspartikel in
das Innere des Einspritzlochauslasses oder verbleibt das anhaftende
Flüssigkeitspartikel entlang dem Einspritzlochauslass.
Daher wird der kleine anhaftende Flüssigkeitspartikel zu
der Außenseite des Injektors mit dem Kraftstoff geführt,
der aus dem Einspritzloch eingespritzt wird, und wird als der eingespritzte
Kraftstoff verbraucht, der in die Maschine bei der nächsten Kraftstoffeinspritzung
zugeführt werden soll.
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Die
Länge der kürzesten Endfläche ist in dem
Bereich von 50 bis 200 Mikrometer aus den nachstehenden Gründen
festgelegt. Wenn die Länge der kürzesten Endfläche
kleiner als 50 Mikrometer ist, ist es wichtig, dass die vorstehende
Region in der Form des Stiftrands abgesetzt ist. Demgemäß ist
es möglich, dass der Einspritzlochauslass ferner übermäßig
bearbeitet wird und die Einspritzlochauslassform zum Beispiel zerstört
wird. Wenn die Länge der kürzesten Endfläche
200 Mikrometer übersteigt, ist es möglich, dass
die Ausbildung der Ablagerung, die das Einspritzloch verstopfen
kann, aufgrund der nachstehenden zweiten Erkenntnis nicht verhindert werden
kann, die durch die Erfinder ermittelt wurde. Nämlich haben
die Erfinder eine Form der vorstehenden Region auf der Grundlage
der ersten Erkenntnis genau studiert, um zu verhindern, dass der
Kraftstoff nach der Kraftstoffeinspritzung verbleibt, ohne dass dieser
weggeblasen wird. Als Ergebnis der Studie haben die Erfinder als
zweite Erkenntnis ermittelt, dass die Ausbildung der Ablagerung,
die das Verstopfen des Einspritzlochs verursacht, durch Ausbilden
eines gestuften Abschnitts verhindert werden kann, dessen Länge
der kürzesten Endfläche gleich wie oder kleiner
als 200 Mikrometer ist.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Stufenausmaß in
Bezug auf die kürzeste Endfläche in einem Bereich
von 100 bis 300 Mikrometer festgelegt.
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Mit
einer derartigen Gestaltung ist das Stufenausmaß des gestuften
Abschnitts in Bezug auf die kürzeste Endfläche
in dem Bereich von 100 bis 300 Mikrometer festgelegt. Demgemäß kann
die Menge des anhaftenden Kraftstoffs, die es ermöglicht,
dass der anhaftende Kraftstoff entlang der vorstehenden Region mit
der Form des Stiftrands anhaftet, um von dem Einspritzlochauslass
entfernt zu werden und an der Seite des gestuften Abschnitts gehalten
zu werden, wirksam sichergestellt werden. Wenn das Stufenausmaß des
gestuften Abschnitts kleiner als 100 Mikrometer ist, können
die Wirkungen des gestuften Abschnitts, um den anhaftenden Kraftstoff
von dem Einspritzlochauslass wegzuziehen und um den anhaftenden
Kraftstoff an der Seite des gestuften Abschnitts zu halten, derart,
dass die Ablagerung durchgehend an der Seite des gestuften Abschnitts
ausgebildet wird, nicht ausreichend erreicht werden.
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Durch
Erhöhen des Stufenausmaßes des gestuften Abschnitts
kann die Menge des anhaftenden Kraftstoffs, der aus dem Einspritzlochauslass weggezogen
wird und gehalten wird, erhöht werden. Wenn jedoch das
Stufenausmaß des gestuften Abschnitts 300 Mikrometer überschreitet,
ist es möglich, dass die Festigkeit des Injektors und insbesondere die
Festigkeit des Einspritzlochausbildungsbereichs nicht sichergestellt
werden können.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist der gestufte
Abschnitt an einer geneigten Fläche ausgebildet, die sich
von der kürzesten Endfläche radial nach außen
erstreckt, und ist ein Abstandswinkel der geneigten Fläche
in Bezug auf die kürzeste Endfläche in einem Bereich von
30 bis 90 Grad festgelegt.
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Da
der anhaftende Flüssigkeitspartikel, der über
den gestuften Abschnitt der vorstehenden Region mit der Form eines
Stufenrands anhaftet, d. h. an der geneigten Fläche, die
sich von dem Umfangsabschnitt (der kürzesten Endfläche)
nach außen erstreckt, klein ist, wirkt die Oberflächenspannung
dominant auf den anhaftenden Flüssigkeitspartikel im Vergleich
zu der Schwerkraft. Das heißt, der kleine anhaftende Flüssigkeitspartikel,
der der Oberflächenspannung ausgesetzt ist und weniger
der Schwerkraft ausgesetzt ist, neigt dazu, zu der Außenseite des
Einspritzlochauslasses entlang der geneigten Fläche zu
strömen, die den Abstandswinkel in dem vorstehenden Bereich
mit Bezug auf die kürzeste Endfläche hat.
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Wenn
der Abstandswinkel der geneigten Fläche kleiner als 30
Grad ist, ist der Abstandswinkel der geneigten Fläche mit
Bezug auf den Umfangsabschnitt (die kürzeste Endfläche)
zu klein. Demgemäß kann die erforderliche Oberflächenspannung,
die bewirkt, dass das anhaftende Flüssigkeitspartikel entlang
der geneigten Fläche zu der Außenseite des Einspritzlochauslasses
strömt, nicht erreicht werden.
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Wenn
der Abstandswinkel der geneigten Fläche vergrößert
wird, kann die Wirkkraft der Oberflächenspannung zum Bewegen
des anhaftenden Flüssigkeitspartikels zu der Außenseite
der geneigten Fläche entlang der geneigten Fläche
vergrößert werden. Wenn jedoch der Abstandswinkel
der geneigten Fläche 90 Grad überschreitet, ist
es möglich, dass eine Ecke mit einem spitzen Winkel zwischen
einem Rand der geneigten Fläche an einer Seite, die zu dem
Umfangsabschnitt (der kürzesten Endfläche) gegenüberliegend
ist, und einem Abschnitt der stromabwärtigen Endfläche
ausgebildet ist, die den Rand der geneigten Fläche an der
stromabwärtigen Endfläche verbindet. Die Ecke
mit dem spitzen Winkel neigt dazu, dass sich in dieser Flüssigkeitspartikel aufgrund
der Kapillarwirkung (Kapillarität) ansammeln, da der Winkel
spitz ist. Daher ist es möglich, dass die Wirkkraft der
Oberflächenspannung eingeschränkt ist. Als Ergebnis
ist es schwierig, das anhaftende Flüssigkeitspartikel von
der Ecke weiter in Richtung der Außenseite zu bewegen.
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Daher
ist gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden
Erfindung der gestufte Abschnitt als ein vertiefter Nutabschnitt
ausgebildet, der sich von der geneigten Fläche nach außen
erstreckt.
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Mit
dieser Gestaltung ist es nicht erforderlich, den gestuften Abschnitt
in den gesamten Bereich der Einspritzlochauslässe an der
Seite des stumpfen Winkels bereitzustellen, sondern es kann der
gestufte Abschnitt auf den vertieften Nutabschnitt begrenzt werden,
der sich von der geneigten Fläche nach außen erstreckt.
Daher ist selbst in dem Fall, in dem der gestufte Abschnitt für
jedes Einspritzloch bereitgestellt ist, eine Bearbeitung auf eine
lokale Bearbeitung des Nutabschnitts begrenzt, wodurch die erforderlichen
Arbeitsstunden zum Bereitstellen des gestuften Abschnitts reduziert
werden können. Außerdem kann z. B. durch Ausbilden
der Nutbreite des vertieften Nutabschnitts, so dass dieser vergleichsweise
klein ist, sich das anhaftende Flüssigkeitspartikel entlang
der Richtung des Nutabschnitts, der sich von der geneigten Fläche
nach außen erstreckt, wegen der Kapillarwirkung verteilen.
Somit kann das anhaftende Flüssigkeitspartikel wirksam
von dem Einspritzlochauslass weggezogen werden.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist die Nutbreite
des vertieften Nutabschnitts gleich wie oder größer
als ein Durchmesser einer Öffnung des Einspritzlochauslasses.
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Somit
kann der gestufte Abschnitt, der durch den Nutabschnitt mit der
Nutbreite definiert ist, die gleich wie oder größer
als der Öffnungsdurchmesser des Einspritzlochauslasses
ist, derart bereitgestellt werden, um dem Bereich den Einspritzlochauslasses an
der Seite des stumpfen Winkels gegenüberzuliegen. Der gestufte
Abschnitt, der die Nutbreite, die gleich wie oder größer
als der Öffnungsdurchmesser des Einspritzlochauslasses
ist, und die geneigte Fläche hat, kann das anhaftende Flüssigkeitspartikel, das
in dem Einspritzlochauslass verbleibt, ohne dass es eingespritzt
wird, wirksam entlang der geneigten Fläche zu der Außenseite
des Einspritzlochauslasses bewegen.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist in dem vorstehenden
Injektor ein Neigungswinkel der Lochachse des Einspritzlochs mit
Bezug auf eine Mittelachse des Injektors in einem Bereich von 5
bis 40 Grad festgelegt.
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Im
Allgemeinen ist der Injektor, der den Kraftstoff direkt in die Maschine
einspritzt, an jedem Zylinder der Maschine angebracht und spritzt
den Kraftstoff in Richtung einer Brennkammer des Zylinders ein.
Der Kraftstoffnebel, der aus dem Einspritzloch eingespritzt wird,
muss in der Brennkammer zerstäubt (verteilt) werden. Gemäß der
Gestaltung des vorstehenden Gesichtspunkts wird verhindert, dass der
Kraftstoffnebel an einer Innenwandfläche in dem Zylinder
anhaftet, die die Brennkammer begrenzt, und kann der Kraftstoffnebel,
der in der Brennkammer zerstäubt bzw. verteilt wird, ausgebildet
werden. Wenn der Neigungswinkel der Lochachse des Einspritzlochs
kleiner als 5 Grad oder größer als 40 Grad ist,
ist es möglich, dass der Kraftstoffnebel an der Innenwand
anhaftet.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist in dem Injektor,
in dem die Einspritzlöcher auf einem einzigen virtuellen
Ring ausgebildet sind und jedes Einspritzloch derart geneigt ist,
dass sich ein Abstand zwischen der Lochachse des Einspritzlochs
und der Mittelachse des Injektors entlang einer Richtung von einer
Einlassseite in Richtung einer Auslassseite des Einspritzlochs vergrößert,
der gestufte Abschnitt in einer Ringform radial außerhalb
der Einspritzlöcher in dem Einspritzlochausbildungsbereich
ausgebildet. Mit einer derartigen Gestaltung ist es nicht erforderlich, den
gestuften Abschnitt für jeden Bereich des Einspritzlochauslasses
an der Seite des stumpfen Winkels auszubilden, wodurch Arbeitsstunden
zum Ausbilden des gestuften Abschnitts reduziert werden können.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist der gestufte
Abschnitt eine vertiefte Nut, die sich in einer Ringform in einer Umfangsrichtung
entlang der geneigten Fläche erstreckt.
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Mit
dieser Struktur ist, da der gestufte Abschnitt in der Form einer
vertieften Nut ausgebildet ist, die sich ringförmig erstreckt,
ein vertiefter Nutabschnitt, der sich entlang der geneigten Fläche
erstreckt, in beiden Umfangsrichtungen von der vorstehenden Region
mit der Stiftrandform ausgebildet, wobei sie an der vorstehenden
Region zentriert ist. Somit kann das anhaftende Flüssigkeitspartikel,
das über der vorstehenden Region mit der Stiftrandform anhaftet,
von der kürzesten Endfläche des Umfangsabschnitts
zu der Außenseite der geneigten Fläche bewegt
werden. Außerdem kann durch die Kapillarwirkung in dem
Nutabschnitt das anhaftende Flüssigkeitspartikel wirksam
von dem Einspritzlochauslass entlang dem Nutabschnitt weggezogen
werden, der in beiden Umfangsrichtungen von der vorstehenden Region
ausgebildet ist.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt ist eine Nutbreite des vertieften Nutabschnitts
gleich wie oder kleiner als die Hälfte des Durchmessers
der Öffnung des Einspritzlochauslasses.
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Mit
dieser Gestaltung kann durch Festlegen der Nutbreite des vertieften
Nutabschnitts, der gleich wie oder kleiner als die Hälfte
des Durchmessers der Öffnung des Einspritzlochauslasses
ist, eine vergleichsweise kleine Nutbreite bereitgestellt werden. Demgemäß kann
die Wirkkraft der Kapillarwirkung in dem Nutabschnitt erhöht
werden. Außerdem wird, wenn sich das anhaftende Flüssigkeitspartikel,
das über die vorstehende Region mit der Stiftrandform anhaftet,
von der kürzesten Endfläche des Umfangsabschnitts
zu der Außenseite der geneigten Fläche bewegt,
das anhaftende Flüssigkeitspartikel in den Nutabschnitt
geleitet, der in beiden Umfangsrichtungen an beiden Seiten der vorstehenden
Region ausgebildet ist, und verteilt sich entlang des verzweigten Nutabschnitt.
Somit kann das anhaftende Flüssigkeitspartikel wirksam
in den Nutabschnitt hineingezogen werden, der die vergleichsweise
kleine Strömungsdurchgangsquerschnittsfläche hat,
die durch die Nutbreite begrenzt ist, die gleich wie oder kleiner
als die Hälfte des Öffnungsdurchmessers ist.
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Gemäß noch
einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist in dem
vorstehenden Injektor die Länge der kürzesten
Endfläche des Umfangsabschnitts gleich wie oder kleiner
als der Durchmesser der Öffnung des Einspritzlochauslasses.
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Im
Allgemeinen kann die Ausbildung des Grats verhindert werden, je
größer die Länge der kürzesten
Endfläche des Umfangsabschnitts ist, der die vorstehende
Region in der Form des Stiftrands ausbildet. Wenn jedoch die Länge
der kürzesten Endfläche die Flüssigkeitspartikelgröße
des Kraftstoffnebels überschreitet, der aus dem Einspritzloch
eingespritzt wird, ist es schwierig, dass das Flüssigkeitspartikel,
das an der vorstehenden Region mit der Form des Stiftrands anhaftet, über
die vorstehende Region zu der Seite des gestuften Abschnitts bewegt
wird. Wegen der Verbesserung der Zerstäubung ist es erforderlich,
das Einspritzloch mit dem vergleichsweise kleinen Lochdurchmesser
von ungefähr 200 Mikrometer auszubilden.
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Daher
ist gemäß dem weiteren Gesichtspunkt die Länge
der kürzesten Endfläche des Umfangsabschnitts
auf den Öffnungsdurchmesser des Einspritzlochauslasses
oder darunter begrenzt. Somit kann das Flüssigkeitspartikel
des verbleibenden Kraftstoffs, der nicht eingespritzt wird, an der
Seite des gestuften Abschnitts über die vorstehende Region
mit der Form des Stiftrands bewegt werden, und wird die Verbesserung
der Zerstäubung des Kraftstoffs, der aus dem Einspritzloch
eingespritzt wird, sichergestellt.
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Merkmale
und Vorteile der Ausführungsbeispiele sowie Betriebsverfahren
und die Funktionen der zugehörigen Teile sind aus einem
Studium der nachstehenden ausführlichen Beschreibung, den
angefügten Ansprüchen und den Zeichnungen besser ersichtlich,
die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden.
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1 ist
eine Schnittansicht, die einen Injektor gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Schnittansicht, die einen wesentlichen Abschnitt des Injektors,
der durch einen Bereich II in 1 angezeigt
ist, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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3 ist
eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Einspritzlochausbildungsbereich
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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4 ist
eine Draufsicht, die den Einspritzlochausbildungsbereich gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel aus einer stromabwärtigen
Seite einer Kraftstoffströmung zeigt;
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5 ist
eine Schnittansicht, die eine Befestigungsposition des Injektors
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
an einem Zylinder einer Brennkraftmaschine zeigt;
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6 ist
ein Schaubild, das einen Einspritzprozess und einen Einspritzstopp
des Injektors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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7 ist
eine Draufsicht, die den Einspritzlochausbildungsbereich gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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8 ist
eine Schnittansicht, die einen wesentlichen Abschnitt eines Injektors
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ist
eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Einspritzlochausbildungsbereich
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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10 ist
eine Draufsicht, die den Einspritzlochausbildungsbereich gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
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11 ist
eine Schnittansicht, die einen wesentlichen Abschnitt eines Injektors
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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12 ist
eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Einspritzlochausbildungsbereich
gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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13 ist
eine Draufsicht, die den Einspritzlochausbildungsbereich gemäß dem
dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
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14 ist
einer Perspektivansicht, die den Einspritzlochausbildungsbereich
von 13 in der Richtung XIV zeigt;
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15 ist
ein Schaubild, das einen Einspritzprozess und einen Einspritzstopp
eines Injektors eines Vergleichsbeispiels zeigt; und
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16 ist
ein Schaubild, das einen anhaftenden Kraftstoff zeigt, der sich
in eine Ablagerung in dem Vergleichsbeispiel umgewandelt hat.
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Nachstehend
ist ein Injektor 1 gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Bezug
auf die Zeichnungen beschrieben. Der Injektor 1 ist in
einem zentralen Abschnitt jedes Zylinders einer Maschine (d. h.
in einem Zentralmontageverfahren) montiert oder ist derart montiert,
dass eine Mittelachse des Injektors geneigt ist, (d. h. in einem Neigungsmontageverfahren
montiert). In jedem Montageverfahren wird ein gesamter Kraftstoffnebel
F, der aus dem Injektor eingespritzt wird, z. B. in einer im Wesentlichen
Hohlkegelform derart ausgebildet, dass sich der gesamte Kraftstoffnebel
F in einer Brennkammer in dem Zylinder verteilt bzw. in dieser zerstäubt
wird. Der gesamte Kraftstoffnebel F ist ein Nebelbereich, der aus
den Kraftstoffnebeln f besteht, die aus den Einspritzlöchern
eingespritzt werden, welche in dem Injektor 1 ausgebildet
sind.
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Wie
in 5 gezeigt ist, ist der Injektor 1 derart
angebracht, dass seine Längsrichtung, d. h. seine Mittelachse 1j,
in Bezug auf einen Zylinderblock 10 (d. h. einen Maschinenkopf)
geneigt ist, und derart, dass ein vorderer Endabschnitt des Injektors 1 zu
einer Innenseite einer Brennkammer 14 zugewandt ist. Die
Brennkammer 14 ist durch eine Innenwandfläche des
Zylinderblocks 10, eine Innenwandfläche des Zylinderkopfs 11 und
eine obere Endfläche eines Kolbens 12 begrenzt
(die nachstehend als eine Innenwandfläche bezeichnet sind).
Der Injektor 1 führt die Einspritzung aus, um
den vorstehend beschriebenen gesamten Kraftstoffnebel F derart zu
neigen, dass eine Mittelachse Fj des gesamten Kraftstoffnebels F in
Richtung der oberen Endfläche des Kolbens 12 aus
der Mittelachsenlinie 1j des Injektors 1 verschwenkt
ist. Der Injektor 1 ist derart montiert, um zu verhindern,
dass der Kraftstoff des Kraftstoffnebels an den Wandflächen
der Brennkammer 14 oder an einer Zündkerze 13 anhaftet.
Das Montageverfahren des Injektors 1 an der Maschine ist
nicht auf das Neigungsmontageverfahren begrenzt, sondern kann auch
das Zentralmontageverfahren sein.
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Wie
in 1 gezeigt ist, hat der Injektor 1 ein Zylinderbauteil 4,
ein Ventilgehäuse 2 und einen Ventilkörper 20,
die ein Gehäuse definieren. Der Injektor 1 hat
weiter eine Nadel 5 als ein Ventilbauteil, das auf einen
Sitz in dem Ventilkörper 20 gesetzt wird und von
dem Sitz getrennt wird, eine Spule 7 als eine elektromagnetische
Antriebsvorrichtung, einen ortsfesten Kern 62 und eine
beweglichen Kern 6. Ein Kraftstoffdurchgang ist in dem
Gehäuse ausgebildet. Der Kraftstoff wird von einer Außenseite
durch ein Ende zugeführt, das in 1 gezeigt
ist, und der Kraftstoff wird durch das andere Ende eingespritzt,
d. h. durch den vorderen Endabschnitt des Injektors 1.
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Das
Zylinderbauteil 4 ist in eine Innenumfangswand des Ventilgehäuses 2 an
einer Seite eingesetzt, die gegenüber einem Einspritzloch
liegt, und ist durch einen Schweißprozess oder dergleichen luftdicht
an dem Ventilgehäuse 2 fixiert. Das Zylinderbauteil 4 hat
einen ersten magnetischen Zylinderabschnitt 41, einen nicht
magnetischen Zylinderabschnitt 42 und einen zweiten magnetischen
Zylinderabschnitt 43, die in dieser Reihenfolge von der
Seite des Ventilkörpers 20 angeordnet sind. Der
nicht magnetische Abschnitt 42 verhindert einen magnetischen
Kurzschluss zwischen dem ersten magnetischen Abschnitt 41 und
dem zweiten magnetischen Abschnitt 43.
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Wie
in 1 und 2 gezeigt ist, ist der Ventilkörper 20 in
der Form eines Zylinders ausgebildet, der einen Boden hat. Der Ventilkörper 20 hat eine
Konusfläche 21, die eine Innenumfangsfläche definiert,
deren Innendurchmesser sich entlang einer Richtung einer Strömung
des Kraftstoffs reduziert (d. h. in einer Abwärtsrichtung
in 2). Ein Ventilsitz 22 ist an der Konusfläche 21 ausgebildet.
Die Nadel 2 kann auf den Ventilsitz 2 gesetzt
werden und von diesem getrennt werden.
-
Wie
in 2 gezeigt ist, ist ein vorderer Endabschnitt des
Injektors 1, d. h. ein Bodenabschnitt 24 des Ventilkörpers 20,
stromabwärtig des Ventilsitzes 22 in Bezug auf
die Kraftstoffströmungsrichtung angeordnet und hat einen
Einspritzlochausbildungsbereich 23, in dem Einspritzlöcher 31 ausgebildet sind.
-
Die
Nadel 5 ist durch den Ventilkörper 20 derart
gestützt, dass sich die Nadel 5 in einer axialen Richtung
in dem Ventilkörper 20 bewegen kann. Ein Endabschnitt 52 der
Nadel 5 an der Einspritzlochseite hat einen Kontaktabschnitt 53,
der auf den Ventilsitz 22 gesetzt werden kann und von diesem
getrennt werden kann. Der Ventilsitz 22 und der Kontaktabschnitt 53 bilden
einen Sitzbereich, der die Strömung des Kraftstoffs, der
zu dem vorstehend beschriebenen Kraftstoffdurchgang zugeführt
wird, zu den Einspritzlöchern 31 hin ermöglicht
und blockiert.
-
Der
bewegliche Kern 6 ist mit einem magnetischen Material im
Wesentlichen in einer zylindrischen Form ausgebildet. Der bewegliche
Kern 6 ist an einem Ende 51 der Nadel 5 an
einer Seite, die zu den Einspritzlöchern 31 gegenüberliegend
ist, durch einen Schweißprozess oder dergleichen fixiert
und bewegt sich gemeinsam mit der Nadel 5 hin und her. Ein
Ausströmungsloch 61, das eine Zylinderwand des
beweglichen Kerns 6 durchdringt, bildet einen Kraftstoffdurchgang,
der eine Verbindung zwischen einer Innenseite und einer Außenseite
des Zylinders des beweglichen Kerns 6 vorsieht.
-
Der
ortsfeste Kern 62 ist mit einem magnetischen Material in
einer zylindrischen Form ausgebildet. Der ortsfeste Kern 62 ist
in das Zylinderbauteil 4 eingesetzt und ist an dem Zylinderbauteil 4 durch
einen Schweißprozess oder dergleichen fixiert. Der ortsfeste
Kern 62 ist an einer Seite des beweglichen Kerns 6 angeordnet,
die gegenüber den Einspritzlöchern 31 gelegen
ist, um zu dem beweglichen Kern 6 zugewandt zu sein.
-
Eine
Einstellleitung 64 ist in den ortsfesten Kern 62 pressgepasst.
Eine Innenseite der Einstellleitung 64 begrenzt einen Teil
des vorstehend beschriebenen Kraftstoffdurchgangs. Eine Feder 63 ist zwischen
der Einstellleitung 64 und dem beweglichen Kern 6 zum
Vorspannen des beweglichen Kerns 62 und der Nadel 5 in
Richtung des Ventilsitzes gehalten. Die Vorspannkraft wird durch
Einstellen eines Presspassungsausmaßes der Einstellleitung 64 eingestellt.
-
Ein
Filter 8 ist stromaufwärtig des ortsfesten Kerns 62 zum
Entfernen von fremden Partikeln in dem Kraftstoff bereitgestellt,
der zu dem Injektor 1 zugeführt wird und durch
den vorstehend erwähnten Kraftstoffdurchgang strömt.
Der Kraftstoff, der zu dem Injektor 1 zugeführt
wird, wird auf einen vorbestimmten Druck in einem Bereich von 2
bis 20 MPa eingestellt und der Kraftstoff wird mit dem vorbestimmten
Druck aus den Einspritzlöchern 31 eingespritzt.
-
In
einer Magnetspule 7 ist eine Wicklung (nicht gezeigt) um
einen Spulenkörper 71 gewickelt und ist ein Wicklungsende
elektrisch mit einem Anschluss 72 verbunden, der durch
Einsatzformen in einem Verbindungsglied 73 ausgebildet
ist. Wenn die Spule erregt wird, bringt die Magnetspule 7 eine
magnetische Anziehung zwischen dem beweglichen Kern 6 und
dem ortsfesten Kern 62 durch die erzeugte elektromagnetische
Anziehung auf, um den beweglichen Kern 6 in Richtung des
ortsfesten Kerns 36 gegen die Vorspannkraft der Feder 63 anzuziehen. Wenn
die Erregung an der Wicklung gestoppt wird, verschwindet die elektromagnetische
Anziehung. Demgemäß bewegt sich die Nadel 5 in
Richtung des Ventilsitzes 22 aufgrund der Vorspannkraft
der Feder 63. Somit wird die Erregung an der Wicklung ausgeführt
und gestoppt, derart, dass der Kontaktabschnitt 53 der
Nadel 5 von dem Ventilsitz 22 getrennt wird und
auf diesen gesetzt wird. Somit wird die Einspritzung des Kraftstoffs
(ein Kraftstoffnebel f) aus den Einspritzlöchern 31 stromabwärtig
des Ventilsitzes 22 ausgeführt und gestoppt.
-
Nachstehend
sind Details des Einspritzlochausbildungsbereichs 23 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die 2 bis 4 beschrieben.
Obwohl die Kraftstoffeinspritzseite (kraftstoffabwärtige
Seite) des Injektors als die untere Seite bezeichnet ist und die
entgegengesetzte Seite als die obere Seite in der nachstehenden
Beschreibung zum Erläutern des Ausführungsbeispiels bezeichnet
ist, beziehen sich derartige Richtungen nicht auf die tatsächliche
Montagerichtung des Injektors 1 an der Maschine.
-
Wie
in 4 gezeigt ist, in der der Einspritzlochausbildungsbereich 23 von 2 von
der unteren Seite gezeigt ist, ist der Einspritzlochausbildungsbereich 23 mit
den mehreren (acht in dem Ausführungsbeispiel) Einspritzlöchern 31 ausgebildet. Jedes
Einspritzloch 31 ist in dem Einspritzlochausbildungsbereich 23 ausgebildet,
um eine Verbindung zwischen einer oberen Fläche 23a (einer
Fläche, die mit der Innenseite des Ventilkörpers 20 verbunden
ist und die an einer stromaufwärtigen Fläche in
Bezug auf die Kraftstoffströmungsrichtung angeordnet ist) und
einer unteren Fläche 23b (eine Fläche,
die zu der Außenseite der Brennkammer 14 zugewandt
ist) des Einspritzlochausbildungsbereichs 23 bereitzustellen.
-
Der
Abschnitt, in dem die obere Fläche 23a und die
untere Fläche 23b ausgebildet sind, ist ein Bereich
(nachstehend als ein flacher Plattenbereich bezeichnet), in dem
das Einspritzloch 31 den Bodenabschnitt 24 des
Ventilkörpers 20 zwischen der Innenseite und der
Außenseite durchdringt. Der flache Plattenbereich ist mit
dem Ventilkörper 20 integriert. Der Einspritzlochausbildungsbereich 23 ist
nicht auf den Bereich beschränkt, der einstückig
mit dem Ventilkörper 20 als ein Körper
ausgebildet ist, wie vorstehend beschrieben ist. Alternativ kann
der Einspritzlochausbildungsbereich 23 durch Ausbilden
eines Einspritzlochausbildungsbauteils in der Form einer flachen
Platte (z. B. als eine Einspritzlochplatte), die von dem Ventilkörper
getrennt ist, und durch Fixieren des Einspritzlochausbildungsbauteils
mit der flachen Plattenform an der unteren Endseite des Ventilkörpers
bereitgestellt werden. In dem Einspritzlochausbildungsbereich 23 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Plattenstärke
t des vorstehend beschriebenen Plattenbereichs in dem Bereich von
0,3 bis 0,5 mm festgelegt.
-
Die
Anzahl der Einspritzlöcher 31 ist nicht auf 8
begrenzt. Die Anzahl der Einspritzlöcher 31 kann beliebig
festgelegt sein solange zwei oder mehr Einspritzlöcher 31 ausgebildet
sind. Die acht Einspritzlöcher 31 sind an einem
Umfang eines einzigen virtuellen Kreises 33 ausgebildet,
dessen Mitte auf der Mittelachse 1j liegt, die sich in
der Plattenstärkenrichtung des Einspritzlochausbildungsbereichs 23,
d. h. des flachen Plattenbereichs, erstreckt. Somit sind die mehreren
Einspritzlöcher 31 auf einem einzigen virtuellen
Kreis angeordnet.
-
Die
Lochachse 31j des Einspritzlochs 31 ist derart
geneigt, dass sich der Abstand zwischen der Lochachse 31j und
der Mittelachse 1j entlang der Richtung von dem Einspritzlocheinlass 31a in
Richtung eines Einspritzlochauslasses 31b vergrößert. Ein
erster Winkel θ (nachstehend als ein erster Neigungswinkel
bezeichnet), der zwischen der Lochachse 31j und der Mittelachse 1j ausgebildet
ist, ist in dem Bereich von 5 bis 40 Grad festgelegt. Durch Einstellen
des ersten Neigungswinkels θ in einem derartigen Winkelbereich
wird verhindert, dass der Kraftstoffnebel an der Innenwandfläche
der Brennkammer 14 anhaftet, und somit kann der Kraftstoffnebel
ausgebildet werden, der sich in der Brennkammer 14 verteilt
bzw. in dieser zerstäubt wird. Wenn der erste Neigungswinkel θ der
Lochachse 31j des Einspritzlochs 31 kleiner als
5 Grad oder größer als 40 Grad ist, ist es möglich,
dass der Kraftstoff des Kraftstoffnebels an der Innenwand anhaftet.
-
Das
Einspritzloch 31 ist in einer Form eines geraden Lochs
mit einem runden Querschnitt ausgebildet, wie in 3 gezeigt
ist. Das Einspritzloch 31 ist als ein kleines Loch mit
einem Lochdurchmesser D von ungefähr 200 Mikrometern ausgebildet.
Das Einspritzloch 31 durchdringt die obere Fläche 23a und
die untere Fläche 23b in dem ersten Neigungswinkel θ.
Daher ist die Form der Öffnung von jedem von dem Einspritzlocheinlass 31,
der in der oberen Fläche 23a ausgebildet ist,
und dem Einspritzlochauslass 31b, der in der unteren Fläche 23b ausgebildet
ist, elliptisch. Die Hauptachse D1 der elliptischen Öffnung
des Einspritzlochauslasses 31b ist in der radialen Richtung
des flachen Plattenbereichs ausgebildet und die Nebenachse D2 ist
in der Umfangsrichtung ausgebildet.
-
Wie
in 3 gezeigt ist, ist in einem äußeren Umfangsabschnitt
in der Hauptachsenrichtung in dem elliptischen Einspritzlochauslass 31b ein
Winkelbereich 31b2 (nachstehend als ein äußerer
Auslasswinkelbereich bezeichnet), der durch eine Innenumfangsfläche 31c des
Einspritzlochs 31 und die untere Fläche 23a ausgebildet
ist, mit einem stumpfen Winkel ausgebildet. In einem inneren Umfangsabschnitt
in der Hauptachsenrichtung ist ein Winkelbereich 31b1 (nachstehend
als ein innerer Auslasswinkelbereich bezeichnet), der durch die
Innenumfangsfläche 31c des Einspritzlochs 31 und
die untere Fläche 23a ausgebildet ist, mit einem
spitzen Winkel ausgebildet.
-
In
anderen Worten ist, wie in 3 gezeigt ist,
der äußere Auslasswinkelbereich 31b2 an
einer Seite ausgebildet (nachstehend auch als eine Seite eines großen
Winkels bezeichnet), an der ein Kreuzungswinkel zwischen der Lochachse 31j des
Einspritzlochs 31 als das gerade Loch und der unteren Fläche 23a ein
stumpfer Winkel θa ist. Der innere Auslasswinkelbereich 31b1 ist
an einer Seite (die nachstehend als eine Seite eines kleinen Winkels
bezeichnet ist) ausgebildet, an der ein Kreuzungswinkel ein spitzer
Winkel θb ist.
-
Die
Erfinder haben die Ausbildung der Ablagerung genau studiert. Als
Ergebnis der Studie ermittelten die Erfinder eine Erkenntnis (die
nachstehend als eine erste Erkenntnis bezeichnet ist), dass sich die
Ablagerung nicht gleichmäßig über den
gesamten Umfang des Umfangsabschnitts an der Einspritzlochauslassseite
ansammelt, sondern dass die Ablagerung eher dazu neigt, dass sie
sich an der Seite des äußeren Auslasswinkelbereichs 31b2 in
der elliptischen Öffnung an der Seite des Einspritzlochauslasses 31a ansammelt
und dort anhaftet (siehe 16).
-
Die
Erfinder denken, dass die Ablagerung dazu neigt, in dem Bereich
des äußeren Umfangsabschnitts an der Seite des äußeren
Auslasswinkelbereichs erzeugt zu werden, da der äußere
Auslasswinkelbereich 31b2 mit dem stumpfen Winkel ausgebildet
ist, d. h. ein Teil (ein Abschnitt an einer Seite einer Endfläche 23be)
des Umfangsabschnitts an der stromabwärtigen Endfläche 23b ist
mit dem stumpfen Winkel in Bezug auf die Lochachse 31j des
Einspritzlochs 31 ausgebildet, und dass das Einspritzendverhalten
in dem Bereich des äußeren Umfangsabschnitts an
der Seite des äußeren Auslasswinkelbereichs 31b2 schlechter
als in dem Bereich des inneren Umfangsabschnitts an der Seite des
inneren Auslasswinkelbereichs 31b1 ist, der mit dem spitzen Winkel
ausgebildet ist, wodurch der Kraftstoff in dem Bereich des äußeren
Umfangsabschnitts an der Seite des äußeren Auslasswinkelbereichs 31b2 nach der
Kraftstoffeinspritzung verbleibt, ohne dass er weggeblasen wird.
-
Außerdem
haben die Erfinder eine Form einer vorstehenden Region auf der Grundlage
der ersten Erkenntnis genau studiert, um zu verhindern, dass der
Kraftstoff nach der Kraftstoffeinspritzung verbleibt, ohne dass
er weggeblasen wird. Als Ergebnis der Studie ermittelten die Erfinder
eine Erkenntnis (die nachstehend als eine zweite Erkenntnis bezeichnet
ist), dass die Ausbildung der Ablagerung, die das Einspritzloch 31 verstopfen
kann, durch Ausbilden eines gestuften Abschnitts 25 in
einer vorstehenden Region E verhindert werden kann, die durch den
Einspritzlochauslass 31b, die kürzeste Endfläche 23be und
den gestuften Abschnitt 25 ausgebildet ist, derart, dass
eine Länge Le der kürzesten Endfläche 23be 200
Mikrometer oder kleiner ist.
-
Daher
ist, wie in 3 gezeigt ist, in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel in dem Bereich des äußeren
Umfangsabschnitts an der Seite des äußeren Auslasswinkelbereichs 31b2 der
gestufte Abschnitt 25 nahe dem Einspritzlochauslass 31b ausgebildet,
so dass der Einspritzlochauslass 31b vorsteht. Die Länge
Le der Endfläche 23be (die nachstehend als die
kürzeste Endfläche bezeichnet ist) des äußeren
Umfangsabschnitts, der zwischen der Seite des äußeren
Auslasswinkelbereichs 31b2 des Einspritzlochauslasses 31b und
dem gestuften Abschnitt 25 angeordnet ist, ist in dem Bereich
von 50 bis 200 Mikrometer festgelegt. Da die Länge Le der kürzesten
Endfläche 23be des äußeren Umfangsabschnitts
in dem Bereich von 50 bis 200 Mikrometer außerordentlich
kurz festgelegt ist, ist die Querschnittsform der vorstehenden Region
E, die durch den Einspritzlochauslass 31b, die kürzeste
Endfläche 23be und den gestuften Abschnitt 25 ausgebildet ist,
wie in 3 gezeigt ist, als ein Stiftrand (engl. „pin
corner") ausgebildet, wie in 2 gezeigt
ist. Somit kann die vorstehende Region E in der Form des Stiftrands
in der Region einschließlich der kürzesten Endfläche 23be an
dem äußeren Umfangsabschnitt an dem äußeren
Auslasswinkelbereich 31b2 bereitgestellt werden, in dem
der Kraftstoff dazu neigt, nach der Kraftstoffeinspritzung zu verbleiben,
ohne dass dieser weggeblasen wird.
-
Wie
in 3 und 4 gezeigt ist, ist der gestufte
Abschnitt 25 durch eine geneigte Fläche 25a,
die sich von der kürzesten Endfläche 23b nach außen
erstreckt, und eine gestufte Fläche 25b definiert,
die derart ausgebildet ist, dass ein Stufenausmaß zwischen
der gestuften Fläche 25b und einer virtuellen
Fläche, die sich von der kürzesten Endfläche 23b erstreckt,
als h bezeichnet ist. Das Stufenausmaß h des gestuften
Abschnitts 25 ist in dem Bereich von 100 bis 300 Mikrometer
festgelegt.
-
Wie
in 4 gezeigt ist, ist die geneigte Fläche 25a in
der Form eines Kreises außerhalb der Einspritzlöcher 31 ausgebildet.
Zum Beispiel ist die geneigte Fläche 25a in der
Form einer Konusfläche an einer Stelle vorgesehen, die
von einem virtuellen eingeschriebenen Kreis (nicht gezeigt) der
acht Einspritzlochauslässe 31b um einen Abstand
beabstandet ist, der äquivalent zu der Länge Le
der kürzesten Endfläche 23be ist.
-
Nachstehend
ist ein Effekt zum Verhindern der Ansammlung der Ablagerung in dem
Injektor 1 mit der vorstehend beschriebenen Struktur mit
Bezug auf 6 und 7 erläutert.
-
In
einem Kraftstoffeinspritzzustand, der in 6(a) gezeigt
ist, strömt der Kraftstoff, der von der Außenseite
zugeführt wird, durch das Innere des Ventilkörpers 20 des
Injektors 1 und wird aus dem Einspritzlochauslass 31b des
Einspritzlochausbildungsbereichs 23 eingespritzt. Der aus
dem Einspritzlochauslass 31b eingespritzte Kraftstoff ändert sich
in einen Kraftstoffstrahl und bildet den Kraftstoffnebel f aus.
Während der Kraftstoffeinspritzdauer wird eine Luft (ein
Gas wie z. B. eine Einlassluft in der Brennkammer 14) um
den Kraftstoffstrahl herum durch den Kraftstoffstrahl, der aus dem
Einspritzloch 31 eingespritzt wird, entlang einer Richtung
mitgenommen, die durch Pfeile in 6(a) dargestellt
ist, wodurch eine Strömung eines Gasfluids in der Pfeilrichtung
erzeugt wird. Der Kraftstoffstrahl verschwindet, nachdem die Kraftstoffeinspritzung
gestoppt ist. Daher geht die Strömung des Gasfluids verloren.
-
Die
Einspritzung ist in Zuständen ausgesetzt, die in 6(b) bis 6(d) gezeigt
sind. 6(b) zeigt einen Zustand, unmittelbar
nachdem die Einspritzung gestoppt ist. 6(c) zeigt
einen Zustand eines Einspritzungstopes. 6(d) zeigt
einen Zustand, in dem die untere Fläche 23b des
Einspritzlochausbildungsbereichs 23 einem heißen
Gas wie z. B. einem Brenngas ausgesetzt ist, das in der Brennkammer 14 erzeugt
wird.
-
Wie
in 6(b) gezeigt ist, ist es unmittelbar nach
dem Stopp der Einspritzung möglich, dass der Kraftstoff,
der in dem Einspritzloch 31 verbleibt, ohne dass er ausgeblasen
wurde, an der Seite des äußeren Auslasswinkelbereichs 31b2 als
ein relativ kleiner Flüssigkeitspartikel anhaftet.
-
Es
wurde durch Experimente bestätigt, dass der Flüssigkeitspartikel
in den folgenden drei Anhaftungszuständen anhaftet. Das
heißt, der erste Anhaftungszustand ist ein Zustand, in
dem der Flüssigkeitspartikel an der inneren Umfangsfläche 31c des Einspritzlochs 31 verbleibt,
ohne dass dieses eingespritzt wird. Der zweite Anhaftungszustand
ist ein Zustand, in dem das Flüssigkeitspartikel an der
vorstehenden Region E in der Form des Stiftrands anhaftet. Der dritte
Anhaftungszustand ist ein Zustand, in dem das Flüssigkeitspartikel
zu einer Außenseite bewegt wird, die von der vorstehenden
Region E entfernt ist und dort anhaftet.
-
In
dem ersten Anhaftungszustand wird der verbleibende Kraftstoff, der
nicht ausgespritzt wurde, durch eine Fluidenergie, die durch einen
Kraftstoffdruck des Kraftstoffs bewirkt wird, der in den Einspritzlocheinlass 31a des
Einspritzlochs 31 strömt, in der nächsten
Kraftstoffeinspritzung weggeblasen. Der verbleibende Kraftstoff,
der nicht eingespritzt wurde, ist dem Brenngas nur während
eines Zyklus in einem Brennzyklus der Maschine ausgesetzt. Daher kann,
selbst wenn sich ein Teil des verbleibenden Kraftstoffs in die Ablagerung
umwandelt, die Ablagerung leicht durch die Fluidenergie von der
inneren Umfangsfläche 31c entfernt werden.
-
In
dem dritten Anhaftungszustand ist es möglich, dass sich
das verbleibende Flüssigkeitspartikel, das nicht eingespritzt
wurde, in die Ablagerung an der Stelle der Anhaftung ändert.
Jedoch ist es kaum oder nicht wahrscheinlich, dass die sich ansammelnde
Ablagerung in das Innere des Einspritzlochs 31 eintritt.
-
Es
wurde durch die Experimente bestätigt, dass in dem zweiten
Anhaftungszustand das anhaftende Flüssigkeitspartikel über
die geneigte Fläche 25a an der Seite des gestuften
Abschnitts 25 der vorstehenden Region E anhaftet. In dem
zweiten Anhaftungszustand kann der verbleibende Kraftstoff über der
geneigten Fläche 25a an der Seite des gestuften Abschnitts 25 der
vorstehenden Region E mit der Form des Stiftrands anhaften. Daher
kann, wie in 6(c) gezeigt ist, das
verbleibende anhaftende Flüssigkeitspartikel, das nicht
eingespritzt wurde, einfach zu der Außenseite bewegt werden,
die von der vorstehenden Region E verschieden ist, d. h. zu der
geneigten Fläche 25a an der Seite des gestuften Abschnitts 25.
Somit kann das anhaftende Flüssigkeitspartikel aus dem
Einspritzlochauslass 31b ähnlich wie in dem dritten
Anhaftungszustand weggezogen werden.
-
Zu
dieser Zeit kann der Kraftstoff, der an der vorstehenden Region
E mit der Stiftrandform anhaftet, aufgrund der Oberflächenspannung
wegen des Stiftrands verglichen zu einem Kraftstoff, der an einer flachen
Fläche 923b des Einspritzlochausbildungsbereichs 923 anhaftet,
wie in einem Vergleichsbeispiel in 15(b) gezeigt
ist, einfach abgelöst werden. Daher ist die Größe
des Kraftstoffs, der an der vorstehenden Region E mit der Stiftrandform
anhaftet, auf die Größe des relativ kleinen Flüssigkeitspartikels
begrenzt. 15(a) zeigt einen Einspritzzustand
des Vergleichsbeispiels. 15(b) zeigt
einen Zustand, unmittelbar nachdem die Einspritzung in dem Vergleichsbeispiel
gestoppt ist. 15(c) zeigt einen Zustand
des Einspritzstopps des Vergleichsbeispiels. 15(d) zeigt
einen Zustand, in dem die flache Fläche 923b des
Einspritzlochausbildungsbereichs 923 des Vergleichsbeispiels
einem heißen Gas wie z. B. einem Brenngas ausgesetzt ist,
das in einer Brennkammer erzeugt wird.
-
Selbst
wenn die Größe des verbleibenden Flüssigkeitspartikels,
das nicht eingespritzt wurde, nicht die Größe
des kleinen Flüssigkeitspartikels hat, das die vorstehende
Region E mit der Stiftrandform durchläuft, sondern die
Größe eines vergleichsweise großen Flüssigkeitspartikels
hat, haftet das vergleichsweise große Flüssigkeitspartikel
an einem erweiterten benachbarten Bereich an, der an der vorstehenden
Region E mit der Stiftrandform zentriert ist. Somit bewegt sich,
da das anhaftende Flüssigkeitspartikel über der
vorstehenden Region E des Stiftrands anhaftet, das vergleichsweise
große Flüssigkeitspartikel auch an der geneigten
Fläche 25a an der Seite des gestuften Abschnitts 25 an.
-
Das
anhaftende Flüssigkeitspartikel, das zu der geneigten Fläche 25a an
der Seite des gestuften Abschnitts 25 bewegt wurde, ist
einem heißen Gas ausgesetzt, wie in 6(d) gezeigt
ist. Das anhaftende Flüssigkeitspartikel wird wiederholt
einem heißen Gas in dem Brennzyklus ausgesetzt und ändert
sich in die Ablagerung. Jedoch ist es, da das anhaftende Flüssigkeitspartikel,
das sich in die Ablagerung ändert, aus dem Einspritzlochauslass 31b weggezogen wird,
kaum oder nicht möglich, dass sich die angesammelte Ablagerung
in das Innere des Einspritzlochauslasses 31b eintritt (siehe 7).
-
Im
Gegensatz dazu ist in dem Vergleichsbeispiel, wie in 15(c) gezeigt ist, es möglich,
dass sich das anhaftende Flüssigkeitspartikel entlang der flachen
Fläche 923b ausbreitet, während das anhaftende
Flüssigkeitspartikel an der inneren Umfangsfläche 31c des
Einspritzlochs 31 anhaftet. Es ist möglich, dass
das vergleichsweise große anhaftende Flüssigkeitspartikel
in diesem Fall ausgebildet wird. Daher neigt die sich ansammelnde
Ablagerung in dem Vergleichsbeispiel dazu, wie in 15(d) und 16 gezeigt
ist, in das Innere des Einspritzlochauslasses 31b einzutreten.
-
Ein
zweiter Neigungswinkel (nachstehend als ein Abstandswinkel α bezeichnet)
der geneigten Fläche 25a in Bezug auf die kürzeste
Endfläche 23be sollte bevorzugt in dem Bereich
von 30 bis 90 Grad festgelegt sein. Die geneigte Fläche 25a,
die den Abstandswinkel α in dem vorstehenden Bereich in
Bezug auf die kürzeste Endfläche 25be definiert,
kann wirksam bewirken, dass das kleine anhaftende Flüssigkeitspartikel
zu einer Außenseite des Einspritzlochauslasses 31b entlang
der geneigten Fläche 25a ausströmt. In
der vorstehenden Region E in der Form des Stiftrands wirkt die Oberflächenspannung
dominierend auf das kleine anhaftende Flüssigkeitspartikel,
das die geneigte Fläche 25a durchläuft,
die sich von der kürzesten Endfläche 25be nach
außen erstreckt, im Vergleich zu der Schwerkraft, da das
Flüssigkeitspartikel klein ist. Somit ist das kleine anhaftende
Flüssigkeitspartikel weniger der Schwerkraft ausgesetzt,
sondern es ist der Oberflächenspannung ausgesetzt.
-
Wenn
der Abstandswinkel α der geneigten Fläche 25a kleiner
als 30 Grad ist, ist der Abstandswinkel α der geneigten
Fläche 25 in Bezug auf die kürzeste Endfläche 23be zu
klein. In diesem Fall kann die erforderliche Oberflächenspannung,
die bewirkt, dass das anhaftende Flüssigkeitspartikel zu der
Außenseite des Einspritzlochauslasses 31b entlang
der geneigten Fläche 25a strömt, nicht
erhalten werden.
-
Wenn
der Abstandswinkel α vergrößert wird, kann
die Wirkkraft der Oberflächenspannung zum Bewegen des anhaftenden
Flüssigkeitspartikels zu der Außenseite entlang
der geneigten Fläche 25a erhöht werden.
Wenn jedoch der Abstandswinkel α 90 Grad überschreitet,
ist es möglich, dass eine Ecke mit einem spitzen Winkel
zwischen einem Rand der geneigten Fläche 25a an
einer Seite, die zu der kürzesten Endfläche 23be gegenüberliegend
ist, und der gestuften Fläche 25b ausgebildet
wird, die die geneigte Fläche 25a an der unteren
Fläche 23b des Einspritzlochausbildungsbereichs 25 verbindet.
Die Ecke mit dem spitzen Winkel neigt dazu, dass sich das Flüssigkeitspartikel
aufgrund der Kapillarwirkung ansammelt, da der Winkel spitz ist.
Daher ist es möglich, dass die Wirkkraft der Oberflächenspannung
beeinträchtigt wird. Als Ergebnis ist es schwierig, das anhaftende
Flüssigkeitspartikel von der Ecke weiter zu einer Außenseite
der gestuften Fläche 25b zu bewegen. Das heißt,
es ist möglich, dass die Wirkung zum Wegziehen des anhaftenden
Flüssigkeitspartikels aus dem Einspritzlochauslass 31b durch
den gestuften Abschnitt 25 eingeschränkt ist.
-
Im
Allgemeinen wird der Stiftrand durch Absetzen (engl. „sharpening")
der vorstehenden Region wie z. B. des Rands hergestellt. In dem
Herstellprozess kann durch das Absetzen der vorstehenden Region
ein Grat erzeugt werden. Wenn das Absetzen der vorstehenden Region überaus
wichtig ist, ist es möglich, dass der Einspritzlochauslass übermäßig bearbeitet
wird und dass die Form des Einspritzlochauslasses z. B. zerstört
wird. Wenn die Einspritzlochauslassform zerstört ist, kann
eine gewünschte Charakteristik der Kraftstoffeinspritzung
aus dem Einspritzloch nicht erreicht werden.
-
Im
Gegensatz dazu ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die vorstehende Region E in der Form des Stiftrands wie folgt definiert.
Nämlich ist die vorstehende Region E derart festgelegt, dass
die kleine kürzeste Endfläche 23be zwischen dem
Einspritzlochauslass 31b und dem gestuften Abschnitt 25 in
dem Bereich von 50 bis 200 Mikrometer ausgebildet ist. Somit wird
die Ausbildung des Grats verhindert und eine Verschlechterung der
Form des Einspritzlochauslasses 31b, welche durch übermäßiges
Bearbeiten der Absetzung des Stiftrands verursacht wird, kann verhindert
werden.
-
Somit
kann gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
eine Ansammlung des Kraftstoffs, der an dem Umfangsabschnitt des
Einspritzlochs 31 nach der Kraftstoffeinspritzung verbleibt,
ohne dass dieser eingespritzt wurde, verhindert werden, wodurch
das Anwachsen bzw. die Ansammlung der Ablagerung und die Anhaftung
der Ablagerung in dem Umfangsabschnitt des Einspritzlochs 31 unterdrückt werden
können.
-
Es
ist ferner möglich, dass der verbleibende Kraftstoff, der
nicht eingespritzt wurde, zu einer Stelle bewegt wird, die sich
von der Seite des gestuften Abschnitts 25 unterscheidet.
Jedoch bewegt sich in diesem Fall das anhaftende Flüssigkeitspartikel,
das zu dem ersten Anhaftungszustand korrespondiert, zu dem Inneren
des Einspritzlochauslasses 31b oder verbleibt das anhaftende
Flüssigkeitspartikel, das zu einer Modifikation des ersten
Anhaftungszustands korrespondiert, über dem Einspritzlochauslass 31b. Daher
wird ein derartiges kleines anhaftendes Flüssigkeitspartikel
zu der Außenseite des Injektors 1 durch den Kraftstoff
weggeführt, der aus dem Einspritzloch 31 eingespritzt
wird, und wird als der eingespritzte Kraftstoff verbraucht, der
in die Maschine in der nächsten Kraftstoffeinspritzung
zugeführt werden.
-
Die
Länge Le der kürzesten Endfläche 23be ist
in dem Bereich von 50 bis 200 Mikrometer aus den nachstehenden Gründen
festgelegt. Wenn die Länge Le der kürzesten Endfläche 23be kleiner
als 50 Mikrometer ist, ist das Absetzen der vorstehenden Region
E in der Form des Stiftrands außerordentlich wichtig. Demgemäß ist
es möglich, dass der Einspritzlochauslass 31b übermäßig
bearbeitet wird und zum Beispiel die Einspritzlochauslassform zerstört wird.
Außerdem kann gemäß der zweiten Erkenntnis, die
durch die Erfinder ermittelt wurde, die Ausbildung der Ablagerung,
die das Einspritzloch 31 verstopfen kann, nicht verhindert
werden, wenn die Länge Le der kürzesten Endfläche 23be 200
Mikrometer überschreitet.
-
Die
zweite Erkenntnis wurde wie folgt herausgefunden. Die Erfinder denken,
dass die Größe des anhaftenden Flüssigkeitspartikels
des Kraftstoffs, der an der stromabwärtigen Endfläche 23b des
Einspritzlochausbildungsbereichs 23 anhaftet, durch die
Kraftstoffeigenschaft und die Komponente bestimmt ist, die die stromabwärtige
Endfläche 23b ausbildet. Daher richteten die Erfinder
ihre Aufmerksamkeit auf die Form des Einspritzlochauslasses 31b und
studierten diese Form, wobei Benzin als der Kraftstoff und ein rostfreies
Stahlmaterial als die Komponente verwendet wurden (d. h. ein SUS
Material gemäß JIS (japanische Industrie-Norm).
Als Ergebnis der Studie ermittelten die Erfinder eine Erkenntnis,
dass die Ausbildung der Ablagerung mehr als eine zulässige
Menge zum Verhindern des Verstopfens des Einspritzlochs 31 durch
Ausbilden der Länge Le der kürzesten Endfläche 23be auf
200 Mikrometer oder darunter verhindert werden kann. Die maximale
Länge Lemax, die für die kürzeste Endfläche 23be festgelegt
werden kann, liegt in einem Schwankungsbereich von ungefähr
200 Mikrometer minus 10–20% bis 200 Mikrometer plus 10–20%, ohne
dass die Kraftstoffart verändert wird oder die Komponente
in eine spezielle Komponente verändert wird.
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In
dem vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist das Stufenausmaß h des gestuften Abschnitts 25 in
Bezug auf die kürzeste Endfläche 23be in
dem Bereich von 100 bis 300 μm festgelegt. Demgemäß kann
die Menge des anhaftenden Kraftstoffs, die es ermöglicht,
dass der Kraftstoff, der über die vorstehende Region E
anhaftet, aus dem Einspritzlochauslass 31b weggezogen werden
kann und an der Seite des gestuften Abschnitts 25 gehalten
werden kann, wirksam sichergestellt werden. Wenn das Stufenausmaß h
des gestuften Abschnitts 25 kleiner als 100 μm
ist, können die Wirkungen des gestuften Abschnitts 25,
um den anhaftenden Kraftstoff aus dem Einspritzlochauslass 31b wegzuziehen
und um den anhaftenden Kraftstoff an der Seite des gestuften Abschnitts 25 zu
halten, derart, dass die Ablagerung durchgehend an der Seite des
gestuften Abschnitts 25 ausgebildet wird, nicht ausreichend
erreicht werden.
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Durch
Erhöhen des Stufenausmaßes h des gestuften Abschnitts 25 kann
die Menge des anhaftenden Kraftstoffs, der aus dem Einspritzlochauslass 31b weggezogen
werden kann und gehalten werden kann, erhöht werden. Wenn
jedoch das Stufenausmaß h des gestuften Abschnitts 25 300 μm überschreitet,
ist es möglich, dass eine Festigkeit des Injektors 1 und
insbesondere die Festigkeit des Einspritzlochausbildungsbereichs 23 nicht
sichergestellt werden können.
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In
dem vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die geneigte Fläche 25a in der Ringform außerhalb
der Einspritzlöcher 31 an dem Einspritzlochausbildungsbereich 23 ausgebildet.
Daher ist es nicht erforderlich, die geneigte Fläche 25a,
d. h. den gestuften Abschnitt 25, für jeden Bereich
des Einspritzlochauslasses 31b an der Seite des stumpfen
Winkels auszubilden, wodurch Arbeitsstunden zum Ausbilden des gestuften
Abschnitts 25 reduziert werden können. Die Seite
des stumpfen Winkels, der vorstehend beschrieben ist, stellt die Außenumfangsseite
der Öffnung des Einspritzlochs an der Auslassseite, d.
h. an einer Seite, dar, die von der Mittelachse 1j beabstandet
ist.
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In
dem vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispiel
kann die Länge Le der kürzesten Endfläche 23be bevorzugt
gleich wie oder kürzer als der Durchmesser der Öffnung
des Einspritzlochauslasses 31b, d. h. der Hauptachse D1, sein.
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Im
Allgemeinen kann die Ausbildung des Grats verhindert werden, je
größer die Länge Le der kürzesten
Endfläche 23be des Umfangsabschnitts ist, der
die vorstehende Region E in der Form des Stiftrands ausbildet. Wenn
jedoch die Länge Le der kürzesten Endfläche 23be die
Flüssigkeitspartikelgröße des Kraftstoffnebels überschreitet,
der aus dem Einspritzloch 31 eingespritzt wird, ist es
schwierig, dass sich das Flüssigkeitspartikel, das an der
vorstehenden Region E anhaftet, zu der geneigten Fläche 25a an
der Seite des gestuften Abschnitts 25 über die
vorstehende Region E mit der Stiftrandform bewegt. Zur Verbesserung
der Zerstäubung ist es erforderlich, dass das Einspritzloch 31 mit
dem vergleichsweise kleinen Lochdurchmesser von z. B. ungefähr
200 μm ausgebildet werden soll.
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Daher
ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Länge
Le der kürzesten Endfläche 23be auf die
Hauptachse D1 des Einspritzlochauslasses 31b oder darunter
begrenzt, derart, dass das Flüssigkeitspartikel des verbleibenden
Kraftstoffs, der nicht eingespritzt wurde, zu der Seite des gestuften
Abschnitts 25 der vorstehenden Region E mit der Form des
Stiftrands bewegt wird, und derart, dass die Verbesserung der Zerstäubung
des Kraftstoffs, der aus dem Einspritzloch 31 eingespritzt
wird, sichergestellt ist.
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Nachstehend
ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf 8 bis 10 erläutert.
Das zweite Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel, in dem
ein gestufter Abschnitt 125 als eine vertiefte Nut ausgebildet
ist, die sich in einer Kreisform in der Umfangsrichtung entlang
der geneigten Fläche 25a erstreckt.
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Wie
in 9 gezeigt ist, ist ein Abstandswinkel α (nicht
gezeigt) der geneigten Fläche 25a, die sich außerhalb
der kürzesten Endfläche 23be erstreckt,
mit 90° festgelegt. Der Abstandswinkel α der geneigten
Fläche 25a ist nicht auf 90° beschränkt, sondern
kann ein beliebiger Winkel in dem Bereich von 30 bis 90° sein.
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Wie
in 9 und 10 gezeigt ist, hat der gestufte
Abschnitt 125 die geneigte Fläche 25a,
eine zweite geneigte Fläche 125c, die radial zu
der geneigten Fläche 25a zugewandt ist, und eine
ringförmige Stufenfläche 125b, die die
geneigte Fläche 25a und die zweite geneigte Fläche 125c verbindet.
Der gestufte Abschnitt 125 teilt die untere Fläche 23b in eine
erste untere Fläche 23b1, die an der Seite des Einspritzlochs 31 bereitgestellt
ist und die die kürzeste Endfläche 23be umfasst,
und in eine zweite untere Fläche 123b2.
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Mit
einer derartigen Struktur ist, da der gestufte Abschnitt 125 in
der Form der vertieften Nut ausgebildet ist, die sich in der Ringform
erstreckt, ein vertiefter Nutabschnitt, der sich entlang der geneigten
Fläche 25a erstreckt, in beiden Umfangsrichtungen
weg von der vorstehenden Region E mit der Stiftrandform ausgebildet,
wobei diese an der vorstehenden Region E zentriert ist. Somit kann
z. B. das anhaftende Flüssigkeitspartikel, das über
die vorstehende Region E anhaftet, zu der Außenseite der
geneigten Fläche 25h von der inneren Umfangsfläche 31c und
der kürzesten Endfläche 23be bewegt werden.
Außerdem kann aufgrund der Kapillarwirkung in dem Nutabschnitt
das anhaftende Flüssigkeitspartikel wirksam aus dem Einspritzlochauslass 31b entlang
dem Nutabschnitt weggezogen werden, der in beiden Umfangsrichtungen
von der vorstehenden Region E ausgebildet ist.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sollte eine Nutbreite
Ld des vertieften Nutabschnitts bevorzugt gleich wie oder kleiner
als die Hälfte der Hauptachse D1 des Einspritzlochauslasses 31b sein, wie
in 9 und 10 gezeigt ist. Mit einer derartigen
Gestaltung kann durch Festlegen der Nutbreite Ld des vertieften
Nutabschnitts gleich wie oder kleiner als die Hälfte der
Hauptachse D1 des Einspritzlochauslasses 31b eine vergleichsweise
kleine Nutbreite bereitgestellt werden. Demgemäß kann
die Wirkkraft der Kapillarwirkung in dem Nutabschnitt erhöht
werden.
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Außerdem
verteilt sich, wenn sich das anhaftende Flüssigkeitspartikel,
das über die vorstehende Region E mit der Stiftrandform
anhaftet, zu der Außenseite der geneigten Fläche 25a von
der kürzesten Endfläche 23be bewegt,
das anhaftende Flüssigkeitspartikel in dem Nutabschnitt,
der in die beiden Umfangsrichtungen an beiden Seiten der vorstehenden
Region E ausgebildet ist, und strömt somit entlang des
verzweigten Nutabschnitts. Somit kann das anhaftende Flüssigkeitspartikel
wirksam in den Nutabschnitt gezogen werden, der die vergleichsweise kleine
Strömungsdurchgangsquerschnittsfläche hat, die
durch die Nutbreite begrenzt ist, die gleich wie oder kleiner als
die Hälfte der Hauptachse D1 ist.
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Nachstehend
ist ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf 11 bis 14 beschrieben.
Das vierte Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel, in dem
ein gestufter Abschnitt 225 als eine vertiefte Nut ausgebildet
ist, die sich von einer geneigten Fläche 225a nach
außen erstreckt.
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Wie
in 12 und 13 gezeigt
ist, ist die geneigte Fläche 225a, die sich von
der kürzesten Endfläche 23b1 nach außen
erstreckt, für jeden Einspritzlochauslass 21b des
Einspritzlochs 31 bereitgestellt. Mit einer derartigen
Gestaltung ist es nicht erforderlich, den gestuften Abschnitt 225 in
den gesamten Bereichen der Einspritzlochauslässe 31b an
der Seite des stumpfen Winkels bereitzustellen, sondern können
die gestuften Abschnitte 225 auf die vertieften Nutabschnitte
begrenzt sein, die sich von den geneigten Flächen 225a nach
außen erstrecken. Daher ist selbst in dem Fall, in dem
der gestufte Abschnitt 225 für jedes Einspritzloch 31 bereitgestellt
ist, eine Bearbeitung auf eine lokale Bearbeitung des Nutabschnitts
beschränkt, wodurch eine Reduktion der Arbeitsstunden zum
Ausbilden des gestuften Abschnitts erreicht wird. In 11 bis 14 ist
eine Fläche 225b eine Stufenfläche des
gestuften Abschnitts 225 und sind Flächen 225c, 225d seitliche Flächen
des gestuften Abschnitts 225.
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Außerdem
kann z. B. durch Ausbilden einer Nutbreite W des vertieften Nutabschnitts
(siehe 14), der vergleichsweise klein
ist, das anhaftende Flüssigkeitspartikel aufgrund der Kapillarwirkung entlang
der Richtung des Nutabschnitts strömen, der sich von der
geneigten Fläche 225a nach außen erstreckt.
Somit kann das anhaftende Flüssigkeitspartikel wirksam
aus dem Einspritzlochauslass 31b weggezogen werden.
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Die
Nutbreite W der vertieften Nut sollte bevorzugt gleich wie oder
größer als der Lochdurchmesser D (d. h. die Nebenachse
D2) des Einspritzlochauslasses 31b sein, wie in 14 gezeigt
ist. Somit kann der gestufte Abschnitt 225, der durch den Nutabschnitt
mit der Nutbreite W begrenzt ist, die gleich wie oder größer
als der Lochdurchmesser D des Einspritzlochauslasses 31b ist,
zu dem Bereich des Einspritzlochauslasses an der Seite des stumpfen
Winkels gegenüberliegen. Der gestufte Abschnitt 225,
der die Nutbreite W, die gleich wie oder größer als
der Lochdurchmesser D des Einspritzlochauslasses 31b ist,
und die geneigte Fläche 225a hat, kann das anhaftende
Flüssigkeitspartikel, das in dem Einspritzlochauslass 31b verbleibt,
ohne dass es eingespritzt wurde, durch die geneigte Fläche 225a wirksam
zu der Außenseite des Einspritzlochauslasses 31 bewegen.
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Die
Erläuterung der vorstehenden Ausführungsbeispiele
wurde in der Annahme gemacht, dass der Einspritzlochausbildungsbereich 23,
in dem die Einspritzlöchern 31 ausgebildet sind,
einstückig mit dem Ventilkörper 20 als
ein Körper ausgebildet ist. Der Einspritzlochausbildungsbereich
ist nicht auf das Bauteil beschränkt, das einstückig
mit dem Ventilkörper 23 als ein Körper
ist. Alternativ kann ein Einspritzlochausbildungsbauteil in der
Form einer flachen Platte (z. B. eine Einspritzlochplatte) getrennt
von dem Ventilkörper ausgebildet sein und an der unteren Endfläche
des Ventilkörpers fixiert sein.
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Die
Erläuterung der vorstehenden Ausführungsbeispiele
wurde in der Annahme gemacht, dass die mehreren Einspritzlöcher 31 auf
dem einzigen virtuellen Kreis an der unteren Fläche 23b des
Einspritzlochausbildungsbereichs 23 angeordnet sind. Die
Anordnung der Einspritzlöcher 31 ist nicht auf
die Anordnung auf dem einzigen Kreis beschränkt. Alternativ
kann jede Anordnung verwendet werden, solange zumindest zwei Einspritzlöcher 31 vorgesehen sind.
Zum Beispiel können die Einspritzlöcher 31 einfach
in einem Bereich der flachen Platte angeordnet sein.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern sie kann in vielen verschiedenen Arten
ausgeführt werden, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen,
der in den angefügten Ansprüchen definiert ist.
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Ein
Injektor (1) hat einen Einspritzlochausbildungsbereich
(23), in dem Einspritzlöcher (31) ausgebildet
sind. Eine Lochachse jedes Einspritzlochs (31), das sich
in einer stromabwärtigen Endfläche (23b)
des Einspritzlochausbildungsbereichs (23) öffnet,
ist in Bezug auf die stromabwärtige Endfläche (23b)
geneigt. Der Injektor (1) spritzt den Kraftstoff aus einem
Einspritzlochauslass (31b) des Einspritzlochs (31)
direkt in eine Maschine ein. Der Injektor (1) hat einen
gestuften Abschnitt (25) nahe dem Einspritzlochauslass
(31b) in einem Umfangsabschnitt des Einspritzlochauslasses
(31b) an der stromabwärtigen Endfläche
(23b), so dass der Einspritzlochauslass (31b)
in einem Bereich des Einspritzlochauslasses (31b) vorsteht,
in dem ein Kreuzungswinkel zwischen der stromabwärtigen
Endfläche (23b) und der Lochachse stumpf ist.
Eine Länge einer kürzesten Endfläche
(23be) des Umfangsabschnitts zwischen dem Einspritzlochauslass
(31b) und dem gestuften Abschnitt (25) ist in
einem Bereich von 50 bis 200 Mikrometer festgelegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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