DE102010062420B4

DE102010062420B4 - Kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE102010062420B4
Application number: DE102010062420.9A
Authority: DE
Inventors: Keita Imai
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2024-03-28
Anticipated expiration: 2030-12-04
Also published as: JP5218487B2; JP2011137442A; DE102010062420A1

Abstract

Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine, mit:einem Ventilgehäuse (12), das ein Kraftstoffeinspritzloch (17) umfasst, durch das Kraftstoff in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird,einem stationären Kern (20), der an dem Ventilgehäuse (12) fixiert ist,einem beweglichen Kern (30, 230), der hin zu einer ersten Seite, wo der stationäre Kern (20) angeordnet ist, durch eine Einwirkung einer magnetischen Anziehungskraft bewegbar ist,einer Spule (60), die die magnetische Anziehungskraft bei einer Stromversorgung der Spule (60) in einem Ventilöffnungsbetrieb zum Öffnen des Kraftstoffeinspritzlochs (17) erzeugt und die magnetische Anziehungskraft bei einem Abschalten der Stromversorgung zu der Spule (60) in einem Ventilschließbetrieb zum Schließen des Kraftstoffeinspritzlochs (17) verliert,einem Ventilelement (40), das einen Ventildurchdringungsabschnitt (42), der durch den beweglichen Kern (30, 230) hindurchdringt, und einen Ventilvorsprung (44) umfasst, der aus dem Ventildurchdringungsabschnitt (42) herausragt und gegen den beweglichen Kern (30, 230) von der ersten Seite, wo der stationäre Kern (20) angeordnet ist, anstoßbar ist, wobei das Ventilelement (40) eingerichtet ist, das Kraftstoffeinspritzloch (17) durch eine Hin- und Herbewegung des Ventilelements (40) zu öffnen oder zu schließen, um die Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzloch (17) zu ermöglichen oder zu unterbinden, undeinem beweglichen Anschlag (50, 450), der einen Anschlagdurchdringungsabschnitt (52, 452) umfasst, der durch den beweglichen Kern (30, 230) hindurchdringt und aus einer Endoberfläche des beweglichen Kerns (30, 230) herausragt, die an der ersten Seite, wo der stationäre Kern (20) angeordnet ist, angeordnet ist, wobei der bewegliche Anschlag (50, 450) eingerichtet ist, eine Lücke (56a) zwischen dem Ventilvorsprung (44) und dem beweglichen Kern (30, 230) zu bilden, indem der Anschlagdurchdringungsabschnitt (52, 452) gegen den Ventilvorsprung (44) von einer zweiten Seite, die zu dem stationären Kern (20) entgegengesetzt ist, in einem abgeschalteten Zustand der Spule (60) anstößt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil, das Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine durch ein zugehöriges Kraftstoffeinspritzloch einspritzt.
In einem bekannten Kraftstoffeinspritzventil wird eine Spule mit Strom versorgt, um eine elektromagnetische Anziehungskraft zu erzeugen, die einen beweglichen Kern hin zu einer Seite antreibt, wo ein stationärer Kern angeordnet ist, um ein Kraftstoffeinspritzloch eines Ventilgehäuses in einem Ventilöffnungsbetrieb zu öffnen. Im Gegensatz dazu wird die Stromzufuhr zu der Spule ausgeschaltet, um die elektromagnetische Kraft zu verlieren und dadurch das Kraftstoffeinspritzventil in einem Ventilschließbetrieb zu schließen.
Eine japanische Patentdruckschrift JP 2009- 108 842 A und eine deutsche Patentdruckschrift DE 10 2006 046 833 A1 lehren ein derartiges Kraftstoffeinspritzventil, in dem sich ein Ventilelement hin und her bewegt, um ein Kraftstoffeinspritzloch zu öffnen oder zu schließen, um eine Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzloch zu ermöglichen oder zu unterbinden. Ein Flansch ist bei einem Ventildurchdringungsabschnitt des Ventilelements bereitgestellt, der den beweglichen Kern durchdringt, wobei der Flansch gegen einen beweglichen Kern von der einen Seite, wo der stationäre Kern angeordnet ist, anstoßen kann. In diesen Typ eines Kraftstoffeinspritzventils stößt in einem Zustand, bei dem das Kraftstoffeinspritzloch mit dem beweglichen Ventilelement geschlossen wird, wenn ein Ventilöffnungsbetrieb gestartet wird, um das Kraftstoffeinspritzloch zu öffnen, der bewegliche Kern, der die magnetische Anziehungskraft empfängt, gegen den Flansch des Ventilelements, das zu der anderen Seite, die zu dem stationären Kern entgegengesetzt ist, durch eine Rückstellkraft einer Feder gedrückt wird. Folglich behält zu der Zeit einer Bewegung und eines Anstoßens des beweglichen Kerns gegen den stationären Kern das Ventilelement eine zugehörige Bewegung durch die Trägheitskraft gegen die Rückstellkraft der Feder aufrecht. Somit wird der Ventildurchdringungsabschnitt in Bezug auf den beweglichen Kern bewegt, wobei zur gleichen Zeit der Flansch weg von dem beweglichen Kern versetzt wird. Hierdurch kann auch in einem Fall, bei dem der bewegliche Kern hin zu der anderen Seite, die entgegensetzt zu dem stationären Kern ist, durch eine Kollisionsreaktionskraft zurückgeprellt wird, das Ventilelement, zu dem eine derartige Prellkraft weniger wahrscheinlich geleitet wird als zu dem Flansch, ein Auftreten von Veränderungen in einer Kraftstoffeinspritzmenge vermeiden, die durch ein fehlerhaftes Schließen des Kraftstoffeinspritzlochs verursacht würde.
In dem Kraftstoffeinspritzventil, das in der japanischen Patentdruckschrift JP 2009- 108 842 A offenbart ist, stoßen in dem abgeschalteten Zustand der Spule der Flansch des Ventilelements und der bewegliche Kern gegeneinander. Somit ist es erforderlich, dass bei dem Ventilöffnungsbetrieb die magnetische Anziehungskraft an den beweglichen Kern von der Zeit eines Startens des Ventilöffnungsbetriebs durch die Stromzufuhr zu der Spule angelegt wird, um das Ventilelement von dem zugehörigen gestoppten Zustand zusammen mit dem beweglichen Kern zu bewegen. Folglich kann in der Anfangsstufe des Ventilöffnungsbetriebs die Bewegungsgeschwindigkeit des Ventilelements nicht in ausreichender Weise vergrößert werden. Folglich wird die Bewegungszeitdauer des Ventilelements, die zum Öffnen des Kraftstoffeinspritzlochs erforderlich ist, in die Länge gezogen. Somit ist dies hinsichtlich einer Verringerung der minimalen Kraftstoffeinspritzmenge von Nachteil.
In dem Kraftstoffeinspritzventil, das in der deutschen Patentdruckschrift DE 10 2006 046 833 A1 offenbart ist, ist eine Lücke zwischen dem Flansch des Ventilöffnungselements und dem beweglichen Kern in dem abgeschalteten Zustand der Spule ausgebildet. Folglich kann zu der Zeit eines Startens des Ventilöffnungsbetriebs die magnetische Anziehungskraft an den beweglichen Kern durch die Stromzufuhr zu der Spule angelegt werden, um den beweglichen Kern ohne Begleitung durch das Ventilelement zu bewegen. Somit kann der beschleunigte bewegliche Kern, der durch eine Bewegung des beweglichen Kerns über die Entfernung beschleunigt wird, die der Lücke zwischen dem Flansch und dem beweglichen Kern entspricht, die Aufprallkraft, die dem Momentum bzw. der Stoßkraft des beweglichen Kerns entspricht, an den Flansch durch die Kollision des beweglichen Kerns mit dem Flansch aufbringen. Als Ergebnis kann die Bewegung des Ventilelements, die zum Öffnen des Kraftstoffeinspritzlochs erforderlich ist, innerhalb einer kurzen Zeitdauer ausgeführt werden.
In dem Kraftstoffeinspritzventil, das in der deutschen Patentdruckschrift DE 10 2006 046 833 A1 offenbart ist, ist der Flansch jedoch in das Ventilelement pressgepasst und damit verschweißt, um die Größe der Lücke zwischen dem Flansch und dem beweglichen Kern zu steuern. Somit kann die Größe der Lücke zwischen dem Flansch und dem beweglichen Kern dazu neigen, von Erzeugnis zu Erzeugnis in Abhängigkeit des Presspasszustands und/oder des Schweißzustands des Flansches zu der Zeit einer Herstellung zu variieren. Anders ausgedrückt ist es schwierig, die Größe der Lücke genau zu steuern. Folglich kann bei dem Ventilöffnungsbetrieb die Aufprallkraft, die an den Flansch aufgrund der Bewegung des beweglichen Kerns über die Entfernung, die der Lücke entspricht, angelegt wird, von Erzeugnis zu Erzeugnis variieren. Somit wird die Variationsrate bei der Bewegungszeitdauer des Ventilelements innerhalb der kurzen Zeitdauer verstärkt. Als Ergebnis kann die Steuerungsgenauigkeit der Kraftstoffeinspritzmenge verschlechtert werden.
Zusätzlich umfasst in dem Kraftstoffeinspritzventil gemäß der deutschen Patentdruckschrift DE 10 2006 046 833 A1 das Ventilelement zusätzlich zu dem ersten Flansch, der aus dem Ventildurchdringungsabschnitt herausragt und gegen den beweglichen Kern von der einen Seite, wo der stationäre Kern angeordnet ist, anstoßen kann, ebenso einen zweiten Flansch, der aus dem Ventildurchdringungsabschnitt herausragt und gegen den beweglichen Kern von der anderen Seite, die zu dem stationären Kern entgegengesetzt ist, anstoßen kann. Des Weiteren ist in dem Kraftstoffeinspritzventil gemäß der deutschen Patentdruckschrift DE 10 2006 046 833 A1 zusätzlich zu einer ersten Feder, die das Ventilelement hin zu der anderen Seite drückt, die zu dem stationären Kern entgegengesetzt ist, ebenso eine zweite Feder bereitgestellt, die zwischen dem beweglichen Kern und dem zweiten Flansch angeordnet ist, um den beweglichen Kern hin zu der anderen Seite, die zu dem stationären Kern entgegengesetzt ist, zu drücken. Mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau stößt, wenn das Kraftstoffeinspritzloch geschlossen wird, indem der Ventilschließbetrieb in dem offenen Zustand des Kraftstoffeinspritzlochs gestartet wird, der erste Flansch des Ventilelements, der hin zu der anderen Seite, die zu dem stationären Kern entgegengesetzt ist, durch die Rückstellkraft der ersten Feder gedrückt wird, gegen den beweglichen Kern von der einen Seite, wo der stationäre Kern angeordnet ist. Zu dieser Zeit wird die magnetische Anziehungskraft verloren, so dass der bewegliche Kern zusammen mit dem Ventilelement hin zu der anderen Seite, die zu dem stationären Kern entgegengesetzt ist, durch die Rückstellkraft der ersten Feder bewegt wird. Hierdurch stößt der zweite Flansch des Ventilelements, der eine zugehörige Bewegung bei einem Schließen des Kraftstoffeinspritzlochs stoppt, gegen den beweglichen Kern, der hin zu der anderen Seite, die zu dem stationären Kern entgegensetzt ist, durch die Rückstellkraft der zweiten Feder gedrückt wird und die Trägheitskraft empfängt. Somit kann das Ventilelement, das durch das Anstoßen zwischen dem beweglichen Kern und dem zweiten Flansch in Schwingung versetzt wird, möglicherweise das Kraftstoffeinspritzloch öffnen, um eine unerwartete Sekundärkraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzloch zu verursachen.
Die Druckschrift DE 10 2006 046 833 A1 beschreibt ein Brennstoffeinspritzventil, insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine, die einen Anker, der mit einer Magnetspule zusammenwirkt, und eine mit dem Anker in Wirkverbindung stehende axial bewegbare Ventilnadel, an der ein Ventilschließkörper vorgesehen ist, der zusammen mit einer Ventilsitzfläche einen Dichtsitz bildet, umfasst. Der Anker weist an seiner äußeren Mantelfläche eine Ringnut auf, in die ein offener Führungsring eingelegt ist, der die obere Ventilnadelführung bildet.
Die Druckschrift US 2005 / 0 269 432 A1 beschreibt ein Kraftstoffeinspritzventil, das ein Ventilelement, ein erstes Anschlagelement, ein zweites Anschlagelement, einen beweglichen Kern, einen festen Kern und eine Spule umfasst. Das Ventilelement öffnet und schließt eine Einspritzdüse. Das erste Anschlagelement ragt radial nach außen aus dem Ventilelement heraus. Das zweite Anschlagelement ragt von dem Ventilelement radial nach außen heraus. Der bewegliche Kern ist zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlagelement eingebettet. Der bewegliche Kern und eines der ersten und zweiten Anschlagelemente bilden eine Kraftstoffkammer. Der feste Kern ist gegenüber dem beweglichen Kern axial verschoben. Die Spule bewirkt eine wechselseitige axiale Verschiebung des Ventilelements, sodass sich der bewegliche Kern axial zum festen Kern hin und von diesem weg bewegt.
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehend genannten Schwierigkeiten gemacht worden. Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzventil bereitzustellen, das eine Kraftstoffeinspritzmenge mit einer relativ hohen Genauigkeit steuern kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Zum Erreichen der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt, das ein Ventilgehäuse, einen stationären Kern, einen beweglichen Kern, eine Spule, ein Ventilelement und einen beweglichen Anschlag umfasst. Das Ventilgehäuse umfasst ein Kraftstoffeinspritzloch, durch das Kraftstoff in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Der stationäre Kern ist an dem Ventilgehäuse fixiert. Der bewegliche Kern ist hin zu einer ersten Seite, wo der stationäre Kern angeordnet ist, durch eine Einwirkung einer magnetischen Anziehungskraft bewegbar. Die Spule erzeugt die magnetische Anziehungskraft bei einer Stromzufuhr zu der Spule in einem Ventilöffnungsbetrieb zum Öffnen des Kraftstoffeinspritzlochs und verliert die magnetische Anziehungskraft bei einem Abschalten der Stromzufuhr zu der Spule in einem Ventilschließbetrieb zum Schließen des Kraftstoffeinspritzlochs. Das Ventilelement umfasst einen Ventildurchdringungsabschnitt, der durch den beweglichen Kern hindurchdringt, und einen Ventilvorsprung, der aus dem Ventildurchdringungsabschnitt herausragt und gegen den beweglichen Kern von der ersten Seite, wo der stationäre Kern angeordnet ist, anstoßbar ist (d.h., er ist in der Lage, dagegen anzustoßen). Das Ventilelement ist eingerichtet, das Kraftstoffeinspritzloch durch eine Hin- und Herbewegung des Ventilelements zu öffnen oder zu schließen, um die Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzloch zu ermöglichen oder zu unterbinden. Der bewegliche Anschlag umfasst einen Anschlagdurchdringungsabschnitt, der durch den beweglichen Kern hindurchdringt und aus einer Endoberfläche des beweglichen Kerns herausragt, die bei der ersten Seite angeordnet ist, wo der stationäre Kern angeordnet ist. Der bewegliche Anschlag ist in der Lage, eine Lücke zwischen dem Ventilvorsprung und dem beweglichen Kern zu bilden, indem der Anschlagdurchdringungsabschnitt gegen den Ventilvorsprung von einer zweiten Seite, die zu dem stationären Kern entgegengesetzt ist, in einem abgeschalteten Zustand der Spule stößt.
Die Erfindung wird zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und zugehörigen Vorteilen am besten aus der nachstehenden Beschreibung, den beigefügten Patentansprüchen und der beigefügten Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:

1 eine schematische Querschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
2 eine schematische Querschnittsansicht, die eine Modifikation der 1 zeigt,
3 eine schematische Querschnittsansicht, die einen anderen Betriebszustands des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt, der zu 1 unterschiedlich ist,
4 eine schematische Querschnittsansicht, die einen anderen Betriebszustand des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt, der zu 1 und 3 unterschiedlich ist,
5 eine schematische Querschnittsansicht zur Beschreibung einer Einstellung einer Rückstellkraft in einem Kraftstoffeinspritzventil gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
6A bis 6E schematische Diagramme zur Beschreibung eines Herstellungsverfahrens des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
7A bis 7D schematische Diagramme zur Beschreibung eines Ventilöffnungsbetriebs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
8A bis 8F schematische Diagramme zur Beschreibung eines Ventilschließbetriebs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
9 eine schematische Querschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
10 eine schematische Querschnittsansicht zur Beschreibung einer Einstellung einer Rückstellkraft in dem Kraftstoffeinspritzventil gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
11 eine schematische Querschnittsansicht, die eine Modifikation des Kraftstoffeinspritzventils gemäß 9 zeigt,
12A bis 12D schematische Diagramme zur Beschreibung eines Ventilöffnungsbetriebs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
13A bis 13F schematische Diagramme zur Beschreibung eines Ventilschließbetriebs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
14 eine schematische Querschnittsansicht zur Beschreibung eines Ventilöffnungsbetriebs eines Kraftstoffeinspritzventils zusammen mit einem Aufbau des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
15 eine schematische Querschnittsansicht zur Beschreibung einer Einstellung einer Rückstellkraft in einem Kraftstoffeinspritzventil gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel,
16 eine schematische Querschnittsansicht zur Beschreibung eines Ventilschließbetriebs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel,
17 eine schematische Querschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
18 ein schematisches Querschnittsdiagramm zur Beschreibung eines Herstellungsverfahrens des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel,
19 eine schematische Querschnittsansicht zur Beschreibung einer Einstellung einer Rückstellkraft in dem Kraftstoffeinspritzventil gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel,
20A bis 20D schematische Diagramme zur Beschreibung eines Ventilöffnungsbetriebs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, und
21A bis 21C schematische Diagramme zur Beschreibung eines Ventilschließbetriebs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. In den nachstehenden jeweiligen Ausführungsbeispielen werden ähnliche Bauelemente durch die gleichen Bezugszeichen angezeigt und werden zur Vereinfachung nicht wiederholt beschrieben. In jedem der nachstehenden Ausführungsbeispiele ist, wenn lediglich ein Teil eines Aufbaus beschrieben wird, der verbleibende Teil der gleiche wie der des/der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels/Ausführungsbeispiele. Des Weiteren können ein Bauelement oder mehrere Bauelemente beliebiger der nachstehend genannten Ausführungsbeispiele mit beliebigen anderen Bauelementen eines anderen oder mehrerer anderer der nachstehenden Ausführungsbeispiele kombiniert werden, solange es kein Problem hinsichtlich einer derartigen Kombination der Bauelemente gibt.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 zeigt ein Kraftstoffeinspritzventil 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 ist bei einer Benzinkraftmaschine (die als eine Brennkraftmaschine dient) bereitgestellt und spritzt Kraftstoff in eine entsprechende (nicht gezeigte) Verbrennungskammer der Kraftmaschine ein. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 kann ein Kraftstoffeinspritzventil sein, das den Kraftstoff in einen Ansaugluftkanal einspritzt, der mit der Verbrennungskammer der Benzinkraftmaschine verbunden ist, oder ein Kraftstoffeinspritzventil sein, das Kraftstoff in eine Verbrennungskammer einer Dieselkraftmaschine (die als eine Brennkraftmaschine dient) einspritzt.
Der Aufbau des Kraftstoffeinspritzventils ist nachstehend ausführlich beschrieben. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 umfasst ein Ventilgehäuse 12, einen stationären Kern 20, einen beweglichen Kern 30, ein Ventilelement 40, einen beweglichen Anschlag 50, eine Spule 60 und erste bis dritte elastische Elemente bzw. Federelemente 70, 72, 74.
Das Ventilgehäuse 12 ist in einen zylindrischen rohrförmigen Körper konfiguriert und umfasst ein erstes magnetisches Teilstück 13, ein nichtmagnetisches Teilstück 14 und ein zweites magnetisches Teilstück 15, die in dieser Reihenfolge von einer axialen Endseite zu der anderen axialen Endseite angeordnet sind. Die ersten und zweiten magnetischen Teilstücke 13, 15 und das nichtmagnetische Teilstück 14 sind beispielsweise durch Laserschweißen miteinander verbunden. Mit dem vorstehend beschriebenen Verbindungsaufbau begrenzt das nichtmagnetische Teilstück 14 einen Kurzschluss eines magnetischen Flusses zwischen dem ersten magnetischen Teilstück 13 und dem zweiten magnetischen Teilstück 15.
Das erste magnetische Teilstück 13 weist einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 13a auf, der einen verringerten Durchmesser im Vergleich zu dem anderen Teil des ersten magnetischen Teilstücks 13 aufweist und auf einer Verbrennungskammerseite angeordnet ist, die zu dem nichtmagnetischen Teilstück 14 entgegensetzt ist. Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 13a bildet einen Düsenabschnitt 16, der eingerichtet ist, eine Umfangswand und eine Bodenwand aufzuweisen. Der Düsenabschnitt 16 umfasst ein Kraftstoffeinspritzloch 17, das axial durch eine Mitte der Bodenwand des Düsenabschnitts 16 hindurchdringt. Ein Ventilsitz 18 ist entlang eines Umfangsrands des Kraftstoffeinspritzlochs 17 bei der Bodenwand des Düsenabschnitts 16 ausgebildet. Das zweite magnetische Teilstück 15 bildet einen Kraftstoffeinlass 19 bei einem axialen Endteil des zweiten magnetischen Teilstücks 15, der in der axialen Richtung entgegensetzt zu dem nichtmagnetischen Teilstück 14 ist. Kraftstoff wird von einer (nicht gezeigten) Kraftstoffpumpe zu dem Kraftstoffeinlass 19 zugeführt. Die Seite, wo der Kraftstoffeinlass 19 angeordnet ist, kann als eine stromaufwärts liegende Seite (erste Seite) bezeichnet werden, und die Seite, wo das Kraftstoffeinspritzloch 17 angeordnet ist, kann als eine stromabwärts liegende Seite (zweite Seite) bezeichnet werden.
Der stationäre Kern 20 ist aus einem magnetischen Material hergestellt und in einen zylindrischen rohrförmigen Körper konfiguriert. Der stationäre Kern 20 ist koaxial an einer Innenumfangswand des nichtmagnetischen Teilstücks 14 und des zweiten magnetischen Teilstücks 15 des Ventilgehäuses 12 fixiert. Der stationäre Kern 20 umfasst ein Aufnahmeloch 21, das axial durch eine Mitte des stationären Kerns 20 hindurchdringt. Das erste Federelement 70 ist federnd verformbar in dem Aufnahmeloch 21 aufgenommen. Des Weiteren ist ein Einstellrohr 22 in das Aufnahmeloch 21 pressgepasst, um eine eingestellte Last des ersten Federelements 70 einzustellen.
Der bewegliche Kern 30 ist in einen zylindrischen rohrförmigen Körper konfiguriert und koaxial in einem radial innen liegenden Teil (Raum) des Ventilgehäuses 20 bei einer Stelle aufgenommen, die auf einer Seite des Düsenabschnitts 16 (einer Seite des Kraftstoffeinspritzlochs 17) liegt, d.h. bei der stromabwärts liegenden Seite des stationären Kerns 20. In dem Ventilgehäuse 12 wird der bewegliche Kern 30 durch eine Innenumfangswand eines Abschnitts mit großem Durchmesser 13b des ersten magnetischen Teilstücks 13 und eine Innenumfangswand des nichtmagnetischen Teilstücks 14 derart geführt, dass der bewegliche Kern 30 in der axialen Richtung genau hin und her bewegbar ist. Der bewegliche Kern 30 stößt gegen den stationären Kern 20 von der Seite des Düsenabschnitts 16 an, wenn der bewegliche Kern 30 hin zu dem stationären Kern 20 bewegt wird.
Spezifisch umfasst der bewegliche Kern 30 einen Kernhauptkörper 31. Der Kernhauptkörper 31 ist aus einem magnetischen Material hergestellt und in einen zylindrischen rohrförmigen Körper (eine dicke kreisförmige Scheibenform) konfiguriert, der dem stationären Kern 20 axial gegenüberliegt. Der Kernhauptkörper 31 umfasst ein Kerndurchgangsloch 32, das axial durch eine Mitte des Kernhauptkörpers 31 hindurchdringt. In dem Kernhauptkörper 31 ist ein Innendurchmesser des Kerndurchgangslochs 32 eingestellt, um kleiner als ein Innendurchmesser des Aufnahmelochs 21 des stationären Kerns 20 zu sein, das dem beweglichen Kern 30 axial gegenüberliegt. Ein Außendurchmesser des Kernhauptkörpers 31 ist eingestellt, um ein wenig kleiner als ein Innendurchmesser des Abschnitts mit großem Durchmesser 13b des ersten magnetischen Teilstücks 13 und ein Innendurchmesser des nichtmagnetischen Teilstücks 14 zu sein. Der Kernhauptkörper 31 wird gleitfähig durch das Ventilgehäuse 12 geführt. Des Weiteren kann eine axiale Endoberfläche 31a des Kernhauptkörpers 31 dem stationären Kern 20 axial gegenüberliegen und axial gegen den stationären Kern 20 anstoßen.
Der bewegliche Kern 30 umfasst ferner einen Kernaufnahmeabschnitt 33, der in einen zylindrischen rohrförmigen Körper konfiguriert ist und koaxial aus dem Kernhauptkörper 31 auf der Seite herausragt, die zu dem stationären Kern 20 entgegengesetzt ist. Ein radial innen liegender Teil (Raum) des Kernaufnahmeabschnitts 33 nimmt das zweite Federelement 72 in einer federnd verformbaren Art und Weise auf und nimmt ebenso einen (nachstehend ausführlich beschrieben) Anschlagvorsprung 54 des beweglichen Anschlags 50 in einer versetzbaren Art und Weise auf. Ein Innendurchmesser des Kernaufnahmeabschnitts 33 ist eingestellt, um größer als ein Innendurchmesser des Kerndurchgangslochs 32 zu sein, so dass eine axiale Endoberfläche 31b des Kernhauptkörpers 31, die zu dem stationären Kern 20 in der axialen Richtung entgegengesetzt ist, gegen den Anschlagvorsprung 54 bei dem radial innen liegenden Teil (Raum) des Kernaufnahmeabschnitts 33, d.h. bei dem Ort, der zu dem Kernaufnahmeabschnitt 33 radial innen liegend ist, anstoßen kann. Des Weiteren wird ein Außendurchmesser des Kernaufnahmeabschnitts 33 eingestellt, um kleiner als ein Außendurchmesser des Kernhauptkörpers 31 zu sein. Hierdurch wird das dritte Federelement 74 federnd verformbar bei einem Ort aufgenommen, der zwischen dem Abschnitt mit großem Durchmesser 13b des ersten magnetischen Teilstücks 13 und dem Kernaufnahmeabschnitt 33 in der radialen Richtung angeordnet ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kernaufnahmeabschnitt 33 integral mit dem Kernhauptkörper 31 aus dem magnetischen Material gebildet. Alternativ hierzu kann der Kernaufnahmeabschnitt 33 beispielsweise getrennt von dem Kernhauptkörper 31 ausgebildet sein und mit dem Kernhauptkörper 31 beispielsweise durch Schweißen verbunden werden.
Der bewegliche Kern 30 umfasst ferner einen Kernvorsprung 34. Der Kernvorsprung 34 ist in eine ringförmige Form (eine ringförmige Kranzform) konfiguriert, die zu dem Kernhauptkörper 31 und dem Kernaufnahmeabschnitt 33 koaxial ist und von einem axialen Endteil des Kernaufnahmeteils 33, der entgegengesetzt zu dem Kernhauptkörper 31 ist, radial nach innen herausragt. Ein Innendurchmesser des Kernvorsprungs 34 ist eingestellt, um größer als ein Innendurchmesser des Kerndurchgangslochs 32 zu sein. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kernvorsprung 34, der aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt ist, mit dem Kernaufnahmeabschnitt 33, der getrennt vom dem Kernvorsprung 34 ausgebildet ist, durch Schweißen verbunden. Alternativ hierzu kann, wie es beispielsweise in 2 gezeigt, der Kernvorsprung 34 gebildet werden, indem ein axialer Endteil des Kernaufnahmeabschnitts 33, der aus dem magnetischen Material hergestellt ist, radial nach innen gebogen wird.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist das Ventilelement 40 aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt und in einen Nadelkörper konfiguriert, der einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Das Ventilelement 40 ist koaxial in dem radial innen liegenden Teil des Ventilgehäuses 12 aufgenommen. Das Ventilelement 40 ist hin zu oder weg von dem Kraftstoffeinspritzloch 17 axial hin und her bewegbar, um das Kraftstoffeinspritzloch 17 zu öffnen oder zu schließen, und um dadurch die Einspritzung des Kraftstoffs in die Verbrennungskammer durch das Kraftstoffeinspritzloch 17 zu unterbinden oder zu ermöglichen.
Spezifisch umfasst ein axialer Endteil des Ventilelements 40, der auf der Seite des Düsenabschnitts 16 angeordnet ist, einen Sitzabschnitt 41, der in eine kegelförmige Form konfiguriert ist, die einen sich fortschreitend verkleinernden Durchmesser aufweist, der hin zu dem Düsenabschnitt 16 fortschreitend verkleinert wird. Wie es in 1 gezeigt ist, wird bei einem Ventilschließbetrieb des Sitzabschnitts 41 eine kegelförmige Spitze des Sitzabschnitts 41 in das Kraftstoffeinspritzloch 17 eingeführt, um eine kegelförmige Oberfläche der Spitze des Sitzabschnitts 41 auf den Ventilsitz 18 zu setzen, um das Kraftstoffeinspritzloch 17 zu schließen, wodurch die Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzloch 17 unterbunden wird. Wie es in 3 gezeigt ist, wird bei einer Ventilöffnungsbewegung des Sitzabschnitts 41 die kegelförmige Spitze des Sitzabschnitts 41 weg von dem Kraftstoffeinspritzloch 17 angehoben, d.h. davon entfernt, um die kegelförmige Oberfläche der kegelförmigen Spitze des Sitzabschnitts von dem Ventilsitz 18 zu entfernen, wodurch die Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzloch 17 ermöglicht wird.
Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst das Ventilelement 40 ferner einen Ventildurchdringungsabschnitt 42, der in eine zylindrische Säulenform konfiguriert ist, die sich axial linear von dem Sitzabschnitt 41 hin zu dem stationären Kern 20, d.h. hin zu der stromaufwärts liegenden Seite erstreckt. Der Ventildurchdringungsabschnitt 42 dient als ein Hauptkörper des Ventilelements 40. Hierbei wird ein Außendurchmesser des Ventildurchdringungsabschnitts 42 eingestellt, um kleiner als ein Innendurchmesser des Kerndurchgangslochs 32 zu sein, was der minimale Innendurchmesser des beweglichen Kerns 30 ist. Hierdurch dringt der Ventildurchdringungsabschnitt 42 axial durch die Mitte des Kernhauptkörpers 31, die Mitte des Kernaufnahmeabschnitts 33 und die Mitte des Kernvorsprungs 34 in dem beweglichen Kern 30 in einer relativ beweglichen Art und Weise hindurch. Der Außendurchmesser des Ventildurchdringungsabschnitts 42 ist eingestellt, um kleiner als der Innendurchmesser des Düsenabschnitts 16 zu sein, der aus dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 13a des ersten magnetischen Teilstücks 13 gebildet ist. Hierdurch wird ein Kraftstoffkanal 48 zwischen dem Düsenabschnitt 16 und dem Ventildurchdringungsabschnitt 42 gebildet. Wie es in 3 gezeigt ist, wird der Kraftstoffkanal 48 mit dem Kraftstoffeinspritzloch 17 durch die Ventilöffnungsbewegung des Sitzabschnitts 41, die in dem Anheben des Sitzabschnitts 41 von dem Ventilsitz 18 resultiert, verbunden, d.h. er steht damit in Verbindung. Des Weiteren wird, wie es in 1 gezeigt ist, der Kraftstoffkanal 48 von dem Kraftstoffeinspritzloch 17 durch den Ventilschließbetrieb des Sitzabschnitts 41 getrennt, der das Setzen des Sitzabschnitts 41 auf den Ventilsitz 18 zur Folge hat.
Das Ventilelement 40 umfasst einen Ventilvorsprung 44. Der Ventilvorsprung 44 ist in eine ringförmige Flanschform konfiguriert und ragt aus einem axialen Endteil des Ventildurchdringungsabschnitts 42, der auf der Seite des stationären Kerns 20 angeordnet ist, radial nach außen heraus. Ein Außendurchmesser des Ventilvorsprungs 44 ist eingestellt, um kleiner als ein Innendurchmesser des Kerndurchgangslochs 32 zu sein. Hierdurch kann eine axiale Endoberfläche 44a des Ventilvorsprungs 44, die eine Grenze zwischen dem Ventilvorsprung 44 und dem Ventildurchdringungsabschnitt 42 bildet, gegen die axiale Endoberfläche 31a des Kernhauptkörpers 31 von der Seite des stationären Kerns 20 aus anstoßen. Des Weiteren ist der Außendurchmesser des Ventilvorsprungs 44 ein wenig kleiner als der Innendurchmesser des Aufnahmelochs 21, so dass der Ventilvorsprung 44 gleitfähig in dem Aufnahmeloch 21 aufgenommen ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird mit dem vorstehend beschriebenen Einfügungsaufbau der Ventilvorsprung 44 durch die innere Umfangswand des Aufnahmelochs 21 des stationären Kerns 20 geführt, wobei hierdurch das Ventilelement 40 in der axialen Richtung genau hin und her bewegt werden kann, ohne in der radialen Richtung zu wackeln.
Zusätzlich ist ein Kraftstoffloch 46 in dem Ventilelement 40 ausgebildet, um sich durch den Ventilvorsprung 44 und den Ventildurchdringungsabschnitt 42 zu erstrecken. Das Kraftstoffloch 46 öffnet sich in einer axialen Endoberfläche 44b des Ventilvorsprungs 44, die zu dem Kernhauptkörper 31 entgegengesetzt ist, so dass das Kraftstoffloch 46 immer mit dem Kraftstoffeinlass 19 durch das Aufnahmeloch 21, das den Ventilvorsprung 44 aufnimmt, und ein Durchgangsloch des Einstellrohrs 22, das durch die Mitte des Einstellrohrs 22 axial hindurchgeht, verbunden ist. Zusätzlich öffnet sich das Kraftstoffloch 46 in einer Außenumfangsoberfläche des Ventildurchdringungsabschnitts 42, so dass das Kraftstoffloch 46 immer mit dem Kraftstoffkanal 48, der zwischen dem Düsenabschnitt 16 und dem Ventildurchdringungsabschnitt 42 ausgebildet ist, durch einen radial innen liegenden Teil (Raum) des Kernaufnahmeabschnitts 33 und einen radial innen liegenden Teil (Raum) des Kernvorsprungs 34 verbunden ist. Folglich wird der Kraftstoff, der dem Kraftstoffeinlass 19 zugeführt wird, zu dem Kraftstoffkanal 48, der mit dem Kraftstoffeinspritzloch 17 verbunden sein kann, durch das Aufnahmeloch 21, das Kraftstoffloch 46, den radial innen liegenden Teil des Kernaufnahmeabschnitts 33 und den radial innen liegenden Teil des Kernvorsprungs 34 geleitet.
Der bewegliche Anschlag 50 ist aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt und in einen im Allgemeinen zylindrischen rohrförmigen Körper konfiguriert. Der bewegliche Anschlag 50 ist koaxial in dem radial innen liegenden Teil des Ventilgehäuses 12 aufgenommen. Der bewegliche Anschlag 50 ist radial zwischen dem beweglichen Kern 30 und dem Ventilelement 40 derart angeordnet, dass der bewegliche Kern 50 axial hin und her bewegbar ist.
Spezifisch umfasst der bewegliche Anschlag 50 einen Anschlagdurchdringungsabschnitt 52, der in einen im Allgemeinen zylindrischen rohrförmigen Körper konfiguriert ist und sich linear in der axialen Richtung erstreckt. Ein Außendurchmesser des Anschlagdurchdringungsabschnitts 52 ist eingestellt, um ein wenig kleiner als ein Innendurchmesser des Kerndurchgangslochs 32 zu sein. Somit ist der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 gleitfähig in dem Kerndurchgangsloch 32 aufgenommen, wobei er sich axial durch die Mitte des Kernhauptkörpers 31 erstreckt. Ein Innendurchmesser des Anschlagdurchdringungsabschnitts 52 ist eingestellt, um ein wenig größer als ein Außendurchmesser des Ventildurchdringungsabschnitts 42 zu sein. Somit ist der Ventildurchdringungsabschnitt 42 gleitfähig in dem radial innen liegenden Teil des Kernhauptkörpers 31 aufgenommen, d.h. er ist gleitfähig bei dem Ort aufgenommen, der radial innen liegend zu dem Kernhauptkörper 31 ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird mit dem vorstehend beschriebenen Einfügungsaufbau der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 entlang einer Innenumfangswand des Kerndurchgangslochs 32 und einer Außenumfangswand des Ventildurchdringungsabschnitts 42 geführt. Hierdurch wird die genaue axiale Hin- und Herbewegung des beweglichen Anschlags 50 ermöglicht. Des Weiteren stößt, wenn der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 axial hin zu dem Ventilvorsprung 44 bewegt wird, der einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der Innendurchmesser des Kerndurchgangslochs 32, der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 gegen die axiale Endoberfläche 44a des Ventilvorsprungs 44 von der Seite an, die zu dem stationären Kern 20 entgegengesetzt ist.
Der bewegliche Anschlag 50 umfasst den Anschlagvorsprung 54, der aus dem axialen Endteil des Anschlagdurchdringungsabschnitts 52, der zu dem Ventilvorsprung 44 in der axialen Richtung entgegengesetzt ist, radial nach außen herausragt. Der Anschlagvorsprung 54 ist in einer ringförmigen Flanschform konfiguriert und zu dem Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 koaxial. Ein Außendurchmesser des Anschlagvorsprungs 54 ist eingestellt, um größer als der Innendurchmesser des Kerndurchgangslochs 32 und kleiner als der Innendurchmesser des Kernaufnahmeabschnitts 33 zu sein. Mit der vorstehend beschriebenen dimensionalen Einstellung kann die axiale Endoberfläche 54a des Anschlagvorsprungs 54, die eine Grenze zwischen dem Anschlagvorsprung 54 und dem Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 bildet, gegen die axiale Endoberfläche 31b des Kernhauptkörpers 31 von der Seite, die zu dem stationären Kern 20 in der axialen Richtung entgegengesetzt ist, anstoßen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Anschlagvorsprung 54 integral mit dem Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 aus dem nichtmagnetischen Material ausgebildet. Alternativ hierzu kann der Anschlagvorsprung 54 getrennt zu dem Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 gebildet werden, wobei dann der Anschlagvorsprung 54 mit dem Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 beispielsweise durch Schweißen verbunden werden kann.
Zusätzlich bildet, wie es in den 1 und 3 gezeigt ist, der bewegliche Anschlag 50 in dem Zustand, in dem der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 gegen den Ventilvorsprung 44 in einer lösbaren Art und Weise in Bezug auf den Ventilvorsprung 44 anstößt, eine Lücke 56 bei zumindest einer Position einer axialen Position zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Ventilvorsprung 44 und einer axialen Position zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Anschlagvorsprung 54, in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Kraftstoffeinspritzventils 10. Folglich wird, wie es in 4 gezeigt ist, bei dem Versetzen des Anschlagdurchdringungsabschnitts 52 weg von dem Ventilvorsprung 44, um die Lücke 58 in einem Zustand zu bilden, bei dem der Anschlagvorsprung 54 gegen den beweglichen Kern 30 anstößt, die Lücke 56 zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Anschlagvorsprung 54 beseitigt, wobei die Lücke 56 zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Ventilvorsprung 44 vergrößert wird. In der nachstehenden Beschreibung wird die Lücke 56 gemäß den 1 und 4, die zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Ventilvorsprung 44 gebildet wird, als eine ventilvorsprungsseitige Lücke 56a bezeichnet, und die Lücke 56 gemäß 3, die zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Anschlagvorsprung 54 gebildet wird, wird als eine anschlagvorsprungsseitige Lücke 56b bezeichnet.
Die Spule 60 gemäß 1 wird um einen (nicht gezeigten) Spulenkörper gewickelt und mit einem magnetischen Joch 62 abgedeckt. Die Spule 60 ist koaxial an den Außenumfangswänden des nichtmagnetischen Teilstücks 14 und des zweiten magnetischen Teilstücks 15 des Ventilgehäuses 12, die radial außen liegend zu dem stationären Kern 20 angeordnet sind, fixiert. Die Spule 60 ist elektrisch mit einer (nicht gezeigten) externen Steuerungsschaltung verbunden, so dass die Stromzufuhr zu der Spule 60 durch die Steuerungsschaltung gesteuert wird. Wenn die Spule 60 mit Strom versorgt wird, fließt ein magnetischer Fluss durch eine magnetische Schaltung bzw. einen magnetischen Kreis, die durch das magnetische Joch 62, das magnetische Teilstück 13, den Kernhauptkörper 31 des beweglichen Kerns 30, den stationären Kern 20 und das zweite magnetische Teilstück 15 gebildet wird. Hierdurch wird die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem stationären Kern 20, die einander gegenüberliegen, erzeugt, um den beweglichen Kern 30 hin zu dem stationären Kern 20 anzuziehen. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Stromzufuhr zu der Spule 60 gestoppt ist, d.h. wenn die Spule 60 abgeschaltet ist, der Fluss des magnetischen Flusses in der magnetischen Schaltung gestoppt. Hierdurch verschwindet die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem stationären Kern 20, d.h. sie geht verloren.
Das erste Federelement 70 ist aus einer metallischen Kompressionsspulenfeder bzw. Druckschraubenfeder gebildet und ist koaxial in dem Aufnahmeloch 21 aufgenommen. Ein Endteil des ersten Federelements 70 ist in Eingriff mit dem Einstellrohr 22, und das andere Endteil des ersten Federelements 70 ist in Eingriff mit dem Ventilvorsprung 44. Mit diesem Eingriffsaufbau wird das erste Federelement 70 zwischen dem stationären Kern 20, an dem das Einstellrohr 22 fixiert ist, und dem Ventilelement 40 gehalten, das den Ventilvorsprung 44 umfasst. Hierdurch wird das erste Federelement 70 zusammengedrückt und hierdurch federnd verformt zwischen dem stationären Kern 20 und dem Ventilelement 40. Somit wirkt eine erste Rückstellkraft F1 (siehe 5), die durch die Federverformung des ersten Federelements 70 erzeugt wird, als eine Drückkraft, die das Ventilelement 40 relativ zu dem Ventilgehäuse 12 hin zu der axialen Seite drückt, die zu dem stationären Kern 20 entgegengesetzt ist.
Das zweite Federelement 72 ist aus einer metallischen Kompressionsspulenfeder bzw. Druckschraubenfeder gebildet und ist koaxial bei dem Ort aufgenommen, der radial innen liegend zu dem Kernaufnahmeabschnitt 33 ist. Ein Endteil des zweiten Federelements 72 ist in Eingriff mit dem Kernvorsprung 34, und der andere Endteil des zweiten Federelements 72 ist in Eingriff mit dem Anschlagvorsprung 54, der auf der Seite des stationären Kerns 20 des Kernvorsprungs 34 in der axialen Richtung angeordnet ist. Mit diesem Eingriffsaufbau wird das zweite Federelement 72 zwischen dem beweglichen Kern 30, der den Kernvorsprung 34 umfasst, und dem beweglichen Anschlag 50 gehalten, der den Anschlagvorsprung 54 umfasst. Hierdurch wird das zweite Federelement 72 zwischen dem beweglichen Kern 30 und dem beweglichen Anschlag 50 zusammengedrückt und hierdurch federnd verformt. Somit wirkt eine zweite Rückstellkraft F2 (siehe 5), die durch die Federverformung des zweiten Federelements 72 erzeugt wird, als eine Drückkraft, die den beweglichen Kern 30 hin zu der axialen Seite, die zu dem stationären Kern 20 entgegengesetzt ist, drückt und ebenso gleichzeitig den beweglichen Anschlag 50 hin zu der anderen axialen Seite drückt, wo der stationäre Kern 20 angeordnet ist.
Das dritte Federelement 74 ist aus einer metallischen Kompressionsspulenfeder bzw. Druckschraubenfeder gebildet und ist koaxial an einem Ort aufgenommen, der radial innen liegend zu dem Abschnitt mit großem Durchmesser 13b des ersten magnetischen Teilstücks 13 ist und radial außen liegend zu dem Kernaufnahmeabschnitt 33 ist. Ein Endteil des dritten Federelements 74 ist in Eingriff mit einem abgestuften Abschnitt 13c, der eine Verbindung zwischen dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 13a und dem Abschnitt mit großem Durchmesser 13b in dem ersten magnetischen Teilstück 13 herstellt. Der andere Endteil des dritten Federelements 74 ist in Eingriff mit dem Kernhauptkörper 31, der auf der Seite des stationären Kerns 20 des abgestuften Abschnitts 13c in der axialen Richtung angeordnet ist. Das dritte Federelement 74 wird zwischen dem Ventilgehäuse 12, das den abgestuften Abschnitt 13c umfasst, und dem beweglichen Kern 30 gehalten, der den Kernhauptkörper 31 umfasst. Folglich wird das dritte Federelement 74 zwischen dem Ventilgehäuse 12 und dem beweglichen Kern 30 zusammengedrückt und federnd verformt. Somit wirkt eine dritte Rückstellkraft F3 (siehe 5), die durch die Federverformung des dritten Federelements 74 erzeugt wird, als eine Drückkraft, die den beweglichen Kern 30 in Bezug auf das Ventilgehäuse 12 hin zu der Seite des stationären Kerns 20 in der axialen Richtung drückt.
1 zeigt einen Zustand des Kraftstoffeinspritzventils 10, bei dem das Kraftstoffeinspritzloch 17 geschlossen ist (nachstehend als ein Ventilschließzustand bezeichnet), während der bewegliche Kern 30, das Ventilelement 40 und der bewegliche Anschlag 50 (auch als bewegliche Bauelemente bezeichnet) bei dem Ventilschließbetrieb gestoppt sind. In diesem Ventilschließzustand wird eine Beziehung der Rückstellkräfte F1, F2, F3 der Federelemente 70, 72, 74 derart eingestellt, dass der Sitzabschnitt 41 auf den Ventilsitz 18 gesetzt ist, wobei der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 und der Anschlagvorsprung 54 gegen den Ventilvorsprung 44 bzw. den Kernhauptkörper 31 anstoßen, so dass nur die ventilvorsprungsseitige Lücke 56a ausgebildet ist.
In der nachstehenden Beschreibung wird die Einstellung der Rückstellkräfte F1, F2, F3 der Federelemente 70, 72, 74 mit Bezug auf 5 beschrieben. In 5 bezeichnet „Fvs“ eine Kraft, die zwischen dem Ventilelement 40 und dem beweglichen Anschlag 50 ausgeübt wird, und „Fcs“ bezeichnet eine Kraft, die zwischen dem beweglichen Kern 30 und dem beweglichen Anschlag 50 ausgeübt wird. Des Weiteren bezeichnet „Fvh“ eine Kraft, die zwischen dem Ventilelement 40 und dem Ventilgehäuse 12 ausgeübt wird.
Wie unter Bezugnahme auf 5 ersichtlich sein sollte, wird ein Gleichgewicht der Kräfte, die auf das Ventilelement 40 ausgeübt werden, mit der nachstehenden Gleichung 1 ausgedrückt. Ebenso wird ein Gleichgewicht der Kräfte, die bei dem beweglichen Anschlag 50 ausgeübt werden, mit der nachstehenden Gleichung 2 ausgedrückt. Zusätzlich wird ein Gleichgewicht der Kräfte, die bei dem beweglichen Kern 30 ausgeübt werden, mit der nachstehenden Gleichung 3 ausgedrückt. $+ F1 - Fvs - Fhv = 0$
$- F2 - Fvs - Fcs = 0$
$- F3 + F2 - Fcs = 0$
Wenn die vorstehend genannten Gleichungen 1 bis 3 für die Kräfte Fvs, Fcs, Fvh aufgelöst werden, werden die nachstehenden Gleichungen 4 bis 6 erhalten. $Fvs = F3$
$Fcs = F2 - F3$
$Fhv = F1 - F3$
In dem geschlossenen Zustand des Kraftstoffeinspritzventils 10 muss jede der Kräfte Fvs, Fcs, Fvh größer als 0 (null) sein. Somit ist die rechte Seite der Gleichung 4 größer als 0 (null), und die rechte Seite der Gleichung 5 ist größer als 0 (null). Zusätzlich ist die rechte Seite der Gleichung 6 größer als 0 (null). Als Ergebnis werden die nachstehenden Gleichungen 7 bis 9 erhalten $F3 > 0$
$F2 > F3$
$F1 > F3$
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Rückstellkräfte F1, F2, F3 derart eingestellt, dass die Gleichungen 7 bis 9 während einer Zeitdauer des Ventilschließbetriebs immer erfüllt sind, was eine Zeitdauer eines Ventilschließzustands umfasst, in dem der bewegliche Kern 30, das Ventilelement 40 und der bewegliche Anschlag 50 (die beweglichen Bauelemente) vollständig gestoppt sind. Des Weiteren wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Einstellung ebenso derart ausgeführt, dass eine Differenz zwischen der Rückstellkraft F2 und der Rückstellkraft F3 kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert δF ist, um die nachstehende Gleichung 10 im Hinblick auf die Gleichung 8 zu erfüllen, was anzeigt, dass die zweite Rückstellkraft F2 größer als die dritte Rückstellkraft F3 ist. Der vorbestimmte Wert δF ist ein Wert, der vorbestimmt wird, um eine gewünschte Ventilöffnungsantwort auf der Grundlage des nachstehend im Detail beschriebenen Prinzips zu erhalten. $F2 - F3 \leq δ F$
Ein Herstellungsverfahren des Kraftstoffeinspritzventils 10 ist nachstehend ausführlich beschrieben.
Zuerst werden, wie es in 6A gezeigt ist, der bewegliche Anschlag 50 und das zweite Federelement 72 in den beweglichen Kern 30 eingebaut, in dem der Kernvorsprung 34 noch nicht mit dem Kernaufnahmeabschnitt 33 verbunden ist. Auf diese Weise wird der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 in dem Kerndurchgangsloch 32 des Kernhauptkörpers 31 aufgenommen. Des Weiteren wird bei einem Einbau des Anschlagvorsprungs 54 und des zweiten Federelements 72 in den Kernaufnahmeabschnitt 33 die eingestellte Last des zweiten Federelements 72 eingestellt, indem der Kernvorsprung 34 mit dem Kernaufnahmeabschnitt 33 verbunden wird, wie es in 6B gezeigt ist.
Die integrierte Unterbaugruppe des beweglichen Kerns 30, des beweglichen Anschlags 50 und des zweiten Federelements 72, die durch ein Anstoßen des Anschlagvorsprungs 54 gegen den Kernhauptkörper 31 durch die Verbindung des Kernvorsprungs 34 mit dem Kernaufnahmeabschnitt 33 gebildet wird, wird zusammen mit dem dritten Federelement 74 in das Ventilgehäuse 12 (in dem der Kraftstoffeinlass 19, d.h. der kleine Einlass von dem Ventilgehäuse 12 getrennt ist) eingeführt, wie es in 6C gezeigt ist. Auf diese Weise wird bei dem Einbau des dritten Federelements 74 zwischen dem Ventilgehäuse 12 und der integrierten Unterbaugruppe des beweglichen Kerns 30, des beweglichen Anschlags 50 und des zweiten Federelements 72 der Ventildurchdringungsabschnitt 42 des Ventilelements 40 sequenziell in den Innenraum des Anschlagdurchdringungsabschnitts 52 und den Innenraum des Kernaufnahmeabschnitts 33 und des Kernvorsprungs 34 eingeführt, wie es in 6D gezeigt ist. Zu dieser Zeit wird insbesondere gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 in den Zustand versetzt, in dem der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 gegen den Ventilvorsprung 44 stößt.
Dann wird, wie es in 6E gezeigt ist, der stationäre Kern 20 in das Ventilgehäuse 12 pressgepasst, um den stationären Kern 20 bei dem Ventilgehäuse 12 zu sichern. Des Weiteren werden das erste Federelement 70 und das Einstellrohr 22 in das Aufnahmeloch 21 des stationären Kerns 20 eingeführt, um die eingestellten Lasten der ersten und dritten Federelemente 70, 74 zu bestimmen. Zu dieser Zeit sollte insbesondere gemäß diesem Ausführungsbeispiel die ventilvorsprungsseitige Lücke 56a in geeigneter Weise zwischen dem Ventilvorsprung 44 und dem Kernhauptkörper 31 bereitgestellt sein. Danach wird die Spule 60 an der Außenumfangswand des Ventilgehäuses 12 fixiert, wobei dann die Herstellung des Kraftstoffeinspritzventils 10 abgeschlossen ist.
Ein Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 10 ist nachstehend ausführlich beschrieben.
Zuerst wird der Ventilöffnungsbetrieb des Kraftstoffeinspritzventils 10 beschrieben. Wenn die Spule in dem in 7A gezeigten Ventilschließzustand mit Strom versorgt wird, wird die magnetische Anziehungskraft auf den Kernhauptkörper 31 ausgeübt. Hierdurch beginnt der bewegliche Kern 30, sich hin zu dem stationären Kern 20 gegen die zweite Rückstellkraft F2 des zweiten Federelements 72 zu bewegen. In dem unmittelbar davor herrschenden abgeschalteten Zustand (d.h. in dem Ventilschließzustand gemäß 7A) ist die ventilvorsprungsseitige Lücke 56a zwischen dem Ventilvorsprung 44, gegen den der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 stößt, der aus der Seite des stationären Kerns 20 der Endoberfläche 31a des Kernhauptkörpers 31 herausragt, und dem Kernhauptkörper 31, der in Eingriff mit dem Anschlagsvorsprung 54 ist, bereitgestellt. Hierdurch wird zu der Zeit eines Startens der Stromversorgung der bewegliche Kern 30 hin zu der Seite des stationären Kerns 20 durch die Größe der ventilvorsprungsseitigen Lücke 56a bewegt, ohne das Ventilelement 40 zu begleiten.
Danach stößt der Kernhauptkörper 31 des beweglichen Kerns 30, der seine Bewegung hin zu der Seite des stationären Kerns 20 durch die Stromversorgung der Spule 60 aufrecht erhält, gegen den Ventilvorsprung 44, der die erste Rückstellkraft F1 von dem ersten Federelement 70 hin zu der Seite, die zu dem stationären Kern 20 entgegengesetzt ist, empfängt, wie es in 7B gezeigt ist. Dann wird der bewegliche Kern 30 hin zu der Seite des stationären Kerns 20 zusammen mit dem Ventilelement 40 bewegt, während der Ventilvorsprung 44 durch den Kernhauptkörper 31 gegen die erste Rückstellkraft F1 gedrückt wird. Folglich wird der Sitzabschnitt 41 weg von dem Ventilsitz 18 angehoben (siehe den Bereich um den Düsenabschnitt 16 herum gemäß 7C), so dass der Kraftstoff in dem Kraftstoffkanal 48 durch das Kraftstoffeinspritzloch 17 eingespritzt wird. Zu dieser Zeit stößt der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 des beweglichen Anschlags 50 aufgrund der zweiten Rückstellkraft F2 des zweiten Federelements 72 gegen den Ventilvorsprung 44 und bewegt sich zusammen mit dem Ventilelement 44. Hierdurch erreicht die anschlagsvorsprungsseitige Lücke 56b ihre maximale Größe zwischen dem Anschlagvorsprung 54 und dem Kernhauptkörper 31.
Auf diese Weise kollidiert der Kernhauptkörper 31, wenn die Bewegung des beweglichen Kerns 30 in Reaktion auf die Stromversorgung der Spule 60 aufrecht erhalten wird, mit dem stationären Kern 20, wie es in 7C gezeigt ist. Dann hält, wie es in 7D gezeigt ist, das Ventilelement 40 eine zugehörige Bewegung aufgrund der zugehörigen Trägheitskraft aufrecht, so dass der Ventildurchdringungsabschnitt 42, dem der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 mit der Hilfe der zweiten Rückstellkraft F2 folgt, relativ zu dem Kernhauptkörper 31 bewegt wird, wobei der Ventilvorsprung 44 zu dem Kernhauptkörper 31 beabstandet wird. Hierdurch ist es, auch wenn der bewegliche Kern 30 hin zu der Seite, die entgegengesetzt zu dem stationären Kern 20 ist, durch die Kollisionsreaktionskraft zurückgeprellt wird, möglich, ein Auftreten von Variationen in der Kraftstoffeinspritzmenge, die durch ein fehlerhaftes Schließen des Kraftstoffeinspritzlochs 16 verursacht werden, mit dem Ventilelement 40, das den Ventilvorsprung 44 aufweist, zu dem die Prellkraft des beweglichen Kerns 30 nicht einfach geleitet wird, zu verhindern. Somit ist es möglich, die genaue Kraftstoffeinspritzmengensteuerung zu unterstützen.
Ebenso wird gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der bewegliche Kern 30 zuerst bewegt, ohne das Ventilelement 40 zu begleiten, wobei er dann integral mit dem Ventilelement 40 bewegt wird. Folglich ist es möglich, die Bewegungszeitdauer des Ventilelements 40 zu verkürzen, indem das Momentum des beweglichen Kerns 30, das in der Anfangsbewegung des beweglichen Kerns 30 erzeugt wird, in der späteren Bewegung des Ventilelements 40 verwendet wird. Des Weiteren wird gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der bewegliche Kern 30 aufgrund der Erfüllung der Gleichung 8 in dem Ventilschließzustand gemäß 7A eher in die Aufbringrichtung der zweiten Rückstellkraft F2 des zweiten Federelements 72 als der dritten Rückstellkraft F3 des dritten Federelements 74 gedrückt. Spezifisch stößt der bewegliche Kern 30, der hin zu der Seite gedrückt wird, die zu dem stationären Kern 20 entgegengesetzt ist, gegen den Anschlagvorsprung 54 an und wird zuverlässig damit in Eingriff gebracht, der hin zu der Seite des stationären Kerns 20 durch die zweite Rückstellkraft F2 gedrückt wird, von der Seite des stationären Kerns 20. Als Ergebnis wird die stabile Größe der ventilvorsprungsseitigen Lücke 56a zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Ventilvorsprung 44 erreicht, während die Variationen in der Größe der ventilvorsprungsseitigen Lücke 56a, die durch den Herstellungszustand (die Variationen von Erzeugnis zu Erzeugnis) verursacht werden, begrenzt werden. Somit wird die Bewegungszeitdauer des Ventilelements 40 stabilisiert, indem die Variationen (die Variationsrate) innerhalb der kurzen Zeitdauer, wie es vorstehend beschrieben ist, begrenzt oder verringert werden. Des Weiteren wird aufgrund des zuverlässigen Eingriffs (des Anstoßens) des Kernhauptkörpers 31 bei dem Anschlagvorsprung 54 der Kernhauptkörper 31, der eingerichtet ist, die konstante Entfernung zwischen dem beweglichen Kern 30 und dem stationären Kern 20 aufrechtzuerhalten, in Bezug auf die Bewegungszeitdauer des Kernhauptkörpers 31 von der Zeit eines Startens des Ventilöffnungsbetriebs zu der Zeit eines Kollidierens des Kernhauptkörpers 31 mit dem stationären Kern 20 stabilisiert. Hierdurch werden auch in dem Fall eines Einspritzens der vorbestimmten Kraftstoffeinspritzmenge innerhalb der kurzen Zeitdauer, um den eingespritzten Kraftstoff zu zerstäuben, Variationen in der Einspritzmenge des Kraftstoffs in effektiver Weise begrenzt, wodurch ein Beitrag zu der genauen Kraftstoffeinspritzmengensteuerung geleistet wird.
Des Weiteren ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in dem Ventilschließzustand, der in 7A gezeigt ist, die Gleichung 10 ebenso erfüllt. Hierdurch kann die Bewegung des beweglichen Kerns 30 hin zu der Seite des stationären Kerns 20 gegen die zweite Rückstellkraft F2 durch die Erzeugung einer relativ kleinen magnetischen Anziehungskraft mit der Spule 60 gestartet werden. Folglich kann die erforderliche Zeitdauer von der Zeit eines Startens des Ventilöffnungsbetriebs zu der Zeit eines Startens der Bewegung des Ventilelements 40 ebenso verringert werden, wobei hierdurch die Ventilöffnungsantwort verbessert werden kann.
Zusätzlich ist der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einen zylindrischen rohrförmigen Körper konfiguriert, in dem der Ventildurchdringungsabschnitt 42 an dem Ort aufgenommen ist, der radial innen liegend zu dem Hauptkörper 31 ist. Folglich kann der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 den Ventilvorsprung 44 innerhalb des kleinstmöglichen radialen Bereichs kontaktieren, d.h., der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 und der Ventilvorsprung 44 können einander über die minimale radiale Kontaktfläche kontaktieren. Somit kann, wie es in 7B angezeigt ist, der Außendurchmesser (die äußere radiale Größe) des Ventilvorsprungs 44, gegen den der Kernhauptkörper 31 bei dem Ort anstößt, der radial außen liegend zu dem Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 ist, verringert werden, um eine Größe eines axial gegenüberliegenden Oberflächenbereichs zwischen dem beweglichen Kern 30 und dem stationären Kern 20 bei dem Ort zu vergrößern, der radial außen liegend zu dem Ventilvorsprung 44 ist, und um hierdurch die magnetische Anziehungskraft zu vergrößern, die der Größe des axial gegenüberliegenden Oberflächenbereichs zwischen dem beweglichen Kern 30 und dem stationären Kern 20 entspricht. Folglich kann auch mit dieser Anordnung die erforderliche Zeitdauer von der Zeit eines Startens des Ventilöffnungsbetriebs zu der Zeit eines Startens der Bewegung des Ventilelements 40 ebenso verringert werden, wobei hierdurch die Ventilöffnungsantwort verbessert werden kann.
Als nächstes wird der Ventilschließbetrieb des Kraftstoffeinspritzventils 10 beschrieben. Wie es in 8A gezeigt ist, geht, wenn die Stromversorgung zu der Spule 60 in dem Kraftstoffeinspritzzustand eines Einspritzens des Kraftstoffs durch das Kraftstoffeinspritzloch 17 nach dem Stoppen der Bewegungen des beweglichen Kerns 30, des Ventilelements 40 und des beweglichen Anschlags 50, die in dem vorangegangenen Kraftstoffeinspitzbetrieb ausgeführt werden, gestoppt ist, die magnetische Anziehungskraft, die auf den Kernhauptkörper 31 ausgeübt wird, verloren. Zu dieser Zeit stößt der Ventilvorsprung 44 des Ventilelements 40 gegen den Kernhauptkörper 31 und den Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 von der Seite des stationären Kerns 20 an. Hierdurch startet der bewegliche Kern 30 eine zugehörige Bewegung zusammen mit dem Ventilelement 40 und dem beweglichen Anschlag 50 hin zu der Seite, die zu dem stationären Kern 20 entgegengesetzt ist, gegen die dritte Rückstellkraft F3 des dritten Federelements 74, während der Kernhauptkörper 31 des beweglichen Kerns 30 durch das erste Federelement 70 hin zu der Seite, die zu dem stationären Kern 20 entgegengesetzt ist, durch den Ventilvorsprung 44 gedrückt wird, der die erste Rückstellkraft F1 empfängt.
Folglich wird, wenn der Sitzabschnitt 41 auf den Ventilsitz 18 gesetzt wird (siehe den Bereich um den Düsenabschnitt 16 herum in 8B), die Bewegung des Ventilelements 40 gestoppt, und das Kraftstoffeinspritzloch 17 wird mit dem Ventilelement 40 geschlossen, um die Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzloch 17 zu stoppen. Zu dieser Zeit empfängt der bewegliche Kern 30, der die anschlagvorsprungsseitige Lücke 56b zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Anschlagvorsprung 54 definiert, die zweite Rückstellkraft F2 zusammen mit der Trägheitskraft. Hierbei ist die zweite Rückstellkraft F2 größer als die dritte Rückstellkraft F3, die zu der Seite des stationären Kerns 20 gerichtet ist, die entgegengesetzt zu der Richtung der zweiten Rückstellkraft F2 des zweiten Federelements 72 ist. Hierdurch hält der bewegliche Kern 30 eine zugehörige Bewegung hin zu der Seite aufrecht, die entgegensetzt zu dem stationären Kern 20 ist, während der bewegliche Kern 30 eine zugehörige relative Bewegung in Bezug auf jeden der Durchdringungsabschnitte 42, 52 aufrecht erhält, wie es in 8B gezeigt ist. Somit bildet, wie es in den 8B und 8C gezeigt ist, der bewegliche Kern 30 die ventilvorsprungsseitige Lücke 56a zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Ventilvorsprung 44, indem der Kernhauptkörper 31 weg von dem Ventilvorsprung 44 versetzt wird, um gegen den Anschlagvorsprung 54 anzustoßen.
Während das zweite Federelement 72 zwischen dem Kernvorsprung 34 und dem Anschlagvorsprung 54 angeordnet ist, werden der bewegliche Kern 30 und der bewegliche Anschlag 50 in die entgegengesetzten Seiten jeweils durch die zweite Rückstellkraft F2 des zweiten Federelements 72 gedrückt. Hierdurch werden der bewegliche Kern 30 und der bewegliche Anschlag 50 weiterhin durch die Trägheitskraft bewegt, während das Anstoßen zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Anschlagvorsprung 54 aufrecht erhalten wird. Hierbei wird der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52, der aus der Endoberfläche 31a des Kernhauptkörpers 31 herausragt und gegen den Ventilvorsprung 44 in dem Zustand gemäß 8C anstößt, relativ zu dem Ventildurchdringungsabschnitt 42 bewegt und hierdurch von dem Ventilvorsprung 44 beabstandet, wenn der Anschlagvorsprung 54 durch den Kernhauptkörper 31, der auf der Seite des stationären Kerns 20 angeordnet ist, gedrückt wird, wie es in 8D gezeigt ist. Die Trägheitskraft (Last), die auf den beweglichen Kern 30 ausgeübt wird, um den beweglichen Kern 30 kontinuierlich hin zu der Seite zu bewegen, die zu dem stationären Kern 20 entgegensetzt ist, wird durch die dritte Rückstellkraft F3 abgeschwächt, die von dem dritten Federelement 74 hin zu der Seite des stationären Kerns 20 ausgeübt wird, um auf den beweglichen Kern 30 zu wirken. Auf diese Weise wird die Vibration, die durch das Anstoßen zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Anschlagvorsprung 54 erzeugt wird, nicht einfach zu dem Ventilvorsprung 44 geleitet. Hierdurch ist es möglich, eine unerwartete Sekundärkraftstoffeinspritzung zu vermeiden, die durch ein fehlerhaftes Öffnen des Kraftstoffeinspritzlochs 17 durch das Anheben des Ventilelements 40 aufgrund der Vibration verursacht wird. Somit ist es möglich, die genaue Kraftstoffeinspritzmengensteuerung zu unterstützen.
Des Weiteren wird, wenn der bewegliche Kern 30 und der bewegliche Anschlag 50 durch die Trägheitskraft in der vorstehend beschriebenen Art und Weise bewegt werden, die Lücke 58 zwischen dem Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 und dem Ventilvorsprung 44, die voneinander beabstandet sind, zusätzlich zu der ventilvorsprungsseitigen Lücke 56a zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Ventilvorsprung 44 gebildet, wie es in 8D gezeigt ist. Danach wird, wenn die Trägheitskraft des beweglichen Kerns 30 durch die dritte Rückstellkraft F3 abgeschwächt wird, die von dem dritten Federelement 74 hin zu der Seite des stationären Kerns 20 ausgeübt wird, der bewegliche Kern 30 hin zu dem stationären Kern 20 zurückgeprellt. Als Ergebnis stößt der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 des beweglichen Anschlags 50, der hin zu der Seite des stationären Kerns 20 durch die zweite Rückstellkraft F2 des zweiten Federelements 72 gedrückt wird, gegen den Ventilvorsprung 44 bei der Bewegung des beweglichen Anschlags 50 hin zu dem stationären Kern 20 an, wie es in 8E gezeigt ist. Zu dieser Zeit wird das Anstoßen des Kernhauptkörpers 31, der sich der ventilvorsprungsseitigen Lücke 56a zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Ventilvorsprung 44 widersetzt, der auf der Seite des stationären Kerns 20 angeordnet ist, gegen den Ventilvorsprung 44 durch die ventilvorsprungsseitige Lücke 56a begrenzt, um ein Aufbringen der Vibration bei dem Ventilelement 40 zu vermeiden, auch wenn der Kernhauptkörper 31 eine zugehörige Bewegung weg von dem Anschlagvorsprung 54 aufrecht erhält, wie es in 8E gezeigt ist. Folglich ist es möglich, die unerwartete Sekundärkraftstoffeinspritzung zu vermeiden, die durch das Anstoßen des beweglichen Kerns 30, der hin zu der Seite des stationären Kerns 20 zurückgeprellt wird, gegen das Ventilelement 40 verursacht wird, wodurch ein Beitrag zu der genauen Kraftstoffeinspritzmengensteuerung geleistet wird.
Danach wird gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in dem Ventilschließzustand (der gleiche Zustand wie der gemäß 7A), in dem das Kraftstoffeinspritzloch 17 bei dem Stoppen der Bewegungen sowohl des beweglichen Kerns 30 als auch des Ventilelements 40 als auch des beweglichen Anschlags 50 (der beweglichen Bauelemente) geschlossen ist, wie es in 8F gezeigt ist, auf den nächsten Ventilöffnungsbetrieb in Reaktion auf die Stromversorgung der Spule 60 gewartet.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Unter Bezugnahme auf 9 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels. In dem Kraftstoffeinspritzventil 210 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist ein beweglicher Kern 230, von dem der Kernvorsprung 34 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weggelassen ist, bereitgestellt, wobei entsprechende Modifikationen bei dem ersten Ausführungsbeispiel in Reaktion auf das Weglassen des Kernvorsprungs 34 ausgeführt werden.
Spezifisch wird in dem beweglichen Kern 230, der in einen zylindrischen rohrförmigen Körper konfiguriert ist, ein Außendurchmesser eines Kernaufnahmeabschnitts 233, der aus dem Kernhauptkörper 31 hin zu der Seite herausragt, die zu dem stationären Kern 20 entgegengesetzt ist, eingestellt, dass er im Allgemeinen gleich zu dem Außendurchmesser des Kernhauptkörpers 31 ist. Das zweite Federelement 272 ist an der axialen Endoberfläche 233a des Kernaufnahmeabschnitts 233 fixiert, die zu dem stationären Kern 20 entgegensetzt ist.
Hierbei ist das zweite Federelement 272 eine Belleville-Feder, die aus Metall hergestellt ist. Ein Außenumfangsteil 272a des zweiten Federelements 272 bildet einen Endteil des zweiten Federelements 272, der beispielsweise durch Schweißen an die Endoberfläche 233a des Kernaufnahmeabschnitts 233 fixiert ist, der aus einem magnetischen Material hergestellt ist. Ein Innenumfangsteil 272b des zweiten Federelements 272 bildet den anderen Endteil des zweiten Federelements 272, der zusammen mit dem Anschlagvorsprung 54 in einem Innenumfangsteil des Kernaufnahmeabschnitts 233 aufgenommen ist, der von der Endoberfläche 233a des Kernaufnahmeabschnitts 233 hin zu der Seite des stationären Kerns 20 eingelassen ist. Der Innenumfangsteil 272b des zweiten Federelements 272 stößt gegen, d.h. kontaktiert (kommt in Eingriff damit) eine axiale Endoberfläche 254b des Anschlagvorsprungs 54, die zu dem stationären Kern 20 entgegengesetzt ist. Wenn eine axiale Entfernung zwischen der Endoberfläche 233a des Kernaufnahmeabschnitts 233 und der Endoberfläche 254b des Anschlagvorsprungs 54 verringert wird, wird das zweite Federelement 272 zusammengedrückt und federnd verformt.
Somit wirkt eine zweite Rückstellkraft F2 (siehe 10), die durch die Federverformung des zweiten Federelements 272 erzeugt wird, als eine Drückkraft, die den beweglichen Kern 230 hin zu der axialen Seite drückt, die zu dem stationären Kern 20 entgegensetzt ist, und ebenso gleichzeitig den beweglichen Anschlag 50 hin zu der anderen axialen Seite drückt, wo der stationäre Kern 20 angeordnet ist.
Des Weiteren ist das dritte Federelement 274 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Kompressionsspulenfeder bzw. Druckschraubenfeder, die aus Metall hergestellt ist und ähnlich zu dem dritten Federelement 74 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist. Das dritte Federelement 274 ist koaxial zwischen der Endoberfläche 233a des Kernaufnahmeabschnitts 233 und dem abgestuften Abschnitt 13c des ersten magnetischen Teilstücks 13 des Ventilgehäuses 12 aufgenommen. Der Endteil des dritten Federelements 274, der zu dem abgestuften Abschnitt 13c entgegengesetzt ist, ist in Eingriff mit der Endoberfläche 233a des Aufnahmeabschnitts 233 durch den Außenumfangsteil 272a des zweiten Federelements 272. Das dritte Federelement 274 wird zwischen dem Ventilgehäuse 12, das den abgestuften Abschnitt 13c umfasst, und dem beweglichen Kern 230 gehalten, der den Kernaufnahmeabschnitt 233 umfasst. Folglich wird das dritte Federelement 274 zwischen dem Ventilgehäuse 12 und dem beweglichen Kern 230 komprimiert und federnd verformt. Somit wirkt eine dritte Rückstellkraft F3 (siehe 10), die durch die Federverformung des dritten Federelements 274 erzeugt wird, als eine Drückkraft, die den beweglichen Kern 230 in Bezug auf das Ventilgehäuse 12 hin zu der Seite des stationären Kerns 20 in der axialen Richtung drückt.
Auch in dem Kraftstoffeinspritzventil 210 werden, wie es in 10 angezeigt ist, die Kräfte Fvs, Fcs, Fvh in einer Art und Weise ausgeübt, die ähnlich zu der gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist (mit der Ausnahme, dass die Kraft Fcs zwischen dem beweglichen Kern 230 und dem beweglichen Anschlag 50 wirkt). Hierdurch werden die Rückstellkräfte F1, F2, F3 der Federelemente 70, 272, 274 in dem Ventilschließzustand entsprechend den Gleichungen 7 bis 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eingestellt. Wie es in einer Modifikation angezeigt ist, die in 11 gezeigt ist, kann der Endteil des dritten Federelements 274, der zu dem abgestuften Abschnitt 13c des ersten magnetischen Teilstücks 13 entgegengesetzt ist, direkt mit der Endoberfläche 233a des Kernaufnahmeabschnitts 233 in Eingriff gebracht werden. Auch in einem derartigen Fall können die jeweiligen Rückstellkräfte F1, F2, F3 entsprechend den Gleichungen 7 bis 10 eingestellt werden.
Der Ventilöffnungsbetrieb des Kraftstoffeinspritzventils 210 wird nachstehend ausführlich beschrieben. Wenn die Spule 60 in dem in 12A gezeigten Ventilschließzustand mit Strom versorgt wird, wird die magnetische Anziehungskraft auf den Kernhauptkörper 31 ausgeübt. Hierdurch beginnt sich der bewegliche Kern 230 hin zu dem stationären Kern 20 entgegen der zweiten Rückstellkraft F2 des zweiten Federelements 272 zu bewegen. In dem abgeschalteten Zustand unmittelbar davor (d.h. in dem Ventilschließzustand gemäß 12A) ragt, ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel, der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 aus der Endoberfläche 31a des Kernhauptkörpers 31 bei der Seite des stationären Kerns 20 heraus und stößt gegen den Ventilvorsprung 44 an. Aufgrund des Anstoßens zwischen dem Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 und dem Ventilvorsprung 44 ist die ventilvorsprungsseitige Lücke 56a zwischen dem Ventilvorsprung 44 und dem Kernhauptkörper 31 bereitgestellt. Folglich wird zu der Zeit eines Startens der Stromzufuhr zu der Spule 60 der bewegliche Kern 230 hin zu der Seite des stationären Kerns 20 bewegt, ohne das Ventilelement über die Entfernung zu begleiten, die der Größe der Lücke 56a entspricht.
Danach stößt der Kernhauptkörper 31 des beweglichen Kerns 230, der seine Bewegung hin zu der Seite des stationären Kerns 20 durch die Stromzufuhr zu der Spule 60 aufrecht erhält, gegen den Ventilvorsprung 44 an, der die erste Rückstellkraft F1 des ersten Federelements 70 empfängt, wie es in 12B gezeigt ist. Dann wird der bewegliche Kern 230 zusammen mit dem Ventilelement 40 hin zu der Seite des stationären Kerns 20 bewegt, während der bewegliche Kern 230 den Ventilvorsprung 44 durch den Kernhauptkörper 31 gegen die erste Rückstellkraft F1 drückt. Folglich wird der Sitzabschnitt 41 weg von dem Ventilsitz 18 angehoben, so dass der Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzloch 17 eingespritzt wird. Zu dieser Zeit wird der bewegliche Anschlag 50 zusammen mit dem Ventilelement 40 durch die zweite Rückstellkraft F2 des zweiten Federelements 272 bewegt, während der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 gegen den Ventilvorsprung 44 anstößt. Als Ergebnis wird in dem Zustand, in dem das zweite Federelement 272 in der Form der Belleville-Feder federnd verformt wird, die Größe der anschlagvorsprungsseitigen Lücke 56b zwischen dem Anschlagvorsprung 54 und dem Kernhauptkörper 31 maximiert.
Wenn der bewegliche Kern 230 kontinuierlich auf diese Art und Weise bewegt wird, kollidiert der Kernhauptkörper 31 mit dem stationären Kern 20, wie es in 12 gezeigt ist. Des Weiteren hält das Ventilelement 40 eine zugehörige Trägheitsbewegung aufrecht, wie es in 12D gezeigt ist. Als Ergebnis wird der Ventildurchdringungsabschnitt 42, dem der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 folgt, relativ zu dem Kernhauptkörper 31 bewegt, wobei der Ventilvorsprung 44 weg von dem Kernhauptkörper 31 versetzt wird. Hierdurch wird, auch wenn der bewegliche Kern 230 von dem stationären Kern 20 bei einem Empfangen der Kollisionsreaktionskraft von dem stationären Kern 20 geprellt wird, die Prellkraft des beweglichen Körpers 230 weniger wahrscheinlich zu dem Ventilvorsprung 44 geleitet. Folglich ist es möglich, die Variationen in der Kraftstoffeinspritzmenge zu vermeiden, die durch ein fehlerhaftes Schließen des Kraftstoffeinspritzlochs mit dem Ventilelement 40 verursacht werden.
Des Weiteren kollidiert in dem zweiten Ausführungsbeispiel, ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel, der bewegliche Kern 230 mit dem Ventilvorsprung 44 bei der Beschleunigung des beweglichen Kerns 230 durch die Bewegung des beweglichen Kerns 230, ohne das Ventilelement 40 zu begleiten. Hierdurch wird die Aufprallkraft, die dem Momentum des beweglichen Kerns 30 zu der Zeit einer Kollision des beweglichen Kerns 30 entspricht, an den Ventilvorsprung 44 angelegt, um das Ventilelement 40 schnell zu bewegen. Somit ist es möglich, die Bewegungszeitdauer des Ventilelements 40 zu verringern, die die Zeit ist, die für das Ventilelement 40 erforderlich ist, um sich über die erforderliche Entfernung zu bewegen, die erforderlich ist, um das Kraftstoffeinspritzloch 17 zu öffnen. Des Weiteren ist auch in dem zweiten Ausführungsbeispiel die Gleichung 8 in dem Ventilschließzustand gemäß 12A erfüllt. Folglich wird unter den Rückstellkräften F2, F3, die an den beweglichen Kern 230 angelegt werden, die Rückstellkraft F2 dominierend, und der Kernhauptkörper 31 wird zuverlässig mit dem Anschlagvorsprung 54 in Eingriff gebracht. Als Ergebnis wird die Lücke 56a mit der stabilen Größe aufrecht erhalten, wobei hierdurch die Bewegungszeitdauer des Ventilelements 40 stabilisiert wird. Ebenso wird die Lücke zwischen dem beweglichen Kern 230 und dem stationären Kern 20 auf der konstanten Entfernung gehalten, so dass die Bewegungszeitdauer des beweglichen Kerns 230 stabilisiert wird. Hierdurch können, beispielsweise auch in dem Fall, in dem der eingespritzte Kraftstoff durch eine Verringerung der minimalen Kraftstoffeinspritzmenge durch die Einspritzung des Kraftstoffs innerhalb der kurzen Zeitdauer zerstäubt wird, die Variationen in der minimalen Kraftstoffeinspritzmenge begrenzt werden, um einen Beitrag zu der genauen Kraftstoffeinspritzsteuerung zu leisten.
Zusätzlich ist gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Gleichung 10 in dem Ventilschließzustand gemäß 12A erfüllt. Folglich wird die erforderliche Zeitdauer, die von der Zeit eines Startens des Ventilöffnungsbetriebs zu der Zeit eines Startens der Bewegung des Ventilelements 40 erforderlich ist, verringert, um die Ventilöffnungsantwort auf der Grundlage eines Prinzips zu verbessern, das ähnlich zu dem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist. Ebenso kann in dem zweiten Ausführungsbeispiel, ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel, der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 den Ventilvorsprung 44 innerhalb des engstmöglichen radialen Bereichs kontaktieren, d.h., der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 und der Ventilvorsprung 44 können einander über eine minimale radiale Kontaktfläche kontaktieren. Folglich wird die erforderliche Zeitdauer, die von der Zeit eines Startens des Ventilöffnungsbetriebs zu der Zeit eines Startens der Bewegung des Ventilelements 40 erforderlich ist, verringert, um die Ventilöffnungsantwort zu verbessern.
Der Ventilschließbetrieb des Kraftstoffeinspritzventils 210 wird nachstehend ausführlich beschrieben. Wie es in 13A gezeigt ist, geht, wenn die Stromzufuhr zu der Spule 60 nach dem Stoppen der Bewegungen des beweglichen Kerns 230, des Ventilelements 40 und des beweglichen Anschlags 50, die in dem vorangegangenen Ventilöffnungsbetrieb ausgeführt werden, gestoppt ist, die magnetische Anziehungskraft, die auf den Kernhauptkörper 31 ausgeübt wird, in dem Zustand verloren, in dem der Ventilvorsprung 44 gegen den Kernhauptkörper 31 und den Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 von der Seite des stationären Kerns 20 anstößt. Dann beginnt der bewegliche Kern 230 eine zugehörige Bewegung zusammen mit den anderen beweglichen Bauelementen, d.h. dem Ventilelement 40 und dem beweglichen Anschlag 50, hin zu der Seite, die zu dem stationären Kern 20 entgegensetzt ist, gegen die dritte Rückstellkraft F3 des dritten Federelements 274, während der bewegliche Kern 230 hin zu der Seite, die zu dem stationären Kern 20 entgegensetzt ist, durch den Ventilvorsprung 44 gedrückt wird, der die erste Rückstellkraft F1 des ersten Federelements 70 empfängt.
Folglich wird der Sitzabschnitt 41 auf den Ventilsitz 18 gesetzt, um die Bewegung des Ventilelements 40 sowie die Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzloch 17 zu stoppen. Zu dieser Zeit empfängt der bewegliche Kern 230, der von dem Anschlagvorsprung 54 durch die Lücke 56b beabstandet ist, die zweite Rückstellkraft F2 des zweiten Federelements 272, die größer als die dritte Rückstellkraft F3 ist, die in die Richtung gerichtet ist, die zu der der zweiten Rückstellkraft F2 entgegengesetzt ist, zusammen mit der Trägheitskraft. Hierdurch hält der bewegliche Kern 230 eine zugehörige Bewegung hin zu der Seite, die zu dem stationären Kern 20 entgegensetzt ist, aufrecht, während der bewegliche Kern 230 eine zugehörige relative Bewegung in Bezug auf jeden der Durchdringungsabschnitte 42, 52 aufrecht erhält, wie es in 13B gezeigt ist. Somit bildet, wie es in den 13B und 13C gezeigt ist, der bewegliche Kern 230 die ventilvorsprungsseitige Lücke 56a zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Ventilvorsprung 44, indem der Kernhauptkörper 31 weg von dem Ventilvorsprung 44 versetzt wird, um gegen den Anschlagvorsprung 54 anzustoßen.
Danach werden der bewegliche Kern 230 und der bewegliche Anschlag 50 hin zu jeweils entgegengesetzten Seiten durch die zweite Rückstellkraft F2 des zweiten Federelements 272 gedrückt, so dass der bewegliche Kern 230 und der bewegliche Anschlag 50 die Trägheitsbewegung aufrecht erhalten, während das Anstoßen zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Anschlagvorsprung 54 aufrecht erhalten wird, wodurch eine Unterschwingung die Folge ist. Zu dieser Zeit wird der Anschlagvorsprung 54 durch den Kernhauptkörper 31 gedrückt, wie es in 13D gezeigt ist. Folglich wird der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52, der aus der Endoberfläche 31a des Kernhauptkörpers 31 herausragt und in einen Zustand versetzt ist (siehe 13C), in dem der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 gegen den Ventilvorsprung 44 anstößt, weg von dem Ventilvorsprung 44 durch eine zugehörige relative Bewegung in Bezug auf den Ventildurchdringungsabschnitt 42 versetzt. Ebenso kann die Trägheitskraft (die Last), die die Bewegung des beweglichen Kerns 230 hin zu der Seite aufrecht erhält, die zu dem stationären Kern 20 entgegengesetzt ist, möglicherweise durch die dritte Rückstellkraft F3 abgeschwächt werden, die von dem dritten Federelement 274 an dem beweglichen Kern 230 ausgeübt wird. Auf diese Weise ist es möglich, die unerwartete Sekundärkraftstoffeinspritzung zu vermeiden, die durch die fehlerhafte Öffnung des Kraftstoffeinspritzlochs 17 durch das Anheben des Ventilelements 40 aufgrund der Leitung der Vibration, die durch das Anstoßen zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Anschlagvorsprung 54 erzeugt wird, zu dem Ventilvorsprung 44 verursacht wird. Somit ist es möglich, die genaue Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge zu erreichen.
Des Weiteren wird aufgrund der Trägheitsbewegungen des beweglichen Kerns 230 und des beweglichen Anschlags 50 bei einem Bilden der Lücke 56a zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Ventilvorsprung 44 und der Lücke 58 zwischen dem Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 und dem Ventilvorsprung 44, wie es in 13D gezeigt ist, der bewegliche Kern 230, der die verringerte Trägheitskraft aufweist, hin zu der Seite des stationären Kerns 20 durch die dritte Rückstellkraft F3 zurückgeprellt. Folglich wird der bewegliche Anschlag 50, der die zweite Rückstellkraft F2 empfängt, die größer als die dritte Rückstellkraft F3 ist, hin zu der Seite des stationären Kerns 20 bewegt, wobei hierdurch der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 gegen den Ventilvorsprung 44 anstößt, wie es in 13E gezeigt ist. Ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel wird jedoch das Anschlagen des Kernhauptkörpers 31 des geprellten beweglichen Kerns 230 an den Ventilvorsprung 44, das möglicherweise die Erzeugung der Vibrationen in dem Ventilelement 40 verursacht, durch das Vorhandensein der Lücke 56a begrenzt. Somit kann die unerwartete Sekundärkraftstoffeinspritzung, die durch ein derartiges Anstoßen verursacht wird, vermieden werden, wodurch ein Beitrag zu der genauen Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge geleistet wird.
Danach wird gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in dem Ventilschließzustand (der gleiche Zustand wie der gemäß 12A), in dem das Kraftstoffeinspritzloch 17 bei dem Stoppen der Bewegungen sowohl des beweglichen Kerns 230 als auch des Ventilelements 40 als auch des beweglichen Anschlags 50 (der beweglichen Bauelemente) geschlossen ist, wie es in 13F gezeigt ist, auf den nächsten Ventilöffnungsbetrieb in Reaktion auf eine Stromzufuhr zu der Spule 60 gewartet.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das eine Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels ist, ist unter Bezugnahme auf 14 beschrieben. In einem Kraftstoffeinspritzventil 310 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist ein drittes Federelement 374 eine aus Metall hergestellte Kompressionsspulenfeder bzw. Druckschraubenfeder. Ein Endteil des dritten Federelements 374 ist in Eingriff mit dem abgestuften Abschnitt 13c, und der andere Endteil des dritten Federelements 374 ist in Eingriff mit der axialen Endoberfläche 254b des Anschlagvorsprungs 54, die zu dem stationären Kern 20 entgegengesetzt ist. Das dritte Federelement 374 wird zwischen dem Ventilgehäuse 12, das den abgestuften Abschnitt 13c umfasst, und dem beweglichen Anschlag 50 gehalten, der den Anschlagvorsprung 54 umfasst. Folglich wird das dritte Federelement 374 zwischen dem Ventilgehäuse 12 und dem beweglichen Anschlag 50 zusammengedrückt und federnd verformt. Somit wirkt eine dritte Rückstellkraft F3 (siehe 15), die durch die Federverformung des dritten Federelements 374 erzeugt wird, als eine Drückkraft, die den beweglichen Anschlag 50 in Bezug auf das Ventilgehäuse 12 hin zu der Seite des stationären Kerns 20 in der axialen Richtung drückt.
Die Kräfte Fvs, Fcs, Fvh, die ähnlich zu denen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sind, werden in dem Kraftstoffeinspritzventil 310 ausgeübt, wie es in 15 gezeigt ist. In einem derartigen Fall werden die Rückstellkräfte F1, F2, F3 der Federelemente 70, 272, 374 in dem Ventilschließzustand wie nachstehend beschrieben eingestellt.
Wie es unter Bezugnahme auf 15 ersichtlich sein sollte, wird ein Gleichgewicht der Kräfte, die bei dem Ventilelement 40 ausgeübt werden, mit der nachstehenden Gleichung 11 ausgedrückt. Ebenso wird ein Gleichgewicht der Kräfte, die bei dem beweglichen Anschlag 50 ausgeübt werden, mit der nachstehenden Gleichung 12 ausgedrückt. Zusätzlich wird ein Gleichgewicht der Kräfte, die bei dem beweglichen Kern 230 ausgeübt werden, mit der nachstehenden Gleichung 13 ausgedrückt. $+ F1 - Fvs - Fhv = 0$
$- F2 - F3 + Fvs + Fcs = 0$
$F2 - Fcs = 0$
Wenn die vorstehend genannten Gleichungen 11 bis 13 für die Kräfte Fvs, Fcs, Fvh aufgelöst werden, werden die nachstehenden Gleichungen 14 bis 16 erhalten. $Fvs = F3$
$Fcs = F2$
$Fhv = F1 - F3$
In dem geschlossen Zustand des Kraftstoffeinspritzventils 310 muss jede der Kräfte Fvs, Fcs, Fvh größer als 0 (null) sein. Somit ist die rechte Seite der Gleichung 14 größer als 0 (null), und die rechte Seite der Gleichung 16 ist größer als 0 (null). Hierdurch werden die nachstehenden Gleichungen 17 bis 19 erhalten. Insbesondere werden gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel die Rückstellkräfte F1, F2, F3 derart eingestellt, dass die Gleichungen 17 bis 19 während der Zeitdauer des Ventilschließbetriebs, der die Zeitdauer der Ventilschließzustandes umfasst, in dem der bewegliche Kern 230, das Ventilelement 40 und der bewegliche Anschlag 50 (die beweglichen Bauelemente) vollständig gestoppt sind, immer erfüllt sind. Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird ein Freiheitsgrad in der Einstellung der Rückstellkräfte F2, F3 im Vergleich zu dem zweiten Ausführungsbeispiel vergrößert, in dem die Beziehung der Rückstellkräfte F2, F3 entsprechend Gleichung 8 definiert ist. $F3 > 0$
$F2 > 0$
$F1 > F3$
Der Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 310 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist ähnlich zu dem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, mit der Ausnahme des nachstehend beschriebenen Teils des Betriebs. Folglich wird die nachstehende Beschreibung hauptsächlich auf den Unterschied in Bezug auf das zweite Ausführungsbeispiel fokussiert sein.
Wie es in 14 gezeigt ist, wird in dem Ventilschließzustand unmittelbar vor dem Start der Stromzufuhr zu der Spule 60 der Anschlagvorsprung 54 hin zu dem stationären Kern 20 durch die Rückstellkräfte F2, F3 der zweiten und dritten Federelemente 272, 374 gedrückt. Somit stößt der bewegliche Kern 230, der hin zu der Seite, die zu dem stationären Kern 20 entgegengesetzt ist, durch die zweite Rückstellkraft F2 des zweiten Federelements 272 gedrückt wird, gegen den Anschlagvorsprung 54 an, der in dem Ventilschließzustand hin zu dem stationären Kern 20 gedrückt wird und hierdurch zuverlässig damit in Eingriff ist. Als Ergebnis wird in dem Ventilöffnungsbetrieb nach dem Start der Stromzufuhr zu der Spule 60 die Lücke 56a mit der stabilen Größe aufrecht erhalten, wobei hierdurch die Bewegungszeitdauer des Ventilelements 40 stabilisiert ist. Ebenso wird die Lücke zwischen dem beweglichen Kern 230 und dem stationären Kern 20 auf der konstanten Entfernung gehalten, so dass die Bewegungszeitdauer des beweglichen Kerns 230 stabilisiert wird. Des Weiteren wird in dem Ventilöffnungsbetrieb gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel aufgrund eines Prinzips, das ähnlich zu dem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist, der bewegliche Kern 230 zuerst bewegt, ohne das Ventilelement 40 zu begleiten, und wird dann zusammen mit dem Ventilelement 40 bewegt, wodurch er gegen den stationären Kern 20 anstößt. Folglich kann die Bewegungszeitdauer des Ventilelements 40 verringert werden. Somit können auch in dem dritten Ausführungsbeispiel die Variationen in der minimalen Kraftstoffeinspritzmenge begrenzt werden, um einen Beitrag für die genaue Kraftstoffeinspritzsteuerung zu leisten.
Des Weiteren wird in dem Ventilschließbetrieb aufgrund eines Prinzips, das ähnlich zu dem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist, wie es in 16 gezeigt ist, wenn der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 weg von dem Ventilvorsprung 44 versetzt wird, die dritte Rückstellkraft F3 des dritten Federelements 374 an den Anschlagvorsprung 54 angelegt, der gegen den Kernhauptkörper 31 durch das Anlegen der zweiten Rückstellkraft F2 des zweiten Federelements 272 anstößt. Folglich empfängt der bewegliche Kern 230 die dritte Rückstellkraft F3, die hin zu dem stationären Kern 20 ausgeübt wird, durch den Anschlagvorsprung 54. Als Ergebnis wird die Trägheitskraft (Last), die auf den beweglichen Kern 230 ausgeübt wird, um den beweglichen Kern 230 kontinuierlich hin zu der Seite zu bewegen, die entgegengesetzt zu dem stationären Kern 20 ist, durch die dritte Rückstellkraft F3 abgeschwächt, die von dem dritten Federelement 374 hin zu der Seite des stationären Kerns 20 ausgeübt wird, um auf den beweglichen Kern 230 zu wirken. Folglich ist es auch in dem dritten Ausführungsbeispiel möglich, die unerwartete Sekundärkraftstoffeinspritzung zu vermeiden, die durch das fehlerhafte Öffnen des Kraftstoffeinspritzlochs 17 durch das Anheben des Ventilelements 40 verursacht wird. Somit ist es möglich, die genaue Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge zu erreichen.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das eine Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels ist, ist nachstehend unter Bezugnahme auf 17 beschrieben. In einem Kraftstoffeinspritzventil 410 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist das dritte Federelement 274, das in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben wird, weggelassen, und ein Anschlagdurchdringungsabschnitt 452 eines beweglichen Anschlags 450 ist an dem Ventildurchdringungsabschnitt 42 des Ventilelements 40 fixiert. In dem beweglichen Anschlag 450, der aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt ist, ragt der Anschlagvorsprung 54 radial nach Außen von einem axialen Zwischenteil 452a des Anschlagdurchdringungsteils 452 heraus, wobei ein axialer Endteil 452b des Anschlagdurchdringungsabschnitt 452, der zu dem Ventilvorsprung 44 entgegengesetzt ist, an dem Ventildurchdringungsabschnitt 42, der aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt ist, beispielsweise durch Schweißen fixiert wird. Zu der Zeit einer Herstellung des Kraftstoffeinspritzventils 410 werden, wie es in 18 gezeigt ist, in einem Zustand, in dem der Anschlagdurchdringungsabschnitt 452, der den Ventildurchdringungsabschnitt 42 darin aufnimmt, gegen den Ventilvorsprung 44 anstößt, der Ventildurchdringungsabschnitt 42 und der Anschlagdurchdringungsabschnitt 452 miteinander beispielsweise durch Schweißen verbunden. Hierdurch kann die Lücke 56a in geeigneter Weise zwischen dem Ventilvorsprung 44 und dem Kernhauptkörper 31 bereitgestellt werden.
Wie es klar in Anbetracht von 19 ersichtlich ist, wird in dem Kraftstoffeinspritzventil 410 die Kraft Fvs unter den Kräften Fvs, Fcs, Fvh, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel diskutiert werden, 0 (null) aufgrund der Fixierung des beweglichen Anschlags 450 an dem Ventilelement 40. Des Weiteren wird die dritte Rückstellkraft F3, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel erzeugt wird, aufgrund des Fehlens des dritten Federelements 274 0 (null). Hierdurch ist es in dem vierten Ausführungsbeispiel lediglich erforderlich, die nachstehenden Gleichungen 20, 21 zu erfüllen. Somit wird ein Freiheitsgrad bei der Einstellung der Rückstellkräfte F1, F2 der Federelemente 70, 272 vergrößert. $Fcs = F2 > 0$
$Fhv = F1 > 0$
Der Ventilöffnungsbetrieb des Kraftstoffeinspritzventils 410 ist nachstehend ausführlich beschrieben. Wenn die Spule 60 in dem in 20A gezeigten Ventilschließzustand mit Strom versorgt wird, beginnt der bewegliche Kern 230, der die magnetische Anziehungskraft bei dem Kernhauptkörper 31 empfängt, sich hin zu dem stationären Kern 20 gegen die zweite Rückstellkraft F2 des zweiten Federelements 272 zu bewegen. In dem abgeschalteten Zustand unmittelbar davor (d.h. in dem Ventilschließzustand gemäß 20A) ragt, ähnlich zu dem zweiten Ausführungsbeispiel, der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 von der Endoberfläche 31a des Kernhauptkörpers 31 heraus, der in Eingriff mit dem Anschlagvorsprung 54 ist, wobei der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 gegen den Ventilvorsprung 44 anstößt. Hierdurch wird zu der Zeit eines Startens der Stromversorgung der bewegliche Kern 230 hin zu der Seite des stationären Kerns 20 über die Entfernung, die der Größe der ventilvorsprungsseitigen Lücke 56a entspricht, bewegt, ohne das Ventilelement 40 zu begleiten.
Danach stößt der Kernhauptkörper 31 des beweglichen Kerns 230, der eine zugehörige Bewegung hin zu der Seite des stationären Kerns 20 durch die Stromversorgung der Spule 60 aufrecht erhält, gegen den Ventilvorsprung 44 von der Seite, die zu dem stationären Kern 20 entgegengesetzt ist, so dass der bewegliche Kern 230 den Ventilvorsprung 44 gegen die erste Rückstellkraft F1 des ersten Federelements 70 drängt. Auf diese Weise werden das Ventilelement 40 und der bewegliche Anschlag 450, die gemeinsam als ein integraler Körper integriert sind, zusammen mit dem beweglichen Kern 230 hin zu der Seite des stationären Kerns 20 bewegt, so dass der Sitzabschnitt 41 weg von dem Ventilsitz 18 angehoben wird, um Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinspritzloch 17 einzuspritzen. Zu dieser Zeit stößt der Kernhauptkörper 31 gegen den Ventilvorsprung 44 an, gegen den der Anschlagdurchdringungsabschnitt 452 des vorstehend genannten integrierten Körpers anstößt. Hierdurch wird in dem federnd verformten Zustand des zweiten Federelements 272, das eine Belleville-Feder ist, die anschlagvorsprungsseitige Lücke 56b, die eine zugehörige maximale Größe aufweist, zwischen dem Anschlagvorsprung 54 und dem Kernhauptkörper 31 ausgebildet.
Wenn der bewegliche Kern 230 kontinuierlich auf diese Art und Weise bewegt wird, kollidiert der Kernhauptkörper 31 mit dem stationären Kern 20, wie es in 20C gezeigt ist. Des Weiteren hält das Ventilelement 40 eine zugehörige Trägheitsbewegung aufrecht, wie es in 20D gezeigt ist. Als Ergebnis wird der Ventildurchdringungsabschnitt 42, an den der Anschlagdurchdringungsabschnitt 452 fixiert ist, in Bezug auf den Kernhauptkörper 31 bewegt, wobei hierdurch der Ventilvorsprung 44 weg von dem Kernhauptkörper 31 versetzt wird. Somit ist es ähnlich zu dem zweiten Ausführungsbeispiel, auch wenn der bewegliche Kern 230 hin zu der Seite, die zu dem stationären Kern 20 entgegengesetzt ist, durch die Kollisionsreaktionskraft zurückgeprellt wird, möglich, ein Auftreten von Variationen in der Kraftstoffeinspritzmenge zu vermeiden, die durch ein fehlerhaftes Schließen des Kraftstoffeinspritzlochs 17 mit dem Ventilelement verursacht werden, das den Ventilvorsprung 44 aufweist, zu dem die Prellkraft des beweglichen Kerns 230 nicht einfach geleitet wird.
Des Weiteren kollidiert in dem vierten Ausführungsbeispiel, ähnlich zu dem zweiten Ausführungsbeispiel, der bewegliche Kern 230 mit dem Ventilvorsprung 44 bei der Beschleunigung des beweglichen Kerns 230 durch die Bewegung des beweglichen Kerns 230, ohne das Ventilelement 40 zu begleiten. Hierdurch wird die Aufprallkraft, die dem Momentum des beweglichen Kerns 230 zu der Zeit einer Kollision des beweglichen Kerns 230 entspricht, an den Ventilvorsprung 44 angelegt, um das Ventilelement 40 schnell zu bewegen. Somit ist es möglich, die Bewegungszeitdauer des Ventilelements 40 zu verringern, die die Zeit ist, die durch das Ventilelement 40 erforderlich ist, um sich über die erforderliche Entfernung zu bewegen, die erforderlich ist, um das Kraftstoffeinspritzloch 17 zu öffnen. Des Weiteren stößt in dem vierten Ausführungsbeispiel der bewegliche Kern 230, der hin zu der Seite, die zu dem stationären Kern 20 entgegengesetzt ist, durch die zweite Rückstellkraft F2 in dem Ventilschließzustand gemäß 20A gedrückt wird, gegen den Anschlagvorsprung 54 an und ist zuverlässig damit in Eingriff, der durch die zweite Rückstellkraft F2 hin zu dem stationären Kern 20 gedrückt wird. Als Ergebnis wird die Lücke 56a mit der stabilen Größe aufrecht erhalten, wobei hierdurch die Bewegungszeitdauer des Ventilelements 40 stabilisiert wird. Ebenso wird die Lücke zwischen dem beweglichen Kern 230 und dem stationären Kern 20 auf der konstanten Entfernung gehalten, so dass die Bewegungszeitdauer des beweglichen Kerns 230 stabilisiert wird. Hierdurch können beispielsweise auch in einem Fall, in dem der eingespritzte Kraftstoff durch eine Verringerung der minimalen Kraftstoffeinspritzmenge durch die Einspritzung des Kraftstoffs innerhalb der kurzen Zeitdauer zerstäubt wird, die Variationen in der minimalen Kraftstoffeinspritzmenge begrenzt werden, um einen Beitrag zu der genauen Kraftstoffeinspritzsteuerung zu leisten.
In dem vierten Ausführungsbeispiel kann ähnlich zu dem zweiten Ausführungsbeispiel aufgrund eines Prinzip, das ähnlich zu dem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist, der Anschlagdurchdringungsabschnitt 452 des beweglichen Anschlags 450 den Ventilvorsprung 44 innerhalb des kleinstmöglichen radialen Bereichs kontaktieren, d.h., der Anschlagdurchdringungsabschnitt 452 und der Ventilvorsprung 44 können einander über die minimale radiale Kontaktfläche kontaktieren. Folglich kann die erforderliche Zeitdauer von der Zeit eines Startens des Ventilöffnungsbetriebs zu der Zeit eines Startens der Bewegung des Ventilelements 40 ebenso verringert werden, wobei hierdurch die Ventilöffnungsantwort verbessert werden kann.
Der Ventilschließbetrieb des Kraftstoffeinspritzventils 410 ist nachstehend ausführlich beschrieben. Wie es in 21A gezeigt ist, geht, wenn die Stromzufuhr zu der Spule 60 nach dem Stoppen der Bewegungen des beweglichen Kerns 230, des Ventilelements 40 und des beweglichen Anschlags 450, die bei dem vorangegangenen Ventilöffnungsbetrieb ausgeführt werden, gestoppt wird, die magnetische Anziehungskraft, die an den Kernhauptkörper 31 ausgeübt wird, in einem Zustand verloren, in dem der Ventilvorsprung 44 gegen den Kernhauptkörper 31 und den Anschlagdurchdringungsabschnitt 452 von der Seite des stationären Kerns 20 anstößt. Somit wird der bewegliche Kern 230 hin zu der Seite, die zu dem stationären Kern 20 entgegengesetzt ist, durch den Ventilvorsprung 44 gedrückt, der die erste Rückstellkraft F1 des ersten Federelements 70 empfängt. Hierdurch beginnt der bewegliche Kern 230 sich zusammen mit dem integrierten Körper des Ventilelements 40 und des beweglichen Anschlags 450 hin zu der Seite zu bewegen, die zu dem stationären Kern 20 entgegengesetzt ist.
Folglich wird der Sitzabschnitt 41 auf den Ventilsitz 18 gesetzt, um die Bewegung des Ventilelements 40 und die Kraftstoffeinspritzung zu stoppen. Zu dieser Zeit empfängt der bewegliche Kern 230, der zu dem Anschlagvorsprung 54 durch die Lücke 56b beabstandet ist, die zweite Rückstellkraft F2 des zweiten Federelements 272 zusammen mit der Trägheitskraft. Hierdurch hält der bewegliche Kern 230 eine zugehörige Bewegung hin zu der Seite, die zu dem stationären Kern 20 entgegengesetzt ist, aufrecht, während der bewegliche Kern 230 eine zugehörige relative Bewegung in Bezug auf jeden der Durchdringungsabschnitte 42, 452 aufrecht erhält, wie es in 21B gezeigt ist. Somit wird, wie es in den 21B und 21C gezeigt ist, der bewegliche Kern 230 in einem Zustand gestoppt, in dem der bewegliche Kern 230 die ventilvorsprungsseitige Lücke 56A zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Ventilvorsprung 44 durch ein Versetzen des Kernhauptkörpers 31 weg von dem Ventilvorsprung 44 und durch ein Anstoßen des Kernhauptkörpers 31 gegen den Anschlagvorsprung 54 bildet. Somit kann, auch wenn der Kernhauptkörper 31 hin zu der Seite des stationären Kerns 20 aufgrund des Anstoßens des Kernhauptkörpers 31 gegen den Anschlagvorsprung 54 zurückgeprellt wird, das Anlegen der Vibration, die durch das Anstoßen des Kernhauptkörpers 31 gegen den Ventilvorsprung 44 verursacht wird, durch das Vorhandensein der Lücke 56a zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Ventilvorsprung 44 begrenzt werden. Folglich ist es möglich, die unerwartete Sekundärkraftstoffeinspritzung zu vermeiden, die durch das Anstoßen des beweglichen Kerns 30, der hin zu der Seite des stationären Kerns 20 zurückgeprellt wird, gegen das Ventilelement 40 verursacht wird, wodurch ein Beitrag zu der genauen Kraftstoffeinspritzmengensteuerung geleistet wird.
Folglich wird gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel in dem Ventilschließzustand (der gleiche Zustand wie der gemäß 20A), in dem das Kraftstoffeinspritzloch 17 bei dem Stoppen der Bewegungen sowohl des beweglichen Kerns 230 als auch des Ventilelements 40 als auch des beweglichen Anschlags 450 (der beweglichen Bauelemente) geschlossen ist, wie es in 21C gezeigt ist, auf den nächsten Ventilöffnungsbetrieb in Reaktion auf die Stromzufuhr zu der Spule 60 gewartet.
Die vorliegende Erfindung ist in Bezug auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt, und die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele können innerhalb des Umfangs der beigefügten Patentansprüche definiert werden.
Spezifisch ist die Konfiguration des beweglichen Anschlags 50, 450, gemäß den ersten bis vierten Ausführungsbeispielen nicht auf den zylindrischen rohrförmigen Körper begrenzt, solange die vorstehend beschriebenen Funktionen des Anschlagdurchdringungsabschnitts 52 und des Anschlagvorsprungs 54 erreicht werden können. Beispielsweise kann ein L-förmiges Element als der bewegliche Anschlag 50, 450 ausgebildet werden, wobei ein derartiger beweglicher Anschlag 50, 450 oder mehrere derartige bewegliche Anschläge 50, 450 um den beweglichen Kern 30, 230 und das Ventilelement 40 in der Umfangsrichtung angeordnet werden kann/können. Des Weiteren ist es in dem Fall, in dem der L-förmige bewegliche Anschlag 50 in den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen verwendet wird, nicht erforderlich, den L-förmigen beweglichen Anschlag 50 zwischen dem beweglichen Kern 30, 230 und dem Ventilelement 40 anzuordnen. Beispielsweise kann der Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 des Anschlags 50 durch den beweglichen Kern 30, 230 an einem Ort hindurchdringen, der radial nach außen zu dem Kerndurchgangsloch 32 beabstandet ist, in das der Ventildurchdringungsabschnitt 42 direkt eingepasst ist.
Des Weiteren kann in dem ersten Ausführungsbeispiel anstelle des dritten Federelements 74, das den beweglichen Kern 30 drückt, das dritte Federelement 374 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, das den beweglichen Anschlag 50 drückt, in einer Art und Weise verwendet werden, die ähnlich zu der gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist. Des Weiteren kann in dem ersten Ausführungsbeispiel anstelle des beweglichen Anschlags 50, der in Bezug auf das Ventilelement 40 beweglich ist, der bewegliche Anschlag 450 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, der an das Ventilelement 40 fixiert ist, um sich integral damit zu bewegen, bereitgestellt werden, wobei das dritte Federelement 74 weggelassen werden kann, wie in dem vierten Ausführungsbeispiel. Zusätzlich ist es in den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen in einem Zustand, in dem der Kernhauptkörper 31 gegen den Anschlagvorsprung 54 anstößt, möglich, die Lücke 56 (56a) zwischen dem Kernhauptkörper 31 und dem Ventilvorsprung 44 wegzulassen bzw. zu beseitigen. In einem derartigen Fall ist es wünschenswert, das Anstoßen des beweglichen Kerns 30, 230, der hin zu der Seite des stationären Kerns 20 zurückgeprellt wird, gegen das Ventilelement 40 lediglich durch die Verwendung der Lücke 58 zwischen dem Anschlagdurchdringungsabschnitt 52 und dem Ventilvorsprung 44 beispielweise durch die Einstellung der ersten Rückstellkraft F1 zu begrenzen.
Zusätzliche Vorteile und Modifikationen sind für einen Fachmann in einfacher Weise ersichtlich. Die Erfindung ist in ihren breiteren Ausdrücken folglich nicht auf spezifische Einzelheiten, ein repräsentatives Gerät und veranschaulichende Beispiele, die gezeigt und beschrieben sind, begrenzt.
Wie es vorstehend beschrieben ist, ist ein Ventilelement (40) eingerichtet, ein Kraftstoffeinspritzloch (17) durch ein Hin- und Herbewegen des Ventilelements (40) zu öffnen oder zu schließen, um eine Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzloch (17) zu ermöglichen oder zu unterbinden. Ein beweglicher Anschlag (50, 450) umfasst einen Anschlagdurchdringungsabschnitt (52, 452), der durch einen beweglichen Kern (30, 230) hindurchdringt und aus einer Endoberfläche des beweglichen Kerns (30, 230) herausragt, die auf einer Seite angeordnet ist, wo der stationäre Kern (20) angeordnet ist. Der bewegliche Anschlag (50, 450) ist eingerichtet, eine Lücke (56a) zwischen einem Ventilvorsprung (44) des Ventilelements (40) und dem beweglichen Kern (30, 230) zu bilden, indem der Anschlagdurchdringungsabschnitt (52, 452) gegen den Ventilvorsprung (44) von einer Seite, die zu dem stationären Kern (20) entgegengesetzt ist, in einem abgeschalteten Zustand einer Spule (60) anstößt.

Claims

Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine, mit: einem Ventilgehäuse (12), das ein Kraftstoffeinspritzloch (17) umfasst, durch das Kraftstoff in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird, einem stationären Kern (20), der an dem Ventilgehäuse (12) fixiert ist, einem beweglichen Kern (30, 230), der hin zu einer ersten Seite, wo der stationäre Kern (20) angeordnet ist, durch eine Einwirkung einer magnetischen Anziehungskraft bewegbar ist, einer Spule (60), die die magnetische Anziehungskraft bei einer Stromversorgung der Spule (60) in einem Ventilöffnungsbetrieb zum Öffnen des Kraftstoffeinspritzlochs (17) erzeugt und die magnetische Anziehungskraft bei einem Abschalten der Stromversorgung zu der Spule (60) in einem Ventilschließbetrieb zum Schließen des Kraftstoffeinspritzlochs (17) verliert, einem Ventilelement (40), das einen Ventildurchdringungsabschnitt (42), der durch den beweglichen Kern (30, 230) hindurchdringt, und einen Ventilvorsprung (44) umfasst, der aus dem Ventildurchdringungsabschnitt (42) herausragt und gegen den beweglichen Kern (30, 230) von der ersten Seite, wo der stationäre Kern (20) angeordnet ist, anstoßbar ist, wobei das Ventilelement (40) eingerichtet ist, das Kraftstoffeinspritzloch (17) durch eine Hin- und Herbewegung des Ventilelements (40) zu öffnen oder zu schließen, um die Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzloch (17) zu ermöglichen oder zu unterbinden, und einem beweglichen Anschlag (50, 450), der einen Anschlagdurchdringungsabschnitt (52, 452) umfasst, der durch den beweglichen Kern (30, 230) hindurchdringt und aus einer Endoberfläche des beweglichen Kerns (30, 230) herausragt, die an der ersten Seite, wo der stationäre Kern (20) angeordnet ist, angeordnet ist, wobei der bewegliche Anschlag (50, 450) eingerichtet ist, eine Lücke (56a) zwischen dem Ventilvorsprung (44) und dem beweglichen Kern (30, 230) zu bilden, indem der Anschlagdurchdringungsabschnitt (52, 452) gegen den Ventilvorsprung (44) von einer zweiten Seite, die zu dem stationären Kern (20) entgegengesetzt ist, in einem abgeschalteten Zustand der Spule (60) anstößt.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, wobei der bewegliche Anschlag (50, 450) einen Anschlagvorsprung (54) umfasst, der aus dem Anschlagdurchdringungsabschnitt (52, 452) herausragt und gegen den beweglichen Kern (30, 230) von der zweiten Seite, die zu dem stationären Kern (20) entgegengesetzt ist, anstoßbar ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, ferner mit: einem ersten Federelement (70), das eine erste Rückstellkraft (F1) ausübt, die das Ventilelement (40) in Bezug auf das Ventilgehäuse (12) hin zu der zweiten Seite drückt, die zu dem stationären Kern (20) entgegengesetzt ist, einem zweiten Federelement (72, 272), das eine zweite Rückstellkraft (F2) ausübt, die den beweglichen Kern (30, 230) hin zu der zweiten Seite, die zu dem stationären Kern (20) entgegengesetzt ist, drückt und ebenso den beweglichen Anschlag (50) hin zu der ersten Seite drückt, wo der stationäre Kern (20) angeordnet ist, und einem dritten Federelement (74, 274, 374), das eine dritte Rückstellkraft (F3) ausübt, die den beweglichen Kern (30, 230) in Bezug auf das Ventilgehäuse (12) hin zu der ersten Seite drückt, wo der stationäre Kern (20) angeordnet ist, wobei der bewegliche Anschlag (50) in Bezug auf das Ventilelement (40) hin zu der ersten Seite, wo der stationäre Kern (20) angeordnet ist, und zu der zweiten Seite, die zu dem stationären Kern (20) entgegengesetzt ist, relativ bewegbar ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, wobei die zweite Rückstellkraft (F2) größer als die dritte Rückstellkraft (F3) in dem Ventilschließbetrieb ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, wobei eine Differenz zwischen der zweiten Rückstellkraft (F2) und der dritten Rückstellkraft (F3) in dem Ventilschließbetrieb eingestellt ist, kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert zu sein.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, ferner mit: einem ersten Federelement (70), das eine erste Rückstellkraft (F1) ausübt, die das Ventilelement (40) in Bezug auf das Ventilgehäuse (12) hin zu der zweiten Seite drückt, die entgegengesetzt zu dem stationären Kern (20) ist, einem zweiten Federelement (272), das eine zweite Rückstellkraft (F2) ausübt, die den beweglichen Kern (230) hin zu der zweiten Seite drückt, die zu dem stationären Kern (20) entgegengesetzt ist, und ebenso den beweglichen Anschlag (50) hin zu der ersten Seite drückt, wo der stationäre Kern (20) angeordnet ist, und einem dritten Federelement (374), das eine dritte Rückstellkraft (F3) ausübt, die den beweglichen Anschlag (50) in Bezug auf das Ventilgehäuse (12) hin zu der ersten Seite drückt, wo der stationäre Kern (20) angeordnet ist, wobei der bewegliche Anschlag (50) in Bezug auf das Ventilelement (40) hin zu der ersten Seite, wo der stationäre Kern (20) angeordnet ist, und der zweiten Seite, die zu dem stationären Kern (20) entgegengesetzt ist, relativ bewegbar ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der bewegliche Anschlag (50, 450) eingerichtet ist, eine Lücke (56a, 56b) bei zumindest einem Ort aus einem Ort zwischen dem beweglichen Kern (30, 230) und dem Ventilvorsprung (44) und/oder einem Ort zwischen dem beweglichen Kern (30, 230) und dem Anschlagvorsprung (54) in Abhängigkeit eines Betriebs des Kraftstoffeinspritzventils in einem Zustand zu bilden, in dem der Anschlagdurchdringungsabschnitt (52, 452) lösbar gegen den Ventilvorsprung (44) anstößt.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, ferner mit: einem ersten Federelement (70), das eine erste Rückstellkraft (F1) ausübt, die das Ventilelement (40) zu der zweiten Seite drückt, die zu dem stationären Kern (20) .entgegengesetzt ist, und einem zweiten Federelement (272), die eine zweite Rückstellkraft (F2) ausübt, die den beweglichen Kern (230) hin zu der zweiten Seite drückt, die zu dem stationären Kern (20) entgegengesetzt ist, und ebenso den beweglichen Anschlag (450) hin zu der ersten Seite drückt, wo der stationäre Kern (20) angeordnet ist, wobei der bewegliche Anschlag (450) an dem Ventilelement (40) fixiert ist und hierdurch zusammen mit dem Ventilelement (40) hin zu sowohl der ersten Seite, wo der stationäre Kern (20) angeordnet ist, als auch der zweiten Seite, die zu dem stationären Kern (20) entgegengesetzt ist, integral bewegbar ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, wobei der bewegliche Anschlag (450) eingerichtet ist, eine Lücke (56a, 56b) bei zumindest einem Ort eines Orts zwischen dem beweglichen Kern (230) und dem Ventilvorsprung (44) und/oder eines Orts zwischen dem beweglichen Kern (230) und dem Anschlagvorsprung (54) in Abhängigkeit eines Betriebs des Kraftstoffeinspritzventils in einem Zustand zu bilden, in dem der Anschlagdurchdringungsabschnitt (452) gegen den Ventilvorsprung (44) anstößt.
Kraftstoffeinspritzventil nach .einem der Anspruch 1 bis 9, wobei der Anschlagdurchdringungsabschnitt (52, 452) in einen rohförmigen Körper konfiguriert ist, in dem der Ventildurchdringungsabschnitt (42) bei einem Ort aufgenommen ist, der radial innen liegend zu dem beweglichen Kern (30, 230) ist, der in einen rohrförmigen Körper konfiguriert ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der bewegliche Kern (30, 230) umfasst: einen Kernhauptkörper (31), der die eine Endoberfläche des beweglichen Kerns (30, 230) bildet, die gegen den Ventilvorsprung (44) anstoßbar ist und auf der ersten Seite angeordnet ist, wo der stationäre Kern (20) angeordnet ist, einen Kernaufnahmeabschnitt (33), der aus dem Kernhauptkörper (31) hin zu der zweiten Seite herausragt, die zu dem stationären Kern (20) entgegengesetzt ist, und den Anschlagvorsprung (54) an einem Ort aufnimmt, der radial innen liegend zu dem Kernaufnahmeabschnitt (33) ist, und einen Kernvorsprung (34), der radial nach innen aus dem Kernaufnahmeabschnitt (33) herausragt, und das zweite Federelement (72) eine Spulenfeder ist, die bei dem Ort aufgenommen ist, der radial innen liegend zu dem Kernaufnahmeabschnitt (33) ist, und zwischen dem Anschlagvorsprung (54) und dem Kernvorsprung (34) angeordnet ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei: der bewegliche Kern (230) umfasst: einen Kernhauptkörper (31), der die eine Endoberfläche des beweglichen Kerns (230) bildet, die gegen den Ventilvorsprung (44) anstoßbar ist und auf der ersten Seite angeordnet ist, wo der stationäre Kern (20) angeordnet ist, und einen Kernaufnahmeabschnitt (233), der aus dem Kernhauptkörper (31) hin zu der zweiten Seite herausragt, die zu dem stationären Kern (20) entgegengesetzt ist, und den Anschlagvorsprung (54) an einem Ort aufnimmt, der radial innen liegend zu dem Kernaufnahmeabschnitt (233) ist, und das zweite Federelement (272) eine Belleville-Feder ist, die einen Außenumfangsteil, der an den Kernaufnahmeabschnitt (233) fixiert ist, und einen Innenumfangsteil aufweist, der gegen den Anschlagvorsprung (54) anstößt.