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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die einen Ventilabschnitt öffnet und schließt, um eine Einspritzung eines zugeführten Kraftstoffs zu steuern, der durch einen Zufuhrkanal zugeführt wird, und die basierend auf der Steuerung eine Menge des zugeführten Kraftstoffs zu einem Rückkanal ableitet.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Es ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung bekannt, die ein Steuerungsgehäuse umfasst, das eine Drucksteuerkammer und ein Ventilelement zum Öffnen und Schließen eines Ventilabschnitts in Reaktion auf den Druck des Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer aufweist. Bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung weist die Drucksteuerkammer des Steuerungsgehäuses eine Zuflussmündung und eine Abflussmündung auf, die zu derselben geöffnet sind. Die Zuflussmündung ist eine Mündung, durch die ein Kraftstoff, der durch einen Zufuhrkanal fließt, in die Drucksteuerkammer fließt, und die Abflussmündung ist eine Mündung, durch die der Kraftstoff zu einem Rückkanal abgeleitet wird. Der Druck des Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer wird durch ein Drucksteuerventil zum Herstellen einer Verbindung zwischen der Abflussmündung und dem Rückkanal und zum Unterbrechen der Verbindung zwischen diesen, gesteuert.
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Bei einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die in dem Patentdokument 1 (
JP 6-108948A entsprechend dem
USP Nr. 4,826,080 ) veröffentlicht ist, ist weiterhin ein Druckelement in einer Drucksteuerkammer bereitgestellt, um in der Drucksteuerkammer reziprok verschoben zu werden. Wenn die Abflussmündung durch das Drucksteuerventil mit dem Rückkanal in Verbindung steht, wird das Druckelement durch eine Verringerung des Kraftstoffsdrucks nahe der Abflussmündung zu der Öffnungs-Wandoberfläche gezogen, zu welcher die Abflussmündung geöffnet ist, wodurch das Druckelement an die Öffnungs-Wandoberfläche drückt. Wenn das Druckelement an die Öffnungs-Wandoberfläche angedrückt ist, unterbricht das Druckelement die Verbindung zwischen der Zuflussmündung und der Drucksteuerkammer sowie der Abflussmündung. Wenn das Drucksteuerventil die Abflussmündung und den Rückkanal unterbricht, wird drückt zudem der unter Hochdruck stehende zugeführte Kraftstoff, der von dem Zufuhrkanal über die Zuflussmündung zugeführt wird an das Druckelement und verschiebt dies in eine Richtung, in der es sich von der Öffnungs-Wandoberfläche trennt. Durch die Verschiebung des Druckelements werden die Zuflussmündung und die Drucksteuerkammer miteinander in Verbindung gebracht.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung stellten Untersuchungen an Kraftstoffeinspritzvorrichtungen an, um eine Kraftstoffverbindung zwischen der Druckoberfläche des Druckelements und der Öffnungs-Wandoberfläche exakt zu schließen. Das heißt, die Erfinder der vorliegenden Anmeldung stellten Untersuchungen hinsichtlich eines Aufbaus zur Erhöhung des Oberflächendrucks des Anstoßabschnitts an mittels Verringerung einer Anstoßfläche zwischen der Druckoberfläche und der Öffnungs-Wandoberfläche. Insbesondere sind an der Öffnungs-Wandoberfläche oder der Druckoberfläche ein abgesenkter Abflussabschnitt und ein abgesenkter Zuflussabschnitt ausgebildet, wodurch die Anstoßoberfläche zwischen der Öffnungs-Wandoberfläche und der Druckoberfläche verringert wird.
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Wenn der abgesenkte Abflussabschnitt und der abgesenkte Zuflussabschnitt einfach ausgebildet sind, kann es allerdings Schwierigkeiten bereiten, ein Ansprechverhalten des Ventilabschnitts und eine Lebensdauer der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu verbessern.
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Die vorliegende Erfindung entstand im Hinblick auf die oben stehenden Tatsachen und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu schaffen, die das Ansprechverhalten eines Ventilabschnitts verbessert während die Lebensdauer der Kraftstoffeinspritzvorrichtung verbessert wird.
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Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung darauf ausgerichtet einen Ventilabschnitt zum Steuern einer Einspritzung eines zugeführten Kraftstoffs, der von einem Zufuhrkanal zugeführt und von einem Düsenloch eingespritzt wird, zu öffnen und zu schließen, und basierend auf der Steuerung eine Menge des zugeführten Kraftstoffs in einen Rückkanal abzuleiten. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung umfasst: ein Steuerungsgehäuse, das eine Drucksteuerkammer, in die der Kraftstoff, der durch den Zuflusskanal fließt, aus einer Zuflussmündung fließt und aus welcher der Kraftstoff durch eine Abflussmündung zu dem Rückkanal abgeleitet wird, sowie eine Öffnungs-Wandoberfläche, die zu der Drucksteuerkammer frei liegt und an der die Zuflussmündung und die Abflussmündung geöffnet sind; ein Drucksteuerventil, das zum Herstellen einer Verbindung zwischen der Abflussmündung und dem Rückkanal und zum Unterbrechen der Verbindung ausgestaltet ist, um so den Druck des Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer zu steuern; ein Ventilelement, das zum Öffnen und Schließen des Ventilabschnitts in Reaktion auf den Druck des Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer ausgestaltet ist; und ein Druckelement, das derart angeordnet ist, dass es in der Drucksteuerkammer reziprok verschoben wird und das eine Druckoberfläche aufweist, die der Öffnungs-Wandoberfläche gegenüber liegt. Die Druckoberfläche des Druckelements drückt an die Öffnungs-Wandoberfläche, um die Verbindung zwischen der Zuflussmündung und der Drucksteuerkammer zu unterbrechen, wenn die Verbindung zwischen der Abflussmündung und dem Rückkanal durch das Drucksteuerventil hergestellt ist, und die Druckoberfläche des Druckelements ist von der Öffnungs-Wandoberfläche verschoben und getrennt, um die Zuflussmündung der Öffnungs-Wandoberfläche zu der Drucksteuerkammer zu öffnen, wenn die Verbindung zwischen der Abflussmündung und dem Rückkanal durch das Drucksteuerventil unterbrochen ist. Die Öffnungs-Wandoberfläche weist einen Abfluss-Umfangsoberflächenabschnitt, der um die Abflussmündung bereitgestellt ist, sowie einen Zufluss-Umfangsoberflächenabschnitt, der um die Zuflussmündung bereitgestellt ist, auf. Die Druckoberfläche des Druckelements ist mit einem gegenüberliegenden Abfluss-Oberflächenabschnitt, der dem Abfluss-Umfangsoberflächenabschnitt in einer Verschiebungs-Achsenrichtung gegenüberliegt, sowie einem gegenüberliegenden Zufluss-Oberflächenabschnitt, der dem Zufluss-Umfangsoberflächenabschnitt in der Verschiebungs-Achserrichtung gegenüberliegt, versehen.
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Bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist der Abfluss-Umfangsoberflächenabschnitt bzw. der gegenüberliegende Abfluss-Oberflächenabschnitt von der Öffnungs-Wandoberfläche bzw. der Druckoberfläche mit einem abgesenkten Abflussabschnitt versehen, welcher in der Verschiebungs-Achsenrichtung zu einer Seite abgesenkt ist, die dem anderen Abfluss-Umfangsoberflächenabschnitt bzw. dem gegenüberliegenden Abfluss-Oberflächenabschnitt gegenüberliegt, und der Zufluss-Umfangsoberflächenabschnitt bzw. der gegenüberliegende Zufluss-Oberflächenabschnitt von der Öffnungs-Wandoberfläche bzw. der Druckoberfläche, die mit dem abgesenkten Abflussabschnitt versehen ist, ist mit einem abgesenkten Zuflussabschnitt versehen, welcher in der Verschiebungs-Achsenrichtung zu einer Seite abgesenkt ist, die dem anderen Zufluss-Umfangsoberflächenabschnitt bzw. dem gegenüberliegenden Zufluss-Oberflächenabschnitt gegenüber liegt. Weiterhin ist eine Absenkungsabmessung des abgesenkten Zuflussabschnitts in der Verschiebungs-Achserrichtung größer als eine Absenkungsabmessung des abgesenkten Abflussabschnitts. Demzufolge ist es selbst dann, wenn sich ein Druck in dem abgesenkten Zuflussabschnitt von dem Druck in dem abgesenkten Abflussabschnitt unterscheidet und die Druckdifferenz an einer Trennwand zwischen dem abgesenkten Zuflussabschnitt und dem abgesenkten Abflussabschnitt anliegt, möglich, die Stabilität der Trennwand zu verbessern, wodurch die Lebensdauer der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zunimmt. Da die Absenkungsabmessung des abgesenkten Zuflussabschnitts vergrößert ist, kann zudem die Menge des zugeführten Kraftstoffs, der in dem abgesenkten Zuflussabschnitt gespeichert ist, erhöht werden, und dadurch kann die Kraftstoffmenge, die von dem abgesenkten Zuflussabschnitt zu der Drucksteuerkammer abgeleitet wird, erhöht werden, wem die Verbindung zwischen der Abflussmündung und dem Rückkanal durch das Drucksteuerventil geschlossen ist. Dadurch kann der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffsteuerkammer schnell wieder hergestellt werden, und dadurch schließt die Düsennadel den Ventilabschnitt exakt in Übereinstimmung mit dem Kraftstoffdruck in der Drucksteuerkarmmer. Infolgedessen kann das Ansprechverhalten der Kraftstoffeinspritzvorrichtung verbessert werden.
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Beispielsweise kann die Druckoberfläche des Druckelements eine kreisrunde Form aufweisen und der abgesenkte Zuflussabschnitt kann eine kreisrunde Form aufweisen, die koaxial zu der Druckoberfläche bereitgestellt ist. In diesem Fall kann der abgesenkte Zuflussabschnitt derart bereitgestellt sein, dass der Kraftstoff in eine Umfangsrichtung fließt, und eine Kanal-Schnittfläche des abgesenkten Zuflussabschnitts größer als die Hälfte einer offenen Fläche der Zuflussmündung ist.
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Der abgesenkte Zuflussabschnitt kann an einer äußeren Umfangsseite des abgesenkten Abflussabschnitts an der Öffnungs-Wandoberfläche bzw. der Druckoberfläche bereitgestellt sein. Weiterhin kann das Steuerungsgehäuse ein Kanal bildendes Gehäuse umfassen, das mit der Öffnungs-Wandoberfläche versehen ist und die Drucksteuerkammer definiert, und der Zufluss-Umfangsoberflächenabschnitt und der Abfluss-Umfangsoberflächenabschnitt können jeweils den abgesenkten Zuflussabschnitt und den abgesenkten Abflussabschnitt definieren.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit der begleitenden Zeichnung besser verständlich. Es zeigt:
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1 ein schematisches Diagramm eines Kraftstoffzufuhrsystems, das eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;
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2 eine Längsschnittansicht der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
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3 eine vergrößerte Teilansicht, die einen Teil der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 eine weitere vergrößerte Teilansicht, die einen Teil der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie V-V in 4 entnommen ist;
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6 eine vergrößerte Ansicht, die einen Teil der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zeigt, die in 4 durch den Pfeil VI angezeigt ist;
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7 eine Ansicht, die ein modifiziertes Beispiel aus 4 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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8 eine Ansicht, die ein modifiziertes Beispiel aus 5 gemäß der anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Bei den Ausführungsformen kann ein Teil, der einem Sachverhalt entspricht, der bei einer vorausgehenden Ausführungsform beschrieben wurde, mit denselben Bezugszeichen versehen sein und eine redundante Erklärung zu diesem Teil wird ausgelassen. Wenn lediglich ein Teil eines Aufbaus bei einer Ausführungsform beschrieben wird, kann eine andere vorausgegangene Ausführungsform auf die anderen Teile des Aufbaus angewendet werden. Die Teile können selbst dann kombiniert werden, wenn nicht ausdrücklich beschrieben wird, dass diese kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können selbst dann teilweise kombiniert werden, wenn nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt, dass sich durch die Kombination kein Nachteil ergibt.
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(Erste Ausführungsform)
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In 1 ist ein Kraftstoffzufuhrsystem 10 ist gezeigt, in dem eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 der vorliegenden Erfindung ist ein sogenanntes direktes Kraftstoffeinspritzungs-Zufuhrsystem, in welchem Kraftstoff direkt in eine Verbrennungskammer 22 einer Dieselmaschine 20 als eine Verbrennungsmaschine eingespritzt wird.
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Das Kraftstoffzufuhrsystem 10 wird durch eine Einspeisungspumpe 12, eine Hochdruckkraftstoffpumpe 13, eine Sammelschiene (bzw. Common Rail) 14, eine Maschinensteuervorrichtung 17 (Maschinen ECU), die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 und dergleichen gebildet.
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Die Einspeisungspumpe 12 ist eine elektrisch angetriebene Pumpe und sie ist in dem Kraftstofftank 11 untergebracht. Die Einspeisungspumpe 12 wendet an dem Kraftstoff, der in dem Kraftstofftank 11 gespeichert ist, einen Einspeisungsdruck auf, so dass der Einspeisungsdruck höher als der Verdampfungsdruck des Kraftstoffs ist. Die Einspeisungspumpe 12 ist mit einer Kraftstoffleitung 12a mit der Hochdruckkraftstoffpumpe 13 verbunden und führt den Kraftstoff im flüssigen Zustand, der den vorbestimmten Einspeisungsdruck aufweist, der auf diesen angewendet wurde, an der Hochdruckkraftstoffpumpe 13 zu. Die Kraftstoffleitung 12a weist ein Drucksteuerventil (nicht gezeigt) auf, das in diese eingepasst ist, und der Druck des an der Hochdruckkraftstoffpumpe 13 zugeführten Kraftstoffs wird durch das Drucksteuerventil auf einem spezifischen Wert gehalten.
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Die Hochdruckkraftstoffpumpe 13 ist an die Dieselmaschine 20 angefügt und wird durch eine Leistung an einer Abgangswelle der Dieselmaschine 20 angetrieben. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 13 ist durch eine Kraftstoffleitung 13a mit der Sammelschiene 14 verbunden und wendet an dem durch die Einspeisungspumpe 12 zugeführten Kraftstoff weiteren Druck auf, um den Kraftstoff an der Sammelschiene 14 zuzuführen. Zudem weist die Hochdruckkraftstoffpumpe 13 ein elektromagnetisches Ventil (nicht gezeigt) auf, das mit der Maschinensteuervorrichtung 17 elektrisch verbunden ist. Das elektromagnetische Ventil wird durch die Maschinensteuervorrichtung 17 geöffnet und geschlossen, und dadurch wird der Druck des Kraftstoffs, der von der Hochdruckkraftstoffpumpe 13 an der Sammelschiene 14 zugeführt wird, optimal an einen vorbestimmten Druck gesteuert.
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Die Sammelschiene 14 ist ein rohrförmiges Element, das aus einem metallischen Material wie zum Beispiel Chrom-Molybdän-Stahl hergestellt ist und eine Vielzahl von Verzweigungsteilen 14a aufweist. Die Anzahl der Vielzahl von Verzweigungsteilen 14a entspricht der Anzahl von Zylindern pro Bank der Dieselmaschine. Jedes der Verzweigungsteile 14a ist durch eine Kraftstoffleitung, die einen Zufuhrkanal 14d bildet, mit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 verbunden. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 und die Hochdruckkraftstoffpumpe 13 sind durch eine Kraftstoffleitung, die einen Rückkanal 14f bildet, miteinander verbunden. Gemäß dem obenstehend beschriebenen Aufbau speichert die Sammelschiene 14 zeitweise durch die Hochdruckkraftstoffpumpe 13 in einem Hochdruckzustand zugeführten Kraftstoff, und sie verteilt den Kraftstoff durch die Zufuhrkanäle 14d und die Vielzahl von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 100 mit dem Druck, der in dem Hochdruckzustand gehalten wird. Zudem weist die Sammelschiene 14 einen Sammelschienensensor 14b auf, der an einem Endabschnitt der beiden Endabschnitte in axialer Richtung bereitgestellt ist, und sie weist einen Druckregler 14c auf, der an dem anderen Endabschnitt derselben bereitgestellt ist. Der Sammelschienensensor 14b ist mit der Maschinensteuervorrichtung 17 elektrisch verbunden und erfasst den Druck und die Temperatur des Kraftstoffs und gibt diese an die Maschinensteuervorrichtung 17 aus. Der Druckregler 14c erhält den Druck des Kraftstoffs in der Sammelschiene 14 auf einem konstanten Wert, und sie dekomprimiert überschüssigen Kraftstoff und leitet diesen ab. Der überschüssige Kraftstoff, der den Druckregler 14c durchläuft, kehrt durch einen Kanal in der Kraftstoffleitung 14b, welche die Sammelschiene 14 mit dem Kraftstofftank 11 verbindet, in den Tank 11 zurück.
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Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 ist eine Vorrichtung zum Einspritzen eines unter Hochdruck stehenden zugeführten Kraftstoffs, der durch die Verzweigungsteile 14a der Sammelschiene 14 zugeführt wird, aus einem Düsenloch 44. Insbesondere weist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 einen Ventilabschnitt 50 auf, der das Einspritzen des zugeführten Kraftstoffs steuert, der übereinstimmend mit einem Steuersignal der Maschinensteuervorrichtung 17 aus dem Düsenloch 44 eingespritzt wird. Der zugeführte Kraftstoff wird von der Hochdruckpumpe 13 durch den Zufuhrkanal 14d zugeführt. Zudem wird bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 der überschüssige Kraftstoff, der ein Teil des zugeführten Kraftstoffs ist, der durch den Zufuhrkanal 14d zugeführt wird und nicht aus dem Düsenloch 44 eingespritzt wird, in den Rückkanal 14f abgeleitet, durch den die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 mit der Hochdruckkraftstoffpumpe 13 in Verbindung steht, und kehrt anschließend zu der Hochdruckkraftstoffpumpe 13 zurück. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 wird in ein Einsetzungsloch eingesetzt und eingepasst, das in einem Kopfelement 21 gefertigt ist, welches ein Abschnitt der Verbrennungskammer 22 der Dieselmaschine 20 ist. Bei der vorliegenden Erfindung ist für die Verbrennungskammern 22 der Dieselmaschine 20 entsprechend eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 100 angeordnet und jede von diesen spritzt den Kraftstoff direkt, insbesondere mit einem Einspritzdruck in einem Bereich von 160 bis 220 Megapascal (MPa), in die Verbrennungskammer 22 ein.
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Die Maschinensteuervorrichtung 17 wird durch einen Mikrocomputer oder dergleichen gebildet. Die Maschinensteuervorrichtung 17 ist nicht nur mit dem obenstehend beschriebenen Sammelschienensensor 14b elektrisch verbunden, sondern ebenso mit verschiedenen Arten von Sensoren wie zum Beispiel einem Drehgeschwindigkeitssensor zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit der Dieselmaschine 20, einem Drosselsensor zum Erfassen einer Drosselöffnung, einem Luftflusssensor zum Erfassen eines Lufteinlassvolumens, einem Ladedrucksensor zum Erfassen eines Ladedrucks, einem Wassertemperatursensor zum Erfassen einer Kühlwassertemperatur und einem Öltemperatursensor zum Erfassen der Öltemperatur des schmierenden Öls. Die Maschinensteuervorrichtung 17 gibt basierend auf Informationen von den entsprechenden Sensoren ein elektrisches Signal zum Öffnen/Schließen des elektromagnetischen Ventils der Hochdruckkraftstoffpumpe 13 und des Ventilabschnitts 50 von jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 an das elektromagnetische Ventil der Hochdruckkraftstoffpumpe 13 und an jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 aus.
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Anschließend wird der Aufbau der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 basierend auf 2 und 3 ausführlich beschrieben.
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Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 umfasst ein Steuerventilantriebsteil 30, ein Steuerungsgehäuse 40, eine Düsennadel 60 und eine Schwimmplatte 70.
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Das Steuerventilantriebsteil 30 ist in dem Steuerungsgehäuse 40 untergebracht. Das Steuerventilantriebsteil 30 umfasst einen Anschluss 32, einen Solenoid 31, ein festes Element 36, ein bewegliches Element 35, eine Feder 34 und ein Ventilsitzelement 33. Der Anschluss 32 ist aus einem metallischen Material ausgebildet, das eine elektrische Leitfähigkeit aufweist und von dem ein Endabschnitt der beiden Endabschnitte in einer Erstreckungsrichtung zu der Außenseite des Steuerungsgehäuses 40 freiliegt und von dem der andere Endabschnitt desselben mit dem Solenoid 31 verbunden ist. Der Solenoid 31 ist spiralförmig gewickelt und er wird von der Maschinensteuervorrichtung 17 über den Anschluss 32 mit einem Pulsstrom versorgt. Wem der Solenoid 31 mit diesem Strom versorgt wird, erzeugt der Solenoid 31 einen magnetischen Fluss, der um die axiale Richtung kreist. Das feste Element 36 ist ein zylindrisches Element, das aus einem magnetischen Material ausgebildet ist, und dieses wird in dem magnetischen Feld, das durch den Solenoid 31 erzeugt wird, magnetisiert. Das bewegliche Element 35 ist ein Element, das aus einem magnetischen Material und in der Form eines Zylinders mit zwei Stufen ausgebildet ist, und es ist an einer Spitzenseite in der axialen Richtung des festen Elements 36 angeordnet. Das bewegliche Element 35 wird in der axialen Richtung durch das magnetisierte feste Element 36 zu einer Basisendseite angezogen. Die Feder 34 ist eine Spulenfeder, die durch Wicklungen eines Metalldrahts in einer Kreisform hergestellt wird und sie beaufschlagt das bewegliche Element 35 in eine Richtung zum Trennen des beweglichen Elements 35 von dem festen Element 36. Das Ventilsitzelement 33 bildet zusammen mit einem Steuerventilsitzabschnitt 47a des Steuerungsgehäuses 40 ein Drucksteuerventil 80. Der Steuerventilsitzabschnitt 47a wird später beschrieben. Das Ventilsitzelement 33 ist in der axialen Richtung des beweglichen Elements 35 auf der gegenüberliegenden Seite des festen Elements 36 angeordnet und sitzt in dem Steuerventilsitzabschnitt 47a. Wenn durch den Solenoid 31 kein Magnetfeld erzeugt wird, sitzt das Ventilsitzelement 33 durch die beaufschlagte Kraft der Feder 34 in dem Steuerventilsitzabschnitt 47a. Wenn durch den Solenoid 31 das Magnetfeld erzeugt wird, wird das Ventilsitzelement 33 von dem Steuerventilsitzabschnitt 47a getrennt.
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Das Steuerungsgehäuse 40 weist ein Düsengehäuse 41, einen Zylinder 56, eine Öffnungsblende 46, eine Halterung 48 und eine Sicherungsmutter 49 auf. Das Düsengehäuse 41, die Öffnungsblende 46 und die Halterung 48 sind in dieser Reihenfolge von einer Spitzenseite in einer Richtung angeordnet, in der diese in das Kopfelement 21, in dem die Düsenlöcher 44 ausgebildet sind, eingesetzt werden (siehe 1). Das Steuerungsgehäuse 45 weist einen Zuflusskanal 52, einen Abflusskanal 54, eine Drucksteuerkammer 53 und eine Öffnungs-Wanderoberfläche 90 (anstoßende Oberfläche), die zu der Drucksteuerkammer 53 freiliegt, um die Drucksteuerkammer 53 abzugrenzen, auf. Der Zuflusskanal 52 steht mit einer Seite des Zufuhrkanals 14d in Verbindung (siehe 1), der mit der Hochdruckkraftstoffpumpe 13 und der Sammelschiene 14 verbinden ist, und er weist eine Zuflussmündung 52a auf, die an der Öffnungs-Wandoberfläche 90 geöffnet ist. Die Zuflussmündung 52a ist ein Kanalende des Zuflusskanals 52. Der Abflusskanal 54 steht mit einer Seite des Rückkanals 14f in Verbindung (siehe 1), der mit der Hochdruckkraftstoffpumpe 13 verbunden ist, und er weist eine Abflussmündung 54a, die an der Öffnungs-Wandoberfläche 90 geöffnet ist. Die Abflussmündung 54a ist ein Kanalende des Abflusskanals 54. Die Drucksteuerkammer 53 wird durch den Zylinder 56 und dergleichen unterteilt, und der Kraftstoff, der den Zufuhrkanal 14d durchläuft (siehe 1), fließt von der Zuflussmündung 52a in die Drucksteuerkammer 53 und fließt von der Abflussmündung 54a aus der Drucksteuerkammer 53 zu dem Rückkanal 14f (siehe 1).
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Das Düsengehäuse 41 ist ein Element, das aus einem metallischen Material wie zum Beispiel Chrom-Molybdän-Stahl oder dergleichen in der Form eines kreisrunden Zylinders hergestellt ist, der an einem Ende geschlossen ist. Der Düsenkörper 51 weist einen Düsennadel-Unterbringungsabschnitt 43, einen Ventilsitzabschnitt 45 und das Düsenloch 44 auf. Der Düsennadel-Unterbringungsabschnitt 43 ist entlang der axialen Richtung des Düsenkörpers 41 ausgebildet und besteht aus einem zylindrischen Loch, in dem eine Düsennadel 60 untergebracht ist. Der Düsennadel-Unterbringungsabschnitt 43 weist unter Hochdruck stehenden Kraftstoff auf, der von der Hochdruckkraftstoffpumpe 13 und der Sammelschiene 14 zugeführt wird (siehe 1). Der Ventilsitzabschnitt 45 ist an der Bodenwand des Düsennadel-Unterbringungsabschnitts 43 ausgebildet und ist mit dem Spitzenende der Düsennadel 60 in Kontakt gebracht. Das Düsenloch 44 ist bezüglich des Ventilsitzabschnitts 45 auf der gegenüberliegenden Seite der Öffnungsblende 46 positioniert Eine Vielzahl von Düsenlöchern 44 ist radial von der Innenseite des Düsengehäuses 41 zu dessen Außenseite ausgebildet. Wenn der unter Hochdruck stehende Kraftstoff durch die Düsenlöcher 44 hindurch tritt, wird der unter Hochdruck stehende Kraftstoff zerstäubt und zerstreut, wodurch dieser in einen Zustand versetzt wird, in dem der Kraftstoff leicht mit Luft vermischt wird.
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Der Zylinder 56, der aus einem metallischen Material hergestellt ist, bildet einen zylindrischen Wandabschnitt, der in Form eines kreisrunden Zylinders ausgebildet ist und der zusammen mit der Öffnungsblende 46 und der Düsennadel 60 die Drucksteuerkammer 53 abgrenzt. Der Zylinder 56 ist ein Element, das aus einem metallischen Material in der Form eines kreisrunden Zylinders hergestellt ist, und er ist koaxial zu dem Düsennadel-Unterbringungsabschnitt 43 innerhalb des Düsennadel-Unterbringungsabschnitts 53 angeordnet. In dem Zylinder 56 wird eine Endoberfläche, die in der axialen Richtung an einer Seite der Öffnungsblende 46 positioniert ist, durch die Öffnungsblende 46 gehalten.
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Der Zylinder 56 ist mit einer inneren Wandoberfläche, die einen Steuerwand-Oberflächenabschnitt 57 abgrenzt, einen Zylindergleitabschnitt 59, einem platten Stopperabschnitt 58a und einem Nadelstopperabschnitt 58b ausgestattet. Der Steuerwand-Oberflächenabschnitt 57 ist in einer axialen Richtung des Zylinders 56 an einer Seite der Öffnungsblende 46 positioniert, und umschließt kreisförmig die Öffnungs-Wandoberfläche 90, um die Drucksteuerkammer 53 abzugrenzen. Der Zylindergleitabschnitt 59 ist in der axialen Richtung des Zylinders 56 an der gegenüberliegenden Seite der Öffnungsblende 46 positioniert, so dass die Düsennadel 60 entlang der axialen Richtung gleitfähig ist. Der innere Durchmesser des Zylindergleitabschnitts 59 ist in Bezug zu dem inneren Durchmesser der Steuerwandoberfläche 57 verringert, sodass ein Stufenabschnitt, der als ein Plattenstopperabschnitt 58a verwendet wird, zwischen dem Steuerwand-Oberflächenabschnitt 57 und dem Zylindergleitabschnitt 59 ausgebildet ist. Da der Plattenstopperabschnitt 58a durch einen Stufenabschnitt unter Verwendung der Differenz der inneren Durchmesser zwischen dem Zylindergleitabschnitt 59 und dem Steuerwand-Oberflächenabschnitt 57 gebildet wird, weist der Plattenstopperabschnitt 58a eine Stopperoberfläche auf, die der Schwimmplatte 70 in einer Verschiebungs-Achsenrichtung, in der sich die Schwimmplatte 70 verschiebt, entgegensteht. Der Plattenstopperabschnitt 58a ist dazu ausgestaltet, die Verschiebung der Schwimmplatte 70 in der Annäherungsrichtung zu der Düsennadel 60 einzustellen. Der Nadelstopperabschnitt 58b ist in dem Zylindergleitabschnitt 59 an einer Seite ausgebildet, die dem Steuerwand-Oberflächenabschnitt 57 in der axialen Richtung (Verschiebungs-Achsenrichtung) gegenüberliegt. Der Nadelstopperabschnitt 58b ist dazu ausgestaltet, die Verschiebung der Düsennadel 60 in der Richtung in Annäherung zu der Schwimmplatte 70 einzustellen. Somit weist der Nadelstopperabschnitt 58b eine Stopperoberfläche auf, die der Stopperoberfläche des Plattenstopperabschnitts 58a in der axialen Richtung entgegensteht.
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Die Öffnungsblende 46 ist ein Element, das aus einem metallischen Material wie zum Beispiel Chrom-Molybdän-Stahl in Form einer kreisrunden Säule hergestellt ist, und es wird zwischen dem Düsengehäuse 41 und der Halterung 48 gehalten. Die Öffnungsblende 46 weist einen Steuerventilsitzabschnitt 47a, die Öffnungs-Wandoberfläche 90, den Abflusskanal 54 und den Zuflusskanal 52 auf. Der Steuerventilsitzabschnitt 47a ist an einer Endoberfläche der Öffnungsblende 46 auf einer Seite der Halterung 48 in der axialen Richtung der Öffnungsblende 46 ausgebildet, und er bildet zusammen mit dem Ventilsitzelement 33 des Steuerventilantriebteils 30 und dergleichen das Drucksteuerventil 80. Die Öffnungs-Wandoberfläche 90 ist eine flache Oberfläche, die in einem mittleren Abschnitt in der radialen Richtung einer Endoberfläche der Öffnungsblende 46 an einer Seite des Düsengehäuses 41 ausgebildet ist. Die Öffnngs-Wandoberfläche 90 ist von einem zylindrischen Zylinder 56 umgeben und ist in einer kreisrunden Form ausgebildet. Der Abflusskanal 54 erstreckt sich von einem mittleren Abschnitt der radialen Richtung der Öffnungs-Wandoberfläche 90 zu dem Steuerventilsitzabschnitt 47a. Der Abflusskanal 54 ist in Bezug zu der axialen Richtung der Öffnungsblende 46 geneigt. Der Zuflusskanal 52 erstreckt sich von der Außenseite in der radialen Richtung des Abflusskanals 54 in der Öffnungs-Wandoberfläche 90 zu einer Endoberfläche, die den Steuerventilsitzabschnitt 47a bildet. Der Zuflusskanal 52 ist in Bezug zu der axialen Richtung der Öffnungsblende 46 geneigt.
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Die Halterung 48 ist ein Element, das aus einem metallischen Material wie zum Beispiel Chrom-Molybdän-Stahl in Form eines Zylinders hergestellt ist, und es weist längliche Löcher 48a, 48b auf, die entlang der axialen Richtung ausgebildet sind, und es weist einen Buchsenabschnitt 48c auf. Das längliche Loch 48a ist ein Kraftstoffkanal, der eine Verbindung von dem Zufuhrkanal 14d (siehe 1) zu dem Zuflusskanal 52 herstellt. Das längliche Loch 48b weist andererseits in demselben das Steuerventilantriebsteil 30 auf einer Seite der Öffnungsblende 46 auf. Zudem ist bei dem länglichen Loch 48b der Buchsenabschnitt 48c an einem Abschnitt auf der gegenüberliegenden Seite der Öffnungsblende 46 derart ausgebildet, dass sie die Öffnung des länglichen Lochs 48b schließt. Der Buchsenabschnitt 48c weist ein Ende des Anschlusses 32 des Steuerventilantriebteils 30 auf, das in diesen hervorsteht, und er weist einen Steckerabschnitt (nicht dargestellt) auf, der in demselben lösbar eingepasst ist. Der Steckerabschnitt ist mit der Maschinensteuervorrichtung 17 verbunden. Wenn der Buchsenabschnitt 48c mit dem Steckerabschnitt (nicht dargestellt) verbunden ist, kann an dem Steuerventilantriebsteil 30 ein Pulsstrom von der Maschinensteuervorrichtung 17 zugeführt werden.
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Die Sicherungsmutter 49 ist ein Element, das aus einem metallischen Material in der Farm eines kreisrunden Zylinders mit zwei Stufen hergestellt ist. Die Sicherungsmutter 49 nimmt einen Abschnitt des Düsengehäuses 41 und der Öffnungsblende 46 auf, und sie ist mit einem Abschnitt der Halterung 48 auf einer Seite der Öffnungsblende 46 verschraubt. Zudem weist die Sicherungsmutter 49 einen Stufenabschnitt 49a an der inneren Umfangswand derselben auf. Wenn die Sicherungsmutter 49 an der Halterung 48 eingepasst ist, drückt der Stufenabschnitt 49a das Düsengehäuse 41 und die Öffnungsblende 46 zu der Halterung 48. Auf diese Weise hält die Sicherungsmutter 49 das Düsengehäuse 41 und die Öffnungsblende 46 mit der Halterung 48 zusammen.
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Die Düsennadel 60 ist aus einem metallischen Material wie zum Beispiel einem Schnellarbeitsstahl in der Form einer kreisrunden Säule als Ganzes ausgebildet, und sie weist einen Sitzabschnitt 65, eine Druckaufnahmeoberfläche 61, einen Nadelgleitabschnitt 63, einen Nadeleingriffsabschnitt 68, eine Rückstellfeder 66 und ein Kragenelement 67 auf, wie in den 2 und 3 gezeigt ist. Der Sitzabschnitt 65 ist an einem Endabschnitt ausgebildet, der einer von beiden Endabschnitten in der axialen Richtung der Düsennadel 60 ist und er ist gegenüberliegend zu der Drucksteuerkammer 53 angeordnet und er sitzt auf dem Ventilsitzabschnitt 45 des Steuergehäuses 40. Der Sitzabschnitt 65 bildet zusammen mit dem Ventilsitzabschnitt 45 einen Ventilabschnitt 50, sodass der Ventilabschnitt 50 den Fluss des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs in den Düsennadel-Unterbringungsabschnitt 43 zu den Düsenlöchern 44 ermöglicht und unterbricht. Die druckaufnehmende Oberfläche 61 ist an einem Endabschnitt ausgebildet, der einer der beiden Endabschnitte in der axialen Richtung der Düsennadel 60 ist, und sie ist auf einer Seite der Drucksteuerkammer 53 ausgebildet, die dem Sitzabschnitt 65 gegenüberliegt. Die druckaufnehmende Oberfläche 61 unterteilt zusammen mit der Öffnungs-Wandoberfläche 90 und dem Steuerwandoberflächenabschnitt 57 die Drucksteuerkammer 53 und sie nimmt den Druck des Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 53 auf.
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Der Nadelgleitabschnitt 63 ist ein Abschnitt der kreisrunden säulenförmigen äußeren Umfangswand der Düsennadel 60 und er ist näher zu dem druckaufnehmenden Abschnitt 61 positioniert als der Steuerwandoberflächenabschnitt 57. Der Nadelgleitabschnitt 63 ist derart gelagert, dass dieser in Bezug zu den Zylindergleitabschnitt 59, der durch die innere Umfangswand des Zylinders 56 gebildet wird, frei gleiten kann. Das Kragenelement 67 ist ein ringförmiges Element, das an dem äußeren Umfangswandabschnitt der Düsennadel 60 eingepasst ist und es wird durch die Düsennadel 60 gehalten. Der Nadeleingriffsabschnitt 68 wird durch einen Stufenabschnitt gebildet, der durch ein Vergrößern des äußeren Durchmessers der Düsennadel 60 gebildet ist. Der Nadeleingriffsabschnitt 68 ist in der axialen Richtung weiter zu einer Seite des Sitzabschnitts 65 positioniert als die Position der Nadelgleitoberfläche 63. Der Nadeleingriffsabschnitt 68 ist mit einer Oberfläche versehen, die dem Nadelstopperabschnitt 68b des Zylinders 56 in der axialen Richtung der Düsennadel 60 entgegensteht. Der Nadeleingriffsabschnitt 68 steht mit dem Nadelstopperabschnitt 58b in Eingriff, sodass die Verschiebung der Düsennadel 60 in der Annäherungsrichtung zu der Schwimmplatte 70 eingestellt werden kann.
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Die Düsennadel 60 ist durch eine Rückstellfeder 66 zu einer Seite des Ventilabschnitts 50 beaufschlagt. Die Rückstellfeder 66 ist eine Spulenfeder, die durch Wicklungen eines Metalldrahts in der Form eines Kreises hergestellt ist. Die Rückstellfeder 66 weist jeweils ein Ende in der axialen Richtung auf, das auf einer Stirnseite des Kragenelements 67 auf einer Seite der Drucksteuerkammer 53 sitzt, und das andere Ende sitzt an einer Endoberfläche des Zylinders 56 auf der Seite des Ventilabschnitts. Gemäß dem obenbeschriebenen Aufbau wird die Düsennadel 60 in Reaktion auf den Druck, der an der Druckaufnahmeoberfläche 61 anliegt, das heißt der Druck des Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 53, auf eine lineare Weise in der axialen Richtung des Zylinders 56 in Bezug zu dem Zylinder 56 reziprok verschoben, sodass der Sitzabschnitt 65 in dem Ventilsitzabschnitt 45 sitzt oder der Sitzabschnitt 65 von dem Ventilsitzabschnitt 45 getrennt wird, wodurch der Ventilabschnitt 50 geschlossen oder geöffnet ist.
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Die Schwimmplatte 70 ist ein Element, das aus einem metallischen Material in der Form einer kreisrunden Scheibe hergestellt ist und sie weist eine Druckoberfläche 73, eine druckaufnehmende Oberfläche 77, einen Platteneingriffsabschnitt 78, eine äußere Umfangswandoberfläche 74 und ein Flussbegrenzungsloch 71 auf. Zudem ist die Schwimmplatte 70 koaxial zu dem Zylinder 56 angeordnet, um in der Drucksteuerkammer 53 in der axialen Richtung hin- und herbewegt zu werden. Die Schwimmplatte 70 ist derart angeordnet, dass sie in der Drucksteuerkammer 53 reziprok verschoben wird und ihre Verschiebungs-Achsenrichtung ist entlang der axialen Richtung des Zylinders 56 angeordnet. Von den beiden Endoberflächen in der Verschiebungs-Achsenrichtung der Schwimmplatte 70, bildet diejenige Endoberfläche die Druckoberfläche 73, die der Öffnungs-Wandoberfläche 90 in der Verschiebungs-Achsenrichtung gegenüberliegt. Wenn die Schwimmplatte 70 reziprok verschoben wird, stößt die Druckoberfläche 73 an der Öffnungs-Wandoberfläche 90 an (Anstoßoberfläche). Die andere axiale Endoberfläche der Schwimmplatte 70, die der Druckoberfläche 73 gegenüberliegt, ist als druckaufnehmende Oberfläche 77 geeignet, die der Druckaufnahmeoberfläche 61 der Düsennadel 60 in der axialen Richtung gegenüberliegt. Die druckaufnehmende Oberfläche 77 der Schwimmplatte 70 nimmt durch den Kraftstoffdruck in der Drucksteuerkammer eine Kraft in einer Richtung zu der Öffnungs-Wandoberfläche 90 auf. Der Platteneingriffsabschnitt 78 ist an einem äußeren Umfangsabschnitt der Druckaufnahmeoberfläche 77 in der axialen Richtung gegenüberliegend zu dem Plattenstopperabschnitt 58a des Zylinders 56 bereitgestellt. Der Platteneingriffsabschnitt 78 steht mit dem Plattenstopperabschnitt 58a in Eingriff, sodass die Verschiebung der Schwimmplatte 70 in der Annäherungsrichtung zu der Düsennadel 60 eingestellt ist.
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Die äußere Umfangswand 74 der Schwimmplatte 70 ist in einer zylindrischen Form bereitgestellt, um die Druckoberfläche 73 und die druckaufnehmende Oberfläche 77, die an zwei Endseiten der Schwimmplatte 70 in der Verschiebungs-Achsenrichtung positioniert sind, zu verbinden. Die äußere Umfangswandoberfläche 74 der Schwimmplatte 70 liegt dem Steuerwand-Oberflächenabschnitt 57 in einer radialen Richtung, die senkrecht zu der Verschiebungs-Achserrichtung verläuft, gegenüber. In einem Zustand, bei dem die Schwimmplatte 70 in Bezug zu dem Zylinder 56 koaxial positioniert ist, ist ein Abstand zwischen der äußeren Umfangswandoberfläche 74 der Schwimmplatte 70 und dem Steuerwand-Oberflächenabschnitt 57 vorgesehen, sodass der Kraftstoff in den Abstand fließen kann. Der Kraftstoff, der in einen Raum der Drucksteuerkammer 53 zwischen der Druckoberfläche 73, der Schwimmplatte 70 und der Öffnungs-Wandoberfläche 90 fließt, fließt über den Abstand zwischen der äußeren Umfangswandoberfläche 74 und dem Steuerwand-Oberflächenabschnitt 57 in einen Raum der Drucksteuerkammer 53 zwischen Druckaufnahmeoberfläche 77 der Schwimmplatte 70 und der druckaufnehmenden Oberfläche 61.
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Das Flussbegrenzungsloch 71 ist in der Schwimmplatte 70 derart bereitgestellt, dass es sich von einem mittleren Abschnitt in der radialen Richtung der Druckaufnahmeoberfläche 77 der Schwimmplatte 70 zu einem mittleren Abschnitt in der radialen Richtung der Druckoberfläche 73 der Schwimmplatte 70 erstreckt. Das Flussbegrenzungsloch 71 steht mit der Abflussmündung 54a des Abflusskanals 54 in Verbindung. Das Flussbegrenzungsloch 71 erstreckt sich in dem mittleren Abschnitt der Schwimmplatte 70 entlang der Verschiebungs-Achsenrichtung der Schwimmplatte 70. Das Flussbegrenzungsloch 71 ist an dem mittleren Abschnitt der Druckoberfläche 73 zu der Abflussmündung 54a des Abflusskanals 54 hin geöffnet. Wenn die Druckoberfläche 73 der Schwimmplatte 70 mit der Öffnungs-Wandoberfläche in Kontakt kommt, steht die Drucksteuerkammer 53 über das Flussbegrenzungsloch 71 mit der Abflussmündung 54a in Verbindung, sodass eine Flussmenge des Kraftstoffs von der Drucksteuerkammer 53 zu der Abflussmündung 54a des Abflusskanals 54 gesteuert und begrenzt wird.
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Das Flussbegrenzungsloch 71 weist einen Drosselabschnitt 71a und einen abgesenkten Verbindungsabschnitt 72 auf. Der Drosselabschnitt 71a verjüngt die Kanalfläche des Flussbegrenzungslochs 71, um die Flussmenge des Kraftstoffs, der durch das Flussbegrenzungsloch 71 fließt, einzustellen. Die Kanalfläche des Drosselabschnitts 71a ist kleiner als die offene Fläche der Abflussmündung 54a des Abflusskanals 54. Der Drosselabschnitt 71a ist an einer Fläche positioniert, die näher als die Position der druckaufnehmenden Oberfläche 77 an der Druckoberfläche 73 liegt, die eine der beiden Endoberflächen in der axialen Richtung der Schwimmplatte 70 ist. Der abgesenkte Verbindungsabschnitt 72 ist ein zylindrisches Loch, das koaxial zu der Schwimmplatte 70 ausgebildet ist. Der abgesenkte Abschnitt 72 ist von der druckaufnehmenden Oberfläche 77 in der Schwimmplatte 70 derart abgesenkt, dass die Durchgangsfläche des flussbegrenzenden Lochs 71 teilweise vergrößert wird. Durch ein Ausbilden des abgesenkten Abschnitts 72 wird die Öffnungsfläche des flussbegrenzenden Lochs 71, das an der druckaufnehmenden Oberfläche 77 geöffnet ist, vergrößert.
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Wie in 4 gezeigt ist, ist die Schwimmplatte 70 in der Drucksteuerkammer 53 angeordnet, um die Drucksteuerkammer 53 in einen Öffnungsraum 53a und einen hinteren Druckraum 53b zu teilen. Der Öffnungsraum 53a ist ein Raum, der zwischen der druckaufnehmenden Oberfläche 77 der Schwimmplatte 70 und der druckaufnehmenden Oberfläche 61 der Düsennadel 60 bereitgestellt ist. Das heißt der geöffnete Raum 53a ist in Bezug auf die Schwimmplatte 70 in der Verschiebungs-Achsenrichtung gegenüber der Druckoberfläche 73 bereitgestellt. Der hintere Druckraum 53b ist ein Raum, der zwischen der Öffnungs-Wandoberfläche 90 und der Druckoberfläche 73 der Schwimmplatte 70 bereitgestellt ist. Das heißt der hintere Druckraum 53a ist in der Verschiebungs-Achsenrichtung in Bezug zu der Schwimmplatte 70 gegenüber der druckaufnehmenden Oberfläche 77 bereitgestellt.
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Anschließend wird der Aufbau der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 basierend auf der 4 und 6 weiterhin ausführlich beschrieben.
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Ein abgesenkter Abschlussabschnitt 97 und ein abgesenkter Zuflussabschnitt 94 sind in der Öffnungsblende 46 des Steuerungsgehäuses 40 ausgebildet. Der abgesenkte Abflussabschnitt 97 und der abgesenkte Zuflussabschnitt 94 werden jeweils durch einen Abfluss-Umfangsoberflächenabschnitt 97a und einen Zufluss-Umfangsoberflächenabschnitt 94a, die an der Öffnungs-Wandoberfläche 90 bereitgestellt sind, ausgebildet und abgegrenzt. Der Abfluss-Umfangsoberflächenabschnitt 97a und der Zufluss-Umfangsoberflächenabschnitt 94a liegen der Druckoberfläche 73 in der Verschiebungs-Achsenrichtung gegenüber. Ein Oberflächenabschnitt der Druckoberfläche 73, der dem Abfluss-Umfangsoberflächenabschnitt 97a in der axialen Richtung gegenüberliegt, ist ein gegenüberliegender Abfluss-Oberflächenabschnitt 97b, und ein Oberflächenabschnitt der Druckoberfläche 73, der dem Zufluss-Umfangsoberflächenabschnitt 94a in der axialen Richtung gegenüberliegt, ist ein gegenüberliegender Zufluss-Oberflächenabschnitt 94b. Der Abfluss-Umfangsoberflächenabschnitt 97a ist zu einer Seite, die dem gegenüberliegenden Abflussoberflächenabschnitt 97b gegenüberliegt, abgesenkt, wodurch der abgesenkte Abflussabschnitt 97 abgegrenzt und gebildet wird. Der Zufluss-Umfangsoberflächenabschnitt 94a ist zu einer Seite, die dem gegenüberliegenden Zufluss-Oberflächenabschnitt 94b gegenüberliegt, abgesenkt, wodurch der abgesenkte Zuflussabschnitt 94 abgegrenzt und gebildet wird. Der abgesenkte Zuflussabschnitt 94 ist in der Verschiebungs-Achserrichtung weiter vertieft als der abgesenkte Abflussabschnitt 97. Zum Beispiel liegt die abgesenkte Tiefe (d. h. Absenkungsabmessung) des abgesenkten Zuflussabschnitts 94 in der Verschiebungs-Achserrichtung in einem Bereich von 1,5 bis 2,0 mal in Bezug zu der abgesenkten Tiefe (d. h. Absenkungsabmessung) des abgesenkten Abflussabschnitts 97. Allerdings ist ein Verhältnis zwischen der abgesenkten Tiefe des abgesenkten Zuflussabschnitts 94 und der abgesenkten Tiefe des abgesenkten Abflussabschnitts 97 nicht auf den oben genannten Bereich beschränkt und kann auf geeignete Weise geändert werden.
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Der abgesenkte Abflussabschnitt 97 ist in der radialen Richtung der Öffnungs-Wandoberfläche 90 in Form eines Kreises in dem mittleren Abschnitt abgesenkt. Der abgesenkte Zuflussabschnitt 94 ist an einer äußeren Umfangsseite des abgesenkten Abflussabschnitts 97 vorgesehen. Der abgesenkte Zuflussabschnitt 94 ist in einer kreisrunden Form ausgebildet, die koaxial zu der kreisrunden Druckoberfläche 73 positioniert ist. Zudem ist der kreisförmige abgesenkte Zuflussabschnitt 94 koaxial zu der Öffnungs-Wandoberfläche 90 und dem abgesenkten Abflussabschnitt 97 ausgebildet. In der Öffnungsblende 46 ist ein kreisrunder Trennabschnitt 95 ausgebildet, um den abgesenkten Abflussabschnitt 97 und den abgesenkten Zuflussabschnitt 94 unabhängig voneinander zu trennen.
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Da die Absenkungsabmessung des abgesenkten Abflussabschnitts 97 in der axialen Richtung kleiner als die Absenkungsabmessung des abgesenkten Zuflussabschnitts 94 ist, ist eine Bodenoberfläche 94c des abgesenkten Zuflussabschnitts 94 zu einer Bodenoberfläche 97c des abgesenkten Abflussabschnitts 97 in der axialen Richtung versetzt, wie in 4 gezeigt ist. Da sich die Absenkungsabmessung des abgesenkten Zuflussabschnitts 94 und des abgesenkten Abflussabschnitts 97 voneinander unterscheiden, ist ein Boden-Wandabschnitt 96, der die Bodenoberfläche 97c des abgesenkten Abflussabschnitt 97 abgrenzt, an einer inneren Umfangsseite des Trennwandabschnitts 95 positioniert, wie in 4 und 6 gezeigt ist.
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Die Zuflussmündung 52a ist an der Bodenoberfläche 94c des abgesenkten Zuflussabschnitts 94 geöffnet, sodass der Kraftstoff von der Zuflussmündung 52a in den abgesenkten Zuflussabschnitt 94 fließt. Daher fließt der Kraftstoff, der von der Zuflussmündung 52a in den abgesenkten Zuflussabschnitt 94 fließt, in einer Umfangsrichtung in den abgesenkten Zuflussabschnitt 94. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Kanalschnittfläche des abgesenkten Zuflussabschnitts 94 auf mehr als die Hälfte der offenen Fläche der Zuflussmündung 52a, die zu dem abgesenkten Zuflussabschnitt 94 hin geöffnet ist, eingestellt. Hierbei ist die Kanalschnittfläche des abgesenkten Zuflussabschnitts 94 eine Schnittfläche in der radialen Richtung des kreisrunden abgesenkten Zuflussabschnitts 94.
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Anschließend werden der Betrieb zum Öffnen und Schließen des Ventilabschnitts 50 und die Wirkungen des Trennwandabschnitts 95 bei der oben stehend beschriebenen Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 mit Bezug auf die 1 bis 6 beschrieben.
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Bevor die Abflussmündung 54a mit dem Rückkanal 14f in Verbindung gebracht wird sitzt der Platteneingriffsabschnitt 78 der Schwimmplatte 70 durch den Betrieb des Drucksteuerventils 80 auf den Plattenstopperabschnitt 58a. Wenn der Betrieb des Drucksteuerventils 80 die Abflussmündung 54a mit dem Rückkanal 14f in Verbindung bringt, fließt der Kraftstoff aus der Drucksteuerkammer 53 durch den Abflusskanal 54 heraus. Aufgrund der Dekompression um die Abflussmündung 54a herum, wird die Schwimmplatte 70 zu der Öffnungs-Wandoberfläche 90 hin gezogen, und dabei verschiebt sich der Platteneingriffsabschnitt 78 in der Richtung, in der er sich von dem Stopperabschnitt 58a trennt. Wenn die Druckoberfläche 73 der Schwimmplatte 70 mit der Öffnungs-Wandoberfläche 90 in Kontakt kommt und gegen diese drückt, ist die Verbindung zwischen der Zuflussmündung 52a, die an der Öffnungs-Wandoberfläche 90 geöffnet ist, und der Drucksteuerkammer 53 unterbrochen.
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In diesem Zustand fließt der Kraftstoff, der zwischen der druckaufnehmenden Oberfläche 77 und der druckaufnehmenden Oberfläche 61 platziert ist, über das Flussbegrenzungsloch 71 in den abgesenkten Abflussabschnitt 97. Der Kraftstoff in dem abgesenkten Abflussabschnitt 97 wird über die Abflussmündung 54a und den Abflusskanal 54 abgeleitet. Da die Durchlassfläche des Drosselabschnitts 71a des Flussbegrenzungslochs 71 kleiner als die offene Fläche der Abflussmündung 54a ist, wird der Druck in dem abgesenkten Abflussabschnitt 97 verringert. Somit wird der Druck des Kraftstoffs in dem abgesenkten Abflussabschnitt 97 geringer als der Druck des Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 53.
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Andererseits wird der Druck in dem abgesenkten Zuflussabschnitt 94 durch den zugeführten Kraftstoff, der über die Zuflussmündung 52a zugeführt wird, erhöht. Somit wird der Druck des Kraftstoffs in dem abgesenkten Zuflussabschnitt 94 größer als der Druck des Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 53. Da der Kraftstoffdruck zwischen dem abgesenkten Zuflussabschnitt 94 und dem abgesenkten Abflussabschnitt 97 unterschiedlich ist, liegt eine Druckkraft zum Drücken des Trennwandabschnitts 95 von einer Seite des abgesenkten Zuflussabschnitts 94 zu dem abgesenkten Abflussabschnitt 97 an dem Trennwandabschnitt 95 an, der den abgesenkten Zuflussabschnitt 94 und den abgesenkten Abflussabschnitt 97 voneinander trennt. Der Trennwandabschnitt 95 nimmt eine Druckkraft von der Druckoberfläche 73 der Schwimmplatte 70 auf.
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Wenn der Kraftstoff kontinuierlich von der Drucksteuerkammer 53 über das Flussbegrenzungsloch 71 und die Abflussmündung 54a abgeleitet wird, wird der Druck in der Drucksteuerkammer 53 auf einem vorbestimmten Druck verringert. Wenn. der Druck in der Drucksteuerkammer gleich oder niedriger als der vorbestimmnte Druck ist, wird die Düsennadel 60 nach oben zu der Drucksteuerkammer 63 bewegt, sodass der Sitzabschnitt 65 von den Ventilsitzabschnitt 45 getrennt wird und der Ventilabschnitt 50 geöffnet wird. Danach wird die Verschiebung der Düsennadel 60 unter Verwendung des Anstoßen des Nadeleingriffsabschnitts 68 der Düsennadel 60 an dem Nadelstopperabschnitt 80b eingestellt. Somit kann der maximale Öffnungswinkel des Ventilabschnitts 50 gesteuert werden.
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Wenn die Verbindung zwischen der Abflussmündung 54a und dem Rückkanal 14f durch das Drucksteuerventil 80 unterbrochen ist, wird die Schwimmplatte 70 durch den Kraftstoff, der aus der Zuflussmündung 52a fließt, zu dem druckaufnehmenden Abschnitt 61 der Düsennadel 60 gedrückt und beginnt sich zu verschieben. Wenn die Schwimmplatte 70 von der Öffnungs-Wandoberfläche 90 getrennt ist, wird die Druckkraft, welche die Druckoberfläche 73 der Schwimmplatte 70 an den Trennwandabschnitt 95 drückt, freigelassen. In diesem Zustand stehen der abgesenkte Zuflussabschnitt 94 und der abgesenkte Abflussabschnitt miteinander in Verbindung und es wird kein Druckunterschied zwischen dem abgesenkten Zuflussabschnitt 94 und dem abgesenkten Zuflussabschnitt 97 verursacht, wodurch die Druckkraft, die aufgrund des Druckunterschieds an dem Trennwandabschnitt 95 anliegt, freigelassen wird.
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Durch das Trennen der Schwimmplatte 70 von der Öffnungs-Wandoberfläche 90 fließt der zugeführte Kraftstoff, der von der Zuflussmündung 52a in die Drucksteuerkammer fließt und der unter Hochdruck zugeführte Kraftstoff, der in dem abgesenkten Zuflussabschnitt 94 gespeichert ist, in den Raum 53a der Drucksteuerkammer 53. Der Kraftstoff, der in den Raum 53a fließt, fließt durch das Flussbegrenzungsloch 71 und den Abstand zwischen der äußeren Umfangswandoberfläche 74 und dem Steuerwand-Oberflächenabschnitt 57 und erreicht anschließend den hinteren Druckraum 53b. Durch den Druckanstieg in der gesamten Drucksteuerkammer 53 einschließlich des hinteren Druckraums 53b wird die Düsennadel 60 zu dem Ventilabschnitt 50 gedrückt, sodass der Sitzabschnitt 65 der Düsennadel 60 auf den Sitzabschnitt 65 sitzt. In diesem Zustand gerät der Ventilabschnitt 50 in den Zustand eines geschlossenen Ventils.
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Da der abgesenkte Zuflussabschnitt 94 und der abgesenkte Abflussabschnitt 97 in dem Steuerungsgehäuse 40 bereitgestellt sind und durch den Trennwandabschnitt 95 voneinander getrennt sind, wird eine Belastung einfach durch einen Winkelabschnitt 94d aufgefangen, durch den die Bodenoberfläche 94c des abgesenkten Zuflussabschnitts 94 und eine innere Umfangswandoberfläche 94e des abgesenkten Zuflussabschnitts 94 kontinuierlich verbunden sind, um den abgesenkten Zuflussabschnitt 94 abzugrenzen, wie in 6 gezeigt ist. Die Belastung, die an dem Winkelabschnitt 94d anliegt wird größer, wenn die Absenkungsabmessung des abgesenkten Zuflussabschnitts 94 und des abgesenkten Abflussabschnitts 97 größer wird, d. h. wenn die Abmessung des Trennwandabschnitts 95 in der axialen Richtung größer wird.
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Gemäß der ersten Ausführungsform ist die Absenkungsabmessung des abgesenkten Zuflussabschnitts 94, der an der Öffnungs-Wandoberfläche 90 zu der axialen Richtung abgesenkt ist, größer als die Absenkungsabmessung des abgesenkten Abflussabschnitts 97, der an der Öffnungs-Wandoberfläche 90 zu der axialen Richtung abgesenkt ist. Wie in 6 gezeigt ist, ist daher der Bodenwandabschnitt 96 an der inneren Umfangsseite des abgesenkten Zuflussabschnitts 94 ausgebildet. Somit stützt der Bodenwandabschnitt 96 den Trennwandwandabschitt 95 von einer Seite des abgesenkten Zuflussabschnitts 94 zu einer Seite des abgesenkten Abflussabschnitts 97, gegen den Kraftstoffdruck, der von der Seite des abgesenkten Abflussabschnitts 97 zu der Seite des abgesenkten Zuflussabschnitts 94 wirkt. In Folge dessen kann selbst dann, wenn die Absenkungsabmessung des abgesenkten Zuflussabschnitts 94 groß ist, die Belastung, die an dem Winkelabschnitt 94d aufgrund der Kompressionskraft, die an dem Trennwandwandabschnitt 95 anliegt, entsteht, verringert werden. Somit kann die Stabilität des Trennwandabschnitt 95 effektiv erhöht werden, wodurch die Lebensdauer der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 zunimmt.
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Wenn die Absenkungsabmessung des abgesenkten Zuflussabschnitts 94 groß ist, kann die Menge des zugeführten Kraftstoffs, der in dem abgesenkten Zuflussabschnitt 94 gespeichert werden kann, vergrößert werden. In diesem Fall kann die Kraftstoffmenge, die von dem abgesenkten Zuflussabschnitt 94 zu der Drucksteuerkammer 53 abgeleitet wird, erhöht werden, wenn die Verbindung zwischen der Abflussmündung 54a und dem Rückkanal 14f durch das Drucksteuerventil 80 geschlossen wird, wodurch die Schwimmplatte 70 in eine Richtung, die der Öffnungs-Wandoberfläche 90 entgegengesetzt ist, verschoben wird. Somit kann der Kraftstoffdruck in der Drucksteuerkammer 53 schnell wiederhergestellt werden und dadurch schließt die Düsennadel 60 in Übereinstimmung mit dem Kraftstoffdruck in der Drucksteuerkammer 53 den Ventilabschnitt 50 exakt. Demzufolge wird das Ansprechverhalten der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 verbessert.
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Dadurch kann die Lebensdauer der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 erhöht werden während das Ansprechverhalten des Ventilabschnitts 50 verbessert wird.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Kraftstoff, der von der Zuflussmündung 52a in den abgesenkten Zuflussabschnitt 54 fließt, in der Umfangsrichtung des kreisrunden abgesenkten Zuflussabschnitt 94 in zwei Teile getrennt und fließt in den kreisrunden abgesenkten Zuflussabschnitt 94. Da die Kanalschnittfläche des abgesenkten Zuflussabschnitts 94 in einem zu der Umfangsrichtung senkrechten Schnitt größer als die Hälfte der offenen Fläche der Zuflussmündung 52a ist, fließen die zwei getrennten Teile des Kraftstoffs jeweils ruhig in den abgesenkten Zuflussabschnitt 94. Somit kann der Kraftstoff, der aus der Zuflussmündung 52a fließt, schnell an der gesamten Fläche in dem abgesenkten Zuflussabschnitt 94 zugeführt werden. In diesem Fall kann das Ableiten des zugeführten Kraftstoffs von dem abgesenkten Zuflussabschnitt 94 zu der Drucksteuerkammer 53 exakt durchgeführt werden, wenn die Schwimmplatte 70 von der Öffnungs-Wandoberfläche 90 getrennt ist. Demzufolge kann das Ansprechverhalten der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 effektiv verbessert werden.
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Wie obenstehend beschrieben, liegt bei der vorliegenden Ausführungsform durch den zugeführten Kraftstoff, der aus dem abgesenkten Zuflussabschnitt 94 abgeleitet wird, eine Kraft auf einer Seite der Schwimmplatte 70 an, die der Öffnungs-Wandoberfläche 90 gegenüberliegt. Die Druckoberfläche 73 der Schwimmplatte 70 ist eine kreisrunde Form und der abgesenkte Zuflussabschnitt 94 ist eine kreisrunde Form, die koaxial zu der Druckoberfläche 73 der Schwimmplatte 70 positioniert ist. Somit kann die Kraft, die durch den aus dem abgesenkten Zuflussabschnitt 94 abgeleiteten Kraftstoff an der Druckoberfläche 73 anliegt, gleichmäßig in der Umfangsrichtung der Druckoberfläche 73 anliegen. Daher kann die Schwimmplatte 70 reziprok und leichtgängig in der Drucksteuerkammer 53 verschoben werden. Somit kann die Wiederherstellung des Drucks in der Drucksteuerkammer 53 leichtgängig durchgeführt werden, wodurch die Zeit, in der die Düsennadel 60 den Ventilabschnitt 50 schließt, verringert werden kann. Demzufolge kann das Ansprechverhalten der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 weiter verbessert werden.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der abgesenkte Zuflussabschnitt 94, der an der äußeren Umfangsseite des abgesenkten Abflussabschnitts 97 in der Öffnungs-Wandoberfläche 90 ausgebildet ist, näher zu der äußeren Umgebung der Druckoberfläche 73 positioniert als die Position des abgesenkten Abflussabschnitts 97. Da der abgesenkte Zuflussabschnitt 94 näher zu der äußeren Umgebung der Druckoberfläche 73 positioniert ist als die Position des abgesenkten Abflussabschnitts 97, kann die Fließstrecke des Kraftstoffs, der von dem abgesenkten Zuflussabschnitt 94 zu dem Raum 53a der Drucksteuerkammer 53 abgeleitet wird und danach den hinteren Druckraum 53b erreicht, verkürzt werden. Somit kann die Fließzeit, in welcher der Kraftstoff von dem Öffnungsraum 53a zu dem hinteren Druckraum 53b fließt, verkürzt werden und dadurch kann die Wiederherstellung des Drucks in der gesamten Drucksteuerkammer 53 einschließlich dem hinteren Druckraum 53b einfach erreicht werden. Demzufolge kann der Ventilabschnitt 50 schnell durch die Düsennadel 60 geschlossen werden und das Ansprechverhalten der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 kann weiterhin effektiv verbessert werden.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der abgesenkte Zuflussabschnitt 94 und der abgesenkte Abflussabschnitt 97 in der Öffnungsblende 46 bereitgestellt, die im Vergleich zu der Schwimmplatte 70 einfach ausgebildet sein kann. In diesem Fall können der abgesenkte Zuflussabschnitt 94 und der abgesenkte Abflussabschnitt 97 noch genauer und einfacher ausgebildet werden. Demzufolge kann die Lebensdauer der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 noch effektiver aufrechterhalten werden, selbst wenn der abgesenkte Zuflussabschnitt 94 und der abgesenkte Abflussabschnitt 97 in der Öffnungsblende 46 ausgebildet sind.
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Bei der ersten Ausführungsform ist die Düsennadel 60 ein Beispiel für ein Ventilelement, die Schwimmplatte 70 ist ein Beispiel für ein Druckelement und die Öffnungsblende 46 ist ein Beispiel für ein kanalbildendes Element.
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(Zweite Ausführungsform)
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Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 7 beschrieben. Die zweite Ausführungsform, die in 7 gezeigt ist, ist ein modifiziertes Beispiel der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 200 der zweiten Ausführungsform umfasst eine Düsennadel 260, eine Öffnungsblende 246 und eine Schwimmplatte 270, die jeweils der Düsennadel 60, der Öffnungsblende 46 und der Schwimmplatte 70 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform entsprechen. Zudem ist bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 200 eine Plattenfeder 276 bereitgestellt, um die Schwimmplatte 270 zu der Seite einer Öffnungs-Wandoberfläche 290 der Öffnungsblende 246 zu beaufschlagen. Zunächst ist in der Düsennadel 260 ein Federunterbringungsabschnitt 262 ausgebildet, um einen Endabschnitt der Plattenfeder 276 unterzubringen. Der Federunterbringungsabschnitt 262 ist ein zylindrisches Loch, das koaxial zu der Düsennadel 260 in einem mittleren Abschnitt in der radialen Richtung der druckaufnehmenden Oberfläche 261 der Düsennadel 260 ausgebildet ist.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform ist ein abgesenkter Zuflussabschnitt 294 und ein abgesenkter Abflussabschnitt 297 in der Schwimmplatte 270 gegenüberliegend zu der Öffnungs-Wandoberfläche 290 ausgebildet. Somit kann die Öffnungs-Wandoberfläche 290 der Öffnungsblende 246 mit einer flachen Oberfläche ohne jegliche abgesenkte Abschnitte ausgebildet sein. Nachstehend wird der Aufbau der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform ausführlich beschrieben.
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Wie obenstehend beschrieben, sind der abgesenkte Abflussabschnitt 297 und der abgesenkte Zuflussabschnitt 294 in der Schwimmplatte 270 ausgebildet. Der abgesenkte Abflussabschnitt 297 ist an einem gegenüberliegenden Abfluss-Oberflächenabschnitt 297b einer Druckoberfläche 273 der Schwimmplatte 270 in der axialen Richtung zu einer Seite vertieft, die einer Abfluss-Umfangsoberfläche 297a der Öffungs-Wandoberfläche 290 gegenüberliegt. Der abgesenkte Zuflussabschnitt 294 ist an einem gegenüberliegenden Zufluss-Oberflächenabschnitt 294b der Druckoberfläche 273 der Schwimmplatte 270 in der axialen Richtung zu einer Seite vertieft, die einer Zufluss-Umfangsoberfläche 294a der Öffnungs-Wandoberfläche 290 gegenüberliegt. Der abgesenkte Zuflussabschnitt 294 ist von der Druckoberfläche 273 in der Verschiebungs-Achsenrichtung weiter nach unten vertieft als der abgesenkte Abflussabschnitt 297.
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Der abgesenkte Abflussabschnitt 297 ist in der Form eines Kreises in dem mittleren Abschnitt in der radialen Richtung der Druckoberfläche 273 abgesenkt. Der abgesenkte Zuflussabschnitt 294 ist an einer äußeren Umfangsseite des abgesenkten Abflussabschnitts 297 bereitgestellt. Zudem ist der abgesenkte Zuflussabschnitt 294 in einer kreisrunden Form ausgebildet, die zu der kreisrunden Druckoberfläche 273 und dem abgesenkten Abflussabschnitt 297 koaxial ist. In der Schwimmplatte 270 ist ein kreisrunder Trennabschnitt 295 ausgebildet, um den abgesenkten Abflussabschnitt 297 und den abgesenkten Zuflussabschnitt 294 unabhängig voneinander zu trennen. Der Trennwandabschnitt 295 wird von seiner inneren Umfangsseite her durch einen Bodenwandabschnitt 296, der eine Bodenoberfläche 297c des abgesenkten Abflussabschnitts 297 bildet, gestützt. Die Zuflussmündung 252a ist zu dem abgesenkten Zuflussabschnitt 294 geöffnet, sodass der Kraftstoff von der Zuflussmündung 252a in den abgesenkten Zuflussabschnitt 294 fließt. Daher wird der Kraftstoff der von der Zuflussmündung 252a, der in den abgesenkten Zuflussabschnitt 294 fließt, in einer Umfangsrichtung in zwei Teile getrennt. Selbst bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Kanalschnittfläche des abgesenkten Zuflussabschnitts 294 in einem zu der Umfangsrichtung senkrechten Schnitt größer eingestellt als die Hälfte der offenen Fläche der Zuflussmündung 252, die zu dem abgesenkten Zuflussabschnitt 294 geöffnet ist. Bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 200 sind die anderen Teile ähnlich der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
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Anschließend wird der Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 200 mit Bezug auf die 1 bis 3 und 7 beschrieben.
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Bei einem Zustand, in dem das Drucksteuerventil 80 eine Verbindung zwischen einer Abflussmündung 254a eines Abflusskanals und dem Rückkanal 14f unterbricht (siehe 1), kommt die Druckoberfläche 273 der Schwimmplatte 270 durch die beaufschlagte Kraft der Plattenfeder 276 in der Richtung zum Schließen einer Zuflussmündung 252 eines Zuflusskanals mit der Öffnungs-Wandoberfläche 290 in Kontakt. Wenn der Betrieb des Drucksteuerventils 80 die Abflussmündung 254a mit dem Rückkanal 14f in Verbindung bringt, fließt der Kraftstoff aus der Drucksteuerkammer 53 durch den Abflusskanal heraus. Aufgrund der Dekompression um die Abflussmündung 254a wird die Schwimmplatte 270 zu der Öffnungs-Wandoberfläche 290 hingezogen und dadurch drückt die Druckoberfläche 273 der Schwimmplatte 270 an die Öffnungs-Wandoberfläche 290. In diesem Fall ist die Zuflussmündung 252a geschlossen. Wenn das Ableiten des Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 53 kontinuierlich durchgeführt wird, wird der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffsteuerkammer 53 verringert. Wenn der Druck in der Drucksteuerkammer 53 gleich oder niedriger als ein vorbestimmter Druck ist, wird die Düsennadel 260 nach oben zu der Drucksteuerkammer 53 bewegt, sodass der Sitzabschnitt 65 von dem Ventilsitzabschnitt 45 getrennt ist und der Ventilabschnitt 50 geöffnet wird.
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Wenn die Verbindung zwischen der Abflussmündung 254a und dem Rückkanal 14f durch das Drucksteuerventil 80 unterbrochen ist, wird die Schwimmplatte 270 durch den unter Hochdruck stehenden Kraftstoff, der aus der Zuflussmündung 252a fließt, zu der Düsennadel 260 gedrückt. Wenn die Kraft aufgrund des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs in den abgesenkten Zuflussabschnitt 297, der zu der Düsennadel 260 hin anliegt, größer als die beaufschlagte Kraft der Plattenfeder 276 ist, die in die Richtung der Öffnungs-Wandoberfläche 290 wirkt, beginnt die Schwimmplatte 270 sich zu verschieben. In diesem Fall wird die Schwimmplatte 270 von der Öffnungs-Wandoberfläche 290 getrennt, sodass die Zuflussmündung 252a mit der Drucksteuerkammer 53 in Verbindung steht. Somit beginnt die Einführung des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs, der in die Drucksteuerkammer 53 eingeführt wird.
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Daher wird der Druck in der Drucksteuerkammer 53 durch den Kraftstoff, der von der Zuflussmündung 252a in die Drucksteuerkammer 53 fließt, erhöht und zurückgegeben. Wegen des Druckanstiegs in der Drucksteuerkammer 53 wird die Düsennadel 260 zu dem Ventilabschnitt 50 gedrückt. Danach sitzt der Sitzabschnitt 65 der Düsennadel 260 auf dem Ventilsitzabschnitt 45, sodass die Einspritzlöcher 44 geschlossen sind.
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Bevor der Ventilabschnitt 50 in den Zustand eines geschlossenen Ventils gerät, kann der Kraftstoff kontinuierlich von einem Raum zwischen der Schwimmplatte 270 und der Öffnungs-Wandoberfläche 290 zu einem Raum zwischen der Schwimmplatte 270 und der Düsennadel 260 fließen. Somit kann eine Druckdifferenz zwischen zwei Seiten (d. h. die Seite der Öffnungs-Wandoberfläche 290 und der Seite der Düsennadel 260) der Schwimmplatte 270 allmählich verringert werden. In Übereinstimmung hierzu, beginnt die Schwimmplatte 270 sich zu der Seite der Öffnungs-Wandoberfläche 290 zu verschieben, wenn die beaufschlagte Kraft der Plattenfeder 276 größer als die Kraft ist, welche die Schwimmplatte 270 zu der Düsennadel 260 drückt. Anschließend kehrt die Schwimmplatte 270 zu dem anstoßenden Zustand zurück, bei dem die Druckoberfläche 273 der Schwimmplatte 270 an der Öffnungs-Wandoberfläche 290 anstößt.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der abgesenkte Zuflussabschnitt 294 und der abgesenkte Abflussabschnitt 297 in der Schwimmplatte 270 bereitgestellt. Selbst in diesem Fall liegt aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem abgesenkten Zuflussabschnitt 294 und dem abgesenkten Abflussabschnitt 297 die Druckkraft an einem Trennwandwandabschnitt 295 an, der den abgesenkten Zuflussabschnitt 294 und den abgesenkten Abflussabschnitt 297 voneinander trennt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Absenkungsabmessung des abgesenkten Abflussabschnitts 297 kürzer als die Absenkungsabmessung des abgesenkten Zuflussabschnitts 294. Somit wird der Trennwandabschnitt 295 von der inneren Umfangsseite des Trennwandabschnitts 295 her durch einen Bodenwandabschnitt 296 gestützt, wodurch die Stabilität erhöht wird. Demzufolge kann die Stabilität der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 200 erhöht werden.
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Da die Absenkungsabmessung des abgesenkten Zuflussabschnitts 294 vergrößert werden kann, kann weiterhin die Menge des zugeführten Kraftstoffs, der in dem abgesenkten Zuflussabschnitt 294 gespeichert werden kann, erhöht werden. Somit kann die Menge des zugeführten Kraftstoffs von dem abgesenkten Zuflussabschnitt 294 zu der Drucksteuerkammer 53 erhöht werden, wenn die Schwimmplatte 270 von der Öffnungs-Wandoberfläche 290 getrennt ist. Infolgedessen kann der Kraftstoffdruck in der Drucksteuerkammer 53 schnell wiederhergestellt werden und dadurch schließt die Düsennadel 260 den Ventilabschnitt 50 exakt in Übereinstimmung mit dem Kraftstoffdruck in der Drucksteuerkammer 53. Somit kann das Ansprechverhalten der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 200 verbessert werden.
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Selbst bei der zweiten Ausführungsform, bei welcher der abgesenkte Zuflussabschnitt 294 und der abgesenkte Abflussabschnitt 297 in der Schwimmplatte 270 bereitgestellt sind, kann die Lebensdauer und das Ansprechverhalten der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 200 verbessert werden, indem eine Absenkungsabmessung des abgesenkten Zuflussabschnitts 294 größer als die Absenkungsabmessung des abgesenkten Abflussabschnitts 297 eingestellt wird.
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Bei der zweiten Ausführungsform ist die Schwimmplatte 270 ein Beispiel für das Druckelement. Bei der zweiten Ausführungsform sind andere Teile ähnlich mit denjenigen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
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(Andere Ausführungsformen)
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Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der abgesenkte Zuflussabschnitt 94, 294 in der Öffnungsblende 46 oder der Schwimmplatte 270 in einer kreisrunden Form ausgebildet, die zu der kreisrunden Öffnungs-Wandoberfläche 90 oder der kreisrunden Druckoberfläche 273 koaxial ist. Weiterhin ist der kreisrunde abgesenkte Abflussabschnitt 97, 297 an einer inneren Umfangsseite des kreisrunden abgesenkten Zuflussabschnitts 94, 294 bereitgestellt. Allerdings ist die Form und die Anordnung des abgesenkten Zuflussabschnitts 94, 294 und des abgesenkten Abflussabschnitts 97, 297 nicht auf die beschriebenen Beispiele der obenstehenden Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise können ein abgesenkter Abflussabschnitt 397 und ein abgesenkter Zuflussabschnitt 394 in einer kreisrunden Öffnungs-Wandoberfläche 390 ausgebildet sein, wie in 8 gezeigt ist. Der abgesenkte Abflussabschnitt 397 kann in einer kreisrunden Form an einer Position ausgebildet sein, die von dem Mittelpunkt der Öffnungs-Wandoberfläche 390 versetzt ist. Der abgesenkte Zuflussabschnitt 394 kann in einer Sichelform entlang dem äußeren Umfang des abgesenkten Abflussabschnitts 397 ausgebildet sein. Selbst wenn der abgesenkte Zuflussabschnitt 394 in einer Form ausgebildet ist, in der die äußere Umgebung des abgesenkten Abflussabschnitts 397 nicht vollständig umschlossen wird, kann die Absenkungsabmessung des abgesenkten Zuflussabschnitts 394 größer als die Absenkungsabmessung des abgesenkten Abflussabschnitts 397 gefertigt werden. Selbst in diesem Fall können die Lebensdauer und das Ansprechverhalten der Kraftstoffeinspritzvorrichtung verbessert werden. Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen und den Modifikationen derselben ist der abgesenkte Zuflussabschnitt 94, 294, 394 außerhalb des abgesenkten Abflussabschnitts 97, 297, 397 bereitgestellt. Allerdings kann der abgesenkte Zuflussabschnitt 94, 294, 394 innerhalb des abgesenkten Abflussabschnitts 97, 297, 397 bereitgestellt sein. Das heißt die Positionen des abgesenkten Zuflussabschnitts 94, 294, 394 und des abgesenkten Abflussabschnitts 97, 297, 397 können miteinander vertauscht werden.
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Selbst in diesem Fall kann die Absenkungsabmessung des abgesenkten Zuflussabschnitts 94, 294, 394 größer als die Absenkungsabmessung des abgesenkten Abflussabschnitts 97, 297, 397 gefertigt werden, wodurch die Lebensdauer und das Ansprechverhalten der Kraftstoffeinspritzvorrichtung verbessert werden.
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Bei der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform sind der abgesenkte Zuflussabschnitt 294 und der abgesenkte Abflussabschnitt 297 in der Schwimmplatte 270 ausgebildet, und die Schwimmplatte 270 ist zu der Seite der Öffnungs-Wandoberfläche 290 beaufschlagt. Allerdings kann die Plattenfeder 276 ähnlich wie bei dem Aufbau der oben beschriebenen ersten Ausführungsform entfernt werden. Weiterhin kann bei dem Aufbau der ersten Ausführungsform der Aufbau der Plattenfeder 276 ähnlich wie bei dem Aufbau der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform verwendet werden.
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Bei den vorliegenden Ausführungsformen ist die Kanalschnittfläche des abgesenkten Zuflussabschnitts 94, 294 größer eingestellt als die Hälfte der offenen Fläche der Zuflussmündung 52a, 252a, die zu dem abgesenkten Zuflussabschnitt 94, 294 geöffnet ist. Wenn allerdings der zugeführte Kraftstoff von der Zuflussmündung 52a, 252a ohne Verzögerung zu dem abgesenkten Zuflussabschnitt 94, 294 fließen kann, kann die Kanalschnittfläche gleich groß oder kleiner als die Hälfte der offenen Fläche der Zuflussmündung 52a, 252a eingestellt werden.
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Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist wie bei dem Antriebsabschnitt zum Öffnen und Schließen des Drucksteuerventils 80 ein Mechanismus zum Antreiben des beweglichen Elements 35 unter Verwendung der elektromagnetischen Kraft des Solenoids 31 geeignet. Allerdings ist auch ein anderer Antriebsabschnitt als der Solenoid 31 geeignet, wie z. B. ein piezoelektrisches Element. Selbst in diesem Fall kann der Antriebsabschnitt zum Öffnen und Schließen des Drucksteuerventils 80 basierend auf dem Steuersignal aus der Maschinensteuerung 17 betrieben werden.
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Bei den obenstehenden Ausführungsformen wird die vorliegende Erfindung auf die Kraftstoffeinspritzvorrichtung zur Verwendung an der Dieselmaschine 20 angewendet, die Kraftstoff direkt in die Brennkammer 22 einspritzt. Allerdings kann die vorliegende Erfindung auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für jede andere Verbrennungsmaschine angewendet werden, ohne auf die Dieselmaschine 20 beschränkt zu sein. Zudem ist der Kraftstoff, der durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingespritzt wird nicht auf Leichtöl beschränkt, sondern kann Benzin, flüssiges Propangas und dergleichen sein. Ferner kann die vorliegende Erfindung auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung angewendet werden, die Kraftstoff in eine Brennkammer eines Motors zum Verbrennen des Kraftstoffs einspritzt, wie zum Beispiel eine äußere Verbrennungsmaschine.
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Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsform derselben in Bezug auf die begleitende Zeichnung vollständig beschrieben worden ist, ist zu beachten, dass zahlreiche Änderungen und Modifikationen für den Fachmann offensichtlich sind. Es ist zu beachten, dass solche Änderungen und Modifikationen in dem Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst sind, der in den angehängten Ansprüchen definiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 6-108948 A [0003]
- US 4826080 [0003]
