DE102012206278A1

DE102012206278A1 - Nebelausbildungsverfahren verwendend ein Fluideinspritzventil, Fluideinspritzventil, und Nebelausbildungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102012206278A1
Application number: DE102012206278A
Authority: DE
Inventors: Mamoru Sumida; Tatsuya Nakayama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2013-04-25
Also published as: US9739247B2; JP5295337B2; US20130099015A1; JP2013087697A

Abstract

Ein Nebelausbildungsverfahren verwendend ein Kraftstoffeinspritzventil mit einem Ventilsitz, einem Ventilkörper und einem Düsenabschnitt oder einer Einspritzlochplatte mit Einspritzlöchern und das ausgebildet ist, um Strömungen im Loch und Strömungen unmittelbar unterhalb der Einspritzlöcher in im Wesentlichen Flüssigkeitsfilmflüsse zu wandeln. Richtungen der Jets von den Einspritzlöchern werden nicht notwendigerweise zur Deckung mit einer zentralen Achsenrichtung der Einspritzlöcher gebracht und werden nicht notwendigerweise miteinander an einem Flussabwärtsabschnitt geschnitten und es den Nebeln gestattet wird, nachdem die Strömungen, die zu Nebeln an einer Position flussabwärts einer Auflösungslängenposition gewandelt wurden, sich zu nähern oder aufgrund des Coanda-Effektes zu sammeln, um im Wesentlichen als ein massiver Nebel zu erscheinen und es den Nebeln gestattet wird damit fortzufahren sich zu sammeln, bis sie Umgebungsluft erfassen und eine sich ergebende Luftströmung entlang einer Flussabwärtsströmungsrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel sich abschwächt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nebelausbildungsverfahren (Engl.: mist forming method), das für ein Kraftstoffeinspritzventil für eine Verbrennungskraftmaschine (im Folgenden der Einfachheit halber als Motor bezeichnet) geeignet ist, ein Fluideinspritzventil und eine Sprühnebelausbildungsvorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Forschung und Entwicklung an Fahrzeugmotoren, wie beispielsweise bei einem Automobil, werden aktiv durchgeführt, um einen verminderten Abgasausstoß zu erreichen, wenn der Motor kalt ist und um einen besseren Kraftstoffverbrauch durch Verbesserung der Verbrennungseigenschaften durch Zerstäubung/Atomisierung eines Kraftstoffnebels zu erreichen.
Ein Kraftstoffeinspritzventils eines Benzinmotors wird in ein Port-Einspritzsystem (Engl.: port injection system) und ein Im-Zylindereinspritzsystem (Engl.: in-cylinder injection system) klassifiziert. Drei Eigenschaften bzw. Elemente sind wichtig, um ein Verbrennungskonzept des Innenzylinder-Einspritzsystems herzustellen, nämlich eine Nebelspezifikation (umfassend eine Einspritzposition), einen Luftstrom im Zylinder, und eine Form einer Verbrennungskammer. Das Verbrennungskonzept wird nur erreicht, wenn diese Elemente gut aufeinander abgestimmt sind. Jedoch variieren ein Druck im Zylinder und ein Luftstrom im Zylinder mit der Motorgeschwindigkeit und der Last. Ein Betrag an Kraftstoffeinspritzung und der Einspritzzeitpunkt werden auf solch eine Varianz eingestellt und Nebeleigenschaften und das Verhalten des Sprühnebels im Zylinder können mit solch einer Einstellung variieren. Kombiniert mit der Begrenzung der Anordnung in einem Motorraum, ist es ziemlich schwierig, diese drei Elemente stets abzustimmen, während das Anhaften von Kraftstoffsprühnebel an einer Wandoberfläche im Zylinder bei verschiedenen Betriebszuständen vermieden wird.
Es kann daher, ähnlich wie bei den drei Elementen zum Herstellen des Verbrennungskonzepts des im Im-Zylinder-Einspritzsystems, gesagt werden, dass eine Nebel-Spezifikation (umfassend eine Einspritzposition), ein Ansaugluftstrom und eine Form eines Ansaugports drei Elemente sind, um ein optimales Einspritzsystem bei dem Port-Einspritzsystem zu erhalten. Bei dem Port-Einspritzsystem ist es typisch für einen Motor mit zwei Einspritzventilen, den Kraftstoff an den Einspritzventilen zu injizieren, verwendend einen Zwei-Richtungs-Sprühnebel (Zwei-Strahl-Sprühnebel, engl.: two-stream spray). In Anbetracht dieser Konfiguration findet eine Entwicklung statt, um eine Nebelform und ein Nebelrichtungszielverfahren zu finden, so dass Adhäsion von Nebel an der Wandoberfläche des Ansaugports verhindert werden kann, während die Atomisierung der Nebel verbessert wird. Jedoch werden eine Form des Ansaugports und des Ansaugluftstroms unter dem Einfluss davon nicht notwendigerweise aufgrund der Einschränkung der Anordnung in dem Motorraum optimiert. Folglich wird eine Maßnahme zum Erreichen von sowohl der Verbesserung der Atomisierung der Nebel und einer Nebelform und ein Einspritzrichtungszielverfahren nicht explizit offenbart.
Im Fall von großen und mittelgroßen Zweiradfahrzeugen sind viele Fahrzeuge nicht in der Lage, Kraftstoff an den Einlassventilen aufgrund von Anordnungseinschränkungen einzuspritzen und es ist nicht sicher, welches Einspritzsystemkonzept das beste in diesem Fall ist. Die Erwartungen steigen daher bei den Entwicklungen in der Zukunft an.
Ferner werden Vergaser durch das Port-Einspritzsystem bei kleinen Zweiradfahrzeugen, Außenbordmotoren und Hilfsmotoren ersetzt. Jedoch sind viele dieser Motoren, Motoren mit einem einzelnen Einlassventil und tatsächlich wird Kraftstoff manchmal an dem Einlassventil und manchmal entfernt von dem Einlassventil durch einen Ein-Richtungs-Sprühnebel (Ein-Strahl-Sprühnebel; engl.: one-stream spray), auch aufgrund des Anordnungsproblems injiziert. Es ist offensichtlich, dass eine Reduzierung des Abgases und Verbesserungen des Kraftstoffverbrauches weiter gefordert werden und eine Notwendigkeit für eine optimale Spezifikation bei verringerten Systemkosten besteht.
Wie in dem Fall einer Nebelspezifikation durch den Zwei-Strahl-Sprühnebel beschrieben wurde, wird das Abstimmen bei einem Benzinmotor mit dem Port-Einspritzsystem im Stand der Technik ausgeführt verwendend Parameter, insbesondere einen Nebelwinkel und ein Einspritzbetragsverteilungsbild bei einem Querschnitt, der senkrecht zu einer Einspritzrichtung von jedem Strahl des Sprühnebels ist, einen Einspritzwinkel des Zwei-Strahl-Sprühnebels (Einklemmwinkel) und einen Anteil der Atomisierungsgrade der Nebel an einem bestimmten Punkt.
Insbesondere weist jeder Strahl Sprühnebel im Querschnitt senkrecht zu der Einspritzrichtung im Wesentlichen eine kreisförmige Form oder im Wesentlichen eine elliptische Form auf. Eine Basisspezifikation einer Einspritzbetragsverteilung ist im Wesentlichen eine konische, solide Verteilung, die ihren Maximalwert (Peak) an oder um ein Zentrum aufweist und eine Atomisierung wird verbessert, sowie die Notwendigkeit auftritt. Ein Atomisierungsniveau und ein Nebelwinkel werden miteinander korreliert. Folglich, wenn einer von beiden eine Priorität erfährt, wird der andere dazu gezwungen, von den Umständen abzuhängen. Einspritzbetragsverteilungsspitzen an oder um das Zentrum aufgrund der Einspritzrichtungen von entsprechenden Einspritzlöchern werden in eine Richtung gerichtet, in welcher die Einspritzrichtungen sich konzentrieren. Folglich ist ein Verteilungsverhältnis im Zentrum relativ hoch. Dasselbe kann über einen Fall des Einstrahlsprühnebels gesagt werden, Um die oben diskutierten Probleme zu lösen, wurden verschiedene Vorschläge für Düsen oder Nebel, wie beispielsweise in den Patentdokumenten 1 bis 6, gemacht.
Patentdokumente:

Patentdokument 1: JP-A-2005-233145
Patentdokument 2: JP-A-2004-225598
Patentdokument 3: JP-A-2008-169766
Patentdokument 4: JP-A-2005-207236
Patentdokument 5: JP-A-2007-77809
Patentdokument 6: JP-A-2000-104647

Keiner dieser Vorschläge beschreibt jedoch eine Maßnahme, um sowohl eine Atomisierungsverbesserung der Nebel als auch einen Anstieg des Gestaltungsfreiheitsgrades für eine Nebelform, ein Nebelmuster und eine Einspritzbetragsverteilung zu erhalten.
Folglich sieht keiner dieser Vorschläge eine Richtlinie zum Ermitteln einer optimalen Nebel-Spezifikation bei tatsächlichen Umständen vor, bei denen eine Form des Ansaugports und ein Ansaugluftstrom sich von einer Motorspezifikation zu einer anderen unterscheiden. Beschreibungen in dieser Hinsicht erfolgen Bezug nehmend auf Patentdokument 1 bis 6 jeweils einzeln.
In Patentdokument 1 wird eine Kraftstoff-Atomisierung durch Sicherstellen eines Luftbereichs zwischen Flüssigkeitssäulen (Engl.: liquid columns) aus multiplen Löchern begünstigt, um eine Beeinflussung der Flüssigkeitssäulen zu reduzieren, und um dadurch ein Auflösen (engl.: breakup) der Flüssigkeitssäulen in Sprühnebel zu begünstigen. Die Atomisierung wird durch Anordnen eines Ortes der Flüssigkeitssäulen, wie einen Abschnitt der Konusoberfläche, gefördert. Praktisch ist es notwendig, dass der Großteil des Kraftstoffes in Flüssigkeitsfäden oder in einen Zustand in der Nähe von Flüssigkeitstropfen an einer Position, an der die Beeinflussung der Flüssigkeitssäulen auftritt, gewandelt wird. Dies ist so, da die Atomisierung verschlechtert wird, wenn die Beeinflussung in einem Zustand der Flüssigkeitssäulen auftritt (siehe Paragraph [0006] des Patentdokuments 1). In anderen Worten sind die Einspritzlöcher nur angeordnet, so dass eine Beeinflussung der Flüssigkeitssäulen weiter flussabwärts auftritt und eine Maßnahme zum Steuern eines Nebelmusters und einer Form eines gesamten Nebels, die sich beide aus einer Vielzahl an Nebeln zusammensetzen, nicht offenbart ist. Es ist daher natürlich, dass der gesamte Nebel dazu tendiert, sich auszubreiten und ein Gestaltungsfreiheitsgrad gering wird. Folglich sind die Anwendungen dieses Vorschlags begrenzt durch eine Form des Ansaugports und einen Ort des Ansaugventils.
In Patentdokument 2 ist ein Schwerkraftzentrum einer Kraftstoffeinspritzbetrags-Verteilung näher zu den Innenseiten als Nebelkonturzentren des Zwei-Strahl-Sprühnebels eingestellt, um Nebel auszubilden, die mehr auf die Innenseiten der beiden Ansaugventile zielen. Folglich ist in einem Fall, in dem Kraftstoff, der an die hinteren Oberflächen der Ansaugventile anhaftet, von einem Luftstrom weggeblasen wird, ein Betrag an Kraftstoff, der an der Zylinderbohrungswandoberfläche anhaftet, gering.
Jedoch wird eine Atomisierungstechnik für Strahlen der Kraftstoffeinspritzventile merklich in den letzten Jahren entwickelt. Demgemäß, wenn ein Atomisierungsgrad vernachlässigt wird, wird Kraftstoff in ausreichend aufgebrochene Nebel zu dem Zeitpunkt, zu dem der Kraftstoff an den Einspritzventilen ankommt, gewandelt. Folglich, sogar während der Auslasshub-Einspritzung, gibt es mehr Nebelkraftstoff, der in dem Ansaugport treibt, als Nebelkraftstoff, der an dem Ansaugport und dem Einlassventil aufgrund eines Luftflusses in dem geschlossenen Ansaugport anhaftet.
Es gibt Fälle, in welchen eine perfekte Verdampfung und perfekte Verbrennung des Kraftstoffes in dem Zylinder nicht durch nur einen Atomisierungseffekt erwartet werden kann, der ausgeübt wird, wenn Kraftstoff an einem Kanal des Einlassventils passiert, und ein Ausstoß von unverbranntem Kohlenwasserstoff (HC) kann nicht ausreichend reduziert werden. Insbesondere sind Temperaturen des Ansaugports und des Einlassventils unmittelbar nach einem Kaltstart gering und es kann nicht erwartet werden, dass Nebelkraftstoff oder anhaftender Kraftstoff an diesen kalten Orten bald verdampft.
Da die Abgas-Gesetzgebung strenger wird, sogar wenn die Atomisierung von Kraftstoffnebeln gefördert wird, ist es auch notwendig, den Ausstoß von unverbranntem HC durch Reduzieren des Kraftstoffanhaftens an dem Einlassport und dem Einlassventil zu reduzieren. Sowie das Anhaften von Nebelkraftstoff an dem Einlassport und dem Einlassventil weiter reduziert wird, wird eine Beziehung eines Betrages an Einspritzung und einer Verbrennungsleistung in den entsprechenden Zyklen, das heißt, eine Beziehung zwischen einem Abgas, Kraftstoffverbrauch und einer Ausgangsleistung klar. Es ist somit möglich, weiter das Gesamt-Einspritzsystem, umfassend die Steuerbarkeit, zu optimieren.
Es ist daher notwendig, die Nebel soweit wie möglich zu atomisieren, um eine perfekte Verdunstung und perfekte Verbrennung zu erreichen. Jedoch offenbart Patentdokument 2 nicht eine Umsetzungsmaßnahme. Auch die Einspritzbetragsverteilung, die darin schematisch gezeigt ist, zeigt eine Einspritzbetragsverteilung eines Bildes von unabhängigen Flüssigkeitssäulenstrahlen aus den jeweiligen Einspritzlöchern, wenn diese sich in einen Strahl durch moderate gegenseitige Beeinflussung wandeln und zeigt daher keine Einspritzbetragsverteilung, wenn die Flüssigkeitssäulenstrahlen von den jeweiligen Einspritzlöchern sich auflösen und sich in Nebel wandeln. Demgemäß sind eine Form des Einlassanschlusses und ein Ort der Einlassventile, an welchen der Vorschlag anwendbar ist, ungewiss.
In Patentdokument 3 wird die Atomisierung durch. Anordnen eines Ortes, der Einspritzlöcher begünstigt, so dass Nebel von den jeweiligen Einspritzlöchern einander nicht beeinflussen und eine Verzerrung bei einer Einspritzbetragsverteilung wird reduziert. Jedoch wird, wie in Patentdokument 1, eine Beeinflussung der Nebel nur in Patentdokument 3 vermieden. Es ist daher verständlich, dass ein Nebelmuster und eine Form eines gesamten Nebels, die beide aus einer Vielzahl an Nebeln zusammengesetzt sind, dazu neigen, sich auszudehnen und ein Gestaltungsfreiheitsgrad gering wird. Folglich sind die Anwendungen dieses Vorschlags durch eine Form des Einlassanschlusses und einen Ort der Einlassventile begrenzt.
Es wird beschrieben, dass eine Verzerrung der Einspritzbetragsverteilung reduziert wird durch Anordnen der Einspritzlöcher auch an der Innenseite. Jedoch kann gesagt werden, dass eine Verzerrung der Einspritzbetragsverteilung relativ im Vergleich zu einem Fall reduziert wird, in welchem die Einspritzlöcher nicht an der Innenseite angeordnet sind. Eine Beschreibung erfolgt nicht, auf welche Weise eine Einspritzbetragsverteilung mit einer reduzierten Verzerrung erhalten werden kann, indem Sprühnebel atomisiert werden, während eine Beeinflussung unter den unabhängigen Flüssigkeitssäulenstrahlen aus den jeweiligen Einspritzlöchern vermieden wird. Demgemäß sind eine Form des Einlassports und ein Ort des Einlassventils, auf welche der Vorschlag anwendbar ist, ungewiss.
Patentdokument 4 beschreibt, dass es bevorzugt wird, atomisierte Nebel, die durch Kollision erhalten werden, und einen Führungsnebel (Engl.: lead mist) mit einer hohen Tragkraft auszubilden, so dass eine Kraftstoffnebel-Konzentration höher an der Innenseitenrichtung ist als an der zentralen Position des Kraftstoffventils durch Unterdrücken der Streuung der Nebel, indem der letztere den vorherigen zieht. Jedoch, um die Nebel durch Zulassen einer Kollision der Strahlen zu atomisieren, ist es notwendig eine Kollisionsposition an einer Position einzustellen, die kürzer ist als eine Aufbrechlänge der Strahlen. In diesem Fall streuen die atomisierten Strahlen (Nebel) und ein Teil der Energie der Strahlen wird in eine Oberflächespannung aus gestreuten Nebelpartikeln durch Kollisionen umgewandelt. Folglich wird eine Tragkraft reduziert.
Sogar wenn Nebel, die durch Kollision gestreut wurden, und dadurch eine verringerte Tragkraft aufweisen, von dem Führungsnebel gezogen werden, der zum selben Zeitpunkt eingespritzt wurde und eine hohe Tragkraft aufweist, deckt sich die zeitliche Abstimmung der Verhaltensweisen an den Spitzen dieser Nebel nicht im zeitlichen Ablauf. In diesem Fall eines kleinen Einspritzbetrages mit einer kurzer Einspritzperiode werden Nebel, die durch Kollision verteilt wurden, zurückgelassen und nur der Führungsnebel bewegt sich nach vorne.
Abgesehen von dem in 4 von Patentdokument 4 gezeigten, bildet ein anziehender Wirbel (engl.: swirl), der von dem Führungsnebel ausgebildet wurde, einen ringförmigen Wirbel an dem äußeren Umfang des Führungsnebels an einer vorgegebenen Flussabwärts-Position in der Einspritzrichtung aus, der durch ein Gleichgewicht einer Scherkraft zwischen dem äußeren Umfang des Führungsnebels und der Atmosphäre zur selben Zeit bestimmt wird. Folglich werden die gestreuten Nebel in dem ringförmigen Wirbel gefangen und können sich nicht mehr weiter nach unten in der Einspritzrichtung bewegen.
Wie beschrieben wurde, sind verschiedene einschränkende Zustände für den Führungsnebel notwendig, um sich nach vorne zu bewegen, während er die gestreuten atomisierten Nebel zieht. Dieser Vorschlag ist daher nicht für das Einspritzsystem des Benzinmotors geeignet, das sich oft in einem unstetigen Zustand während eines Übergangsbetriebes befindet. Demgemäß besteht eine Notwendigkeit für ein Verfahren zum Erhöhen eines Gestaltungsfreiheitsgrades eines Nebelmusters und einer Form eines gesamten Nebels auf einfachere Weise.
In Patentdokument 5 ist ein Nebelmuster so ausgebildet, dass es mehr Kraftstoff gestattet, an einem Schirmabschnitt des Einlassventils anzuhaften, indem das Einlassventilsystem vermieden wird und eine Atomisierung, während die Nebel durch die Einlassventile passieren, wird verwendet. Dieser Vorschlag weist jedoch ein gleiches Problem wie der von Patentdokument 2 auf.
Patentdokument 6 beschreibt, dass Irregularitäten in einer Bewegungsrichtung der Nebel verhindert werden können, da entsprechende Nebel atomisiert werden, während eine Beeinflussung zwischen diesen vermieden wird und die jeweiligen Nebel sich nach vorne bewegen, während sie einander aufgrund des Coanda-Effektes anziehen. Es ist daher schwierig, ein Gleichgewicht in der Kraftstoffrichtung aufrecht zu erhalten, um den Coanda-Effekt auftreten zu lassen, so dass die jeweiligen Nebel sich einerseits nicht zu weit ausbreiten und um andererseits den Coanda-Effekt zu unterdrücken, so dass die jeweiligen Nebel sich nicht sammeln, sogar unter statischen atmosphärischen Bedingungen. Ferner treten in dem Einlassport Einflüsse des Umgebungsluftdrucks und der Umgebungstemperatur, eines Einlassluftstromes, einer volumetrischen Kraftstoffflussrate (Gewicht) und einer Kraftstoffgeschwindigkeit auf. Folglich ist es ziemlich schwierig diesen Vorschlag bei dem Kraftstoffsystem für einen Benzinmotor umzusetzen, der sich oft in einem unstetigen Zustand während eines Übergangsbetriebes befindet. In anderen Worten, da der Coanda-Effekt keine Rolle des aktiven Ausbildens eines kompakten kollektiven Nebels spielt, hängen eine Nebelform eines gesamten Nebels, ein Nebelmuster, und eine Einspritzbetragsverteilung von den Umständen ab.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wurde in Anbetracht der oben erörterten Probleme gemacht und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Nebelausbildungsverfahren, verwendend ein Fluideinspritzventil, ein Fluideinspritzventil und eine Nebelausbildungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, von denen jede sowohl die Atomisierung eines Kraftstoffnebels als auch einen höheren Grad an Gestaltungsfreiheit einer Nebelform, eines Nebelmusters und einer Einspritzbetragsverteilung erreicht.
Ein Nebelausbildungsverfahren gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Nebelausbildungsverfahren, verwendend ein Fluideinspritzventil, gebildet aus einem Ventilsitz mit einer Ventilsitzoberfläche an einem Mittelpunkt in einem Fluidkanal, einen Ventilkörper, der ein Öffnen und Schließend es Fluidkanals durch Aufsitzen und sich entfernen von der Ventilsitzoberfläche steuert, und einen Düsenabschnitt oder eine Einspritzlochplatte, der/die flussabwärts des Ventilsitzes angeordnet ist und eine Vielzahl an Einspritzlöchern aufweist, und ausgebildet ist, um entsprechende Strömungen im Loch (Engl.: in-hole flows) und Strömungen unmittelbar unterhalb der entsprechenden Einspritzlöcher in im Wesentlichen Flüssigkeitsfilmflüsse zu wandeln.
Richtungen der Strahlen von den entsprechenden Einspritzlöchern werden nicht notwendigerweise zur Deckung mit einer Richtung einer zentralen Achse der Einspritzlöcher gebracht und werden nicht notwendigerweise miteinander an einem Flussabwärts-Abschnitt gekreuzt und nachdem die Strahlen von den jeweiligen Einspritzlöchern zu Nebeln an einer Position flussabwärts einer Auflösungslängenposition gewandelt wurden, wird es den Nebeln gestattet, sich einander zu nähern und/oder sich aufgrund des Coanda-Effektes zu sammeln, der in einer Vielzahl an Nebeln ausgeübt wird, so dass die Nebel im Wesentlichen als ein solider Nebel auftreten. Anschließend wird es den Nebeln gestattet, Umgebungsluft hauptsächlich basierend auf einer Impulstheorie (Engl.: momentum theory; siehe Nicht-Patentdokument 1) zu erfassen und um dadurch einen Luftstrom entlang einer Flussabwärts-Flussrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel zu induzieren.
Eine Einspritzbetragsverteilung wird aufrechterhalten, um einen Spitzenwert an einem vorgegebenen Abschnitt aufzuweisen und ein Nebelwinkel wird klein gehalten, bis die obigen Verhaltensweisen im Wesentlichen verschwinden.
Insbesondere werden Zustände eingestellt, so dass die Hypothese (I) und Hypothese (II) von Seite 821 des Nicht-Patentdokuments 1 erhalten werden. Anschließend werden die Nebelpartikel intensiv gesammelt, beispielsweise an dem Zentrum des Nebels, indem es dem Impuls des Jets (engl.: jet) gestattet wird, in Luft zu migrieren, die den Nebel ausbildet, um Luft zu erfassen (engl.: catch). Auf diese Weise wird die Einspritzbetragsverteilung aufrechterhalten, um ihren Spitzenwert an einem vorgegebenen Abschnitt einzunehmen und zur gleichen Zeit wird der Sprühnebelwinkel kleiner gemacht.
Um ein Nebelverhalten detailliert zu beschreiben, gestaltet sich ein Nebelverhalten so, dass es ermöglicht wird, eine gewünschte Gestaltungsfreiheit einer Nebelform, eines Nebelmusters und einer Einspritzbetragsverteilung durch Anwenden der Ideen aus Nicht-Patentdokument 2 und Nicht-Patentdokument 3 auf ein Nebelverhalten nachdem die Nebel, die von den vielen Einspritzlöchern mit einem niedrigen Kraftstoffdruck (bei einem Niveau von ungefähr 1 MPa oder darunter) injiziert wurden, sich einander zu nähern oder aufgrund des Coanda-Effektes sammeln und im Wesentlichen als ein fester Nebel auftreten.
Details der Nicht-Patentdokumente 1 bis 3 stellen sich wie folgt dar.
Nicht-Patentdokument 1: „diizeru kikan nennryou funmu no toutatsu kyori ni kansuru kennkyu", Zeitschrift der Japanischen Gesellschaft der Maschinenbauer" (Teil 2), Vol. 25, Ausgabe 156, Seiten 820–826
Nicht-Patentdokument 2: „diizeru funmu kouzou ni ataeru funiki nennsei no eikyou", Zeitschrift der Japanischen Gesellschaft der Maschinenbauer" (Ausgabe B), Vol. 62, Ausgabe 599, Seiten 2867–2873
Nicht-Patentdokument 3: „diizeru funnmu ryuusi no kyodou ni kannsuru kennkyuu", Zeitschrift der Japanischen Gesellschaft der Maschinenbauer" (Ausgabe B), Vol. 64, Ausgabe 624, Seiten 27822–2729
Gemäß dem Nebelausbildungsverfahren, verwendend ein Fluideinspritzventil, das wie oben gebildet ist, schweben die Nebel in dem Nebeleinlassport während der Auslasshubeinspritzung. Folglich strömen während der Einlasshubeinspritzung Nebel in einen Zylinder, indem sie einem Einlassluftstrom folgen, der von dem Einlassventil in den Zylinder strömt. Demgemäß wird es aufgrund der Ausbildung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches zu einem frühen Zeitpunkt möglich, ein homogeneres Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder auszubilden.
Insbesondere wird es in dem Port-Einspritzsystem nicht nur möglich, die Atomisierung zu verbessern, während der Nebel in einer Form verbleibt, die bei Einlassports in verschiedenen Formen und bei Einlassventilen, die auf verschiedene Weisen angeordnet sind, anwendbar bleibt, insbesondere während ein Ausbreiten eines gesamten Nebels kompakt gehalten wird, sondern es wird auch möglich, ein Anhaften der Nebel an den Wandoberflächen des Einlassports und der Einlassventile, ohne von dem Einspritz-Timing abhängig zu sein, zu unterdrücken.
Das Vorgenannte und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung ersichtlich, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Gesamtquerschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 ist eine vergrößerte Ansicht einer Spitze des Kraftstoffeinspritzventils von 1;
3 ist eine Draufsicht auf eine Einspritzlochplatte von 2;
4 ist eine vergrößerte Ansicht einer Spitze des Kraftstoffeinspritzventils von 2;
5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Einspritzlochabschnittes von 2;
6A bis 6C sind Ansichten, die verwendet werden, um eine einfache Weise zu beschreiben, auf welche sich die Nebel der ersten Ausführungsform und einer zweiten Ausführungsform zu sammeln;
7A und 7B sind Ansichten, die verwendet werden, um eine einfache Weise zu beschreiben, auf welche sich die Nebel der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform sammeln;
8A bis 8D sind Ansichten, die verwendet werden, um eine Weise zu beschreiben, auf welche Nebel einer dritten Ausführungsform sich sammeln;
9A und 9B sind Ansichten, die verwendet werden, um eine Weise zu beschreiben, auf welche Nebel einer vierten Ausführungsform sich sammeln;
10A bis 10D sind Ansichten, die verwendet werden, um eine Weise zu beschreiben, auf welche Nebel einer fünften Ausführungsform sich sammeln;
11A bis 11D sind Ansichten, die verwendet werden, um eine Weise zu beschreiben, auf welche Nebel einer sechsten Ausführungsform sich sammeln;
12 ist eine Ansicht, die verwendet wird, um eine Weise zu beschreiben, auf welche Nebel einer siebten Ausführungsform sich sammeln;
13A bis 13D sind Ansichten, die verwendet werden, um eine Weise zu beschreiben, auf welche Nebel einer achten Ausführungsform sich sammeln;
14 ist eine Ansicht, die verwendet wird, um eine Weise zu beschreiben, auf welche Nebel einer neunten Ausführungsform sich sammeln;
15 ist eine Ansicht, die verwendet wird, um einen Nebel einer zehnten Ausführungsform zu beschreiben;
16A bis 16C sind Ansichten, die verwendet werden, um eine Einspritzbetragsverteilung einer elften Ausführungsform zu beschreiben;
17 ist eine Ansicht, die verwendet wird, um ein Einspritzsystem einer zwölften Ausführungsform zu beschreiben; und
18 ist eine Ansicht, die verwendet wird, um ein Einspritzsystem einer dreizehnten Ausführungsform zu beschreiben.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
Ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird nun auf der Basis von 1 bis 4 beschrieben. 1 ist ein Gesamtquerschnitt, der ein gesamtes Kraftstoffeinspritzventil 1 zeigt. 2 ist eine vergrößerte Ansicht einer Spitze des Kraftstoffeinspritzventils 1, das in 1 gezeigt ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist an einem Einlassrohr einer Verbrennungskraftmaschine befestigt und stellt mit Druck beaufschlagten Kraftstoff an das Einlassrohr von oben bereit.
Eine untere Spitze des Kraftstoffeinspritzventils 1 steht in Eingriff mit einem Inneren des Einlassanschlusses der Verbrennungskraftmaschine und spritzt Kraftstoff nach unten ein. Eine Magnetspuleneinrichtung 2, die eine elektromagnetische Kraft erzeugt, umfasst ein Gehäuse 3 mit einem Jochabschnitt (engl.: yoke portion) eines magnetischen Schaltkreises, einem Kern 4, der einen befestigten Eisenkern ausbildet, einer Spule 5, die um den Kern 4 gewickelt ist, und einer Armatur 6 als einem beweglichen Eisenkern.
Eine Ventileinrichtung 7, die mit der Magnetspuleneinrichtung 2 verbunden ist, ist vorwiegend als ein Ventilsitz 10 ausgebildet, der in einem Ventilhauptkörper 9 an dem Spitzenabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils 1 ausgebildet ist, eine Einspritzlochplatte 11, die flussabwärts des Ventilsitzes 10 vorgesehen ist, eine Abdeckplatte 18, die flussaufwärts der Einspritzlochplatte 11 im Innern des Ventilsitzes 10 vorgesehen ist, einen Ventilkörper 8, der in Kontakt mit den inneren Oberflächen des Ventilhauptkörpers 9 und dem Ventilsitz 10 entlang des äußeren Umfangs steht und eine Kompressionsfeder 14, die flussaufwärts des Ventilkörpers 8 vorgesehen ist. Der Ventilkörper 8 weist die Armatur 6 auf, die flussaufwärts einer hohlen Stange 8a vorgesehen ist, und weist auch eine Kugel 13 auf, die flussabwärts der hohlen Stange 8a vorgesehen ist.
Die Abdeckplatte 18 weist eine Form wie ein kreisförmiger Tisch auf und ein Sockelabschnitt 18a, der den Beinen eines Tisches entspricht, ist an der Einspritzlochplatte 11 durch Schweißen befestigt. Ein dünner Abschnitt 18b, der einer Tischplatte entspricht, ist an dem Sockelabschnitt 18a vorgesehen.
Der Ventilhauptkörper 9 wird in einen äußeren Durchmesserabschnitt an der Spitze des Kerns 4 pressgepasst und geschweißt. Die Stange 8a wird in die innere Oberfläche der Armatur 6 pressgepasst und geschweißt. Der Ball 13 wird an die Stange 8a an der Flussabwärtsseite geschweißt. Abgeschrägte Abschnitte 13a, die parallel zu einer zentralen Achse Z des Kraftstoffventils 1 sind, sind an einer Seitenoberfläche der Kugel 13 vorgesehen. An einer Spitze des Kraftstoffeinspritzventils ist die Einspritzlochplatte 11 an die Spitzenfläche des Ventilsitzes 10 und die innere Oberfläche des Ventilhauptkörpers 9 geschweißt. Eine Vielzahl an Einspritzlöchern 12 ist in der Einspritzlochplatte 11 geöffnet, um in der Plattendickenrichtung hindurchzudringen. Einlassseiten der Einspritzlöcher 12 sind in gleichmäßigen Abständen in enger Nähe zueinander an dem Umfang des Sockelabschnittes 18a vorgesehen. Auslassseiten der Einspritzlöcher 12 sind von den Einlassseiten aus nach außen geöffnet.
In einem Zustand, in dem die Spule 5 nicht leitend ist, wird der Ventilkörper 8 nach unten durch die Kompressionsfeder 14 über die Stange 8a gedrückt, während eine Kugeloberfläche 13c in Kontakt mit einem Sitzabschnitt R1 einer Ventilsitzoberfläche 10a steht, so dass ein Kraftstoffkanal verschlossen ist. Wenn die Spule 5 leitet, beginnt der Ventilkörper 8, der einstückig mit der Armatur 6 vorgesehen ist, sich nach oben zu bewegen und die Kugeloberfläche 13c bewegt sich weg von der Ventilsitzoberfläche 10a, so dass der Kraftstoffkanal ausgebildet wird. Wenn die obere Oberfläche 6a der Armatur 6 an dem Kern 4 anliegt, wird der Ventilkörper 8 in den vollständig geöffneten Hubzustand gebracht.
3 ist eine Draufsicht der Einspritzlochplatte 11, wenn in einer Richtung, die mit den Pfeilen J in 2 dargestellt ist, betrachtet. Die Einspritzlochplatte 11 weist zehn Einspritzlöcher 12 auf, die in einer Ringform angeordnet sind und flussabwärts und nach außen in Bezug auf die Z-Achse des Kraftstoffeinspritzventils 1 gerichtet sind. Achsen der Lochzentren oder Jet-Richtungen werden in Einspritzlochgruppen unterteilt (Zwei-Strahl-Sprühnebel), die in zwei Richtungen an der linken und rechten Seite von 3 gerichtet sind, während sie auf ein Einlassventil der Verbrennungskraftmaschine zeigen.
Ein Betrieb wird nun beschrieben.
Wenn ein Betriebssignal an einen Antriebsschaltkreis des Kraftstoffeinspritzventils 1 von einer nicht dargestellten Steuereinheit der Verbrennungskraftmaschine gesendet wird, beginnt ein Strom durch die Spule 5 des Kraftstoffeinspritzventils 1 zu fließen. Anschließend wird die Armatur 6 in Richtung des Kerns 4 gezogen und die Kugeloberfläche 13c des Ventilkörpers 8, der einstückig mit der Armatur 6 vorgesehen ist, bewegt sich weg von der Ventilsitzoberfläche 10a. Folglich wird ein Freiraum zwischen der Kugeloberfläche 13c und der Ventilsitzoberfläche 10a ausgebildet und Kraftstoffeinspritzung wird begonnen. Im Folgenden hört die Spule 5 mit dem Leiten auf, wenn ein Betriebanhaltesignal an den Antriebsschaltkreis des Kraftstoffeinspritzventils 1 von der Steuereinheit der Verbrennungskraftmaschine gesendet wird. Anschließend wird der Ventilkörper 8 in Richtung des Ventilsitzes 10 von der Kompressionsfeder 14 gedrückt und die Kugeloberfläche 13c und die Ventilsitzoberfläche 10a werden in einen geschlossenen Zustand gebracht. Die Kraftstoffeinspritzung endet folglich.
Hier werden Positionen, Strukturen und Funktionsweisen der Einspritzlochplatte 11, der Abdeckplatte 18 und des Ventilsitzes 10 und der Kugel 13, welche den Fluss-im-Loch bzw. die Strömung-im-Loch (Engl.: in-hole flow) in einen Flüssigkeitsfilmfluss durch Anziehung umwandeln, im Detail unter Bezugnahme auf die Querschnitte von 2, 4 und 5 beschrieben.
Wenn der Ventilkörper 8 geöffnet wird, fließt Kraftstoff flussabwärts in einen Raum zwischen der Kugeloberfläche 13c und der Ventilsitzoberfläche 10a aus einem Kanal, der parallel zu der Z-Achse ist und von den geschrägten Abschnitten 13a der Kugel 13 und der inneren Oberfläche des Ventilsitzes 10 festgelegt wird, und erreicht den Sitzabschnitt R1. Da der Kraftstoff parallel zu der Z-Achse flussaufwärts des Sitzabschnittes R1 fließt, ist ein Fluss, der entlang der Ventilsitzoberfläche 10a aufgrund der Trägheit fließt, ein Hauptstrom, nachdem der Kraftstoff an dem Sitzabschnitt R1 vorbei fließt und der Hauptstrom einen Punkt P1 an einem Flussabwärtsende der Ventilsitzoberfläche 10a erreicht. Die Ventilsitzoberfläche 10a biegt sich an dem Punkt P1 und wird parallel zu der Z-Achse. Folglich wird der Hauptfluss des Kraftstoffes von dem Punkt P1 getrennt. Eine verlängerte Linie von der Ventilsitzoberfläche 10a schneidet sich mit einer Seitenoberfläche 18e des dünnen Abschnittes 18b der Abdeckplatte 18 an einem Punkt P2. Der Kraftstoff, der von dem Punkt P1 getrennt wurde, zielt auf den Punkt P2, verläuft durch einen ringförmigen Kanal C und fließt in einen radialen Kanal B, ohne sich merklich in der Radialrichtung zu drehen.
Der Hauptstrom des Kraftstoffes, der den Sitzabschnitt R1 passiert hat, fließt in den ringförmigen Kanal C. Folglich wird der Zufluss in den Freiraumkanal A zwischen einer Kugelbodenoberfläche 13b und der Abdeckplatte 18 unterdrückt. Eine gerade Linie, die den Sitzabschnitt R1 und einen Punkt R2 an dem Einlass des Einspritzlochs 12 verbindet, schneidet sich mit dem dünnen Abschnitt 18b der Abdeckplatte 18. Der dünne Abschnitt 18b blockiert den linearen Zufluss des Kraftstoffs in den Einlass des Einspritzlochs 12 von dem Sitzabschnitt R1.
Demgemäß bildet zumindest ein Teil des Kraftstoffs, der in das Einspritzloch 12 fließt, einen Fluss entlang des radialen Kanals B aus. Eine Anschlussendfläche 18d des radialen Kanals B ist in enger Nähe zu dem Einspritzloch 12 angeordnet und verschließt einen Rückflusskanal, der in das Einspritzloch 12 von der Seite der zentralen Achse des Kraftstoffeinspritzventils 1 fließt, um eine Geschwindigkeit des Rückflusses abzusenken. Durch Unterdrücken des Rückflusses wird eine Geschwindigkeit eines vorderen Flusses, der in das Einspritzloch 12 von der Seite des Sitzabschnitts R1 fließt relativ beschleunigt. Da zumindest ein Teil des vorderen Flusses dazu gebracht wird, sich signifikant in dem Einspritzloch 12 nach dem Vorwärtsbewegen entlang des radialen Kanals B zu wandeln und auch, da der vordere Fluss schnell ist, wird der Kraftstoff hart gegen eine innere Oberfläche im Loch an der Seite der zentralen Achse des Kraftstoffeinspritzventils 1 an dem Querschnitt des Einspritzlochs 12 gedrückt. In 4 bezeichnet ein Buchstabe L eine Länge des Einspritzlochs 12 und ein Buchstabe D bezeichnet einen Durchmesser des Einspritzlochs 12.
Die Richtungen eines Kraftstoffflusses und eines Luftstromes werden mit Pfeilen in einem Querschnitt des Einspritzlochs 12 von 5 bezeichnet. An dem Einlass des Einspritzlochs 12 bildet der langsam zurückkehrende Fluss einen Fluss α entlang der inneren Oberfläche im Loch aus und der schnelle vordere Fluss bildet einen Fluss β aus, der den Kraftstoff gegen die innere Oberfläche im Loch drückt. Luft (die mit einem Pfeil, der mit LUFT bezeichnet ist, angedeutet wird) wird von dem Auslass des Einspritzlochs 12 in der Umgebung des Einlasses des Einspritzloches 12 eingeführt, um auf den Kraftstofffluss β zu wirken und erwirkt eine Trennung des Kraftstoffflusses, die an dem Punkt Q beginnt. Der Kraftstofffluss wird gegen die innere Oberfläche im Loch gedrückt, sowie er sich nach vorne in dem Einspritzloch 12 bewegt und ein Flüssigkeitsfilm verändert seine Richtung entlang der inneren Oberfläche im Loch, während er sich in einer Umfangsrichtung der inneren Oberfläche im Loch ausbreitet. Wenn die Länge L des Einspritzlochs 12 für eine Höhe h des radialen Kanals B angemessen ist (siehe 4), wird der Kraftstoff gegen die innere Oberfläche im Loch in dem Einspritzloch 12 in der Form eines dünnen Flüssigkeitsfilmflusses gedrückt. Ein eingespritzter Kraftstofffilmfluss 1a beginnt sich bei einem vorgegebenen Abstand aufzulösen und letztlich werden atomisierte Flüssigkeitstropfen durch Verwandeln in Flüssigkeitsfäden ausgebildet.
Bei dem Vorgang der Atomisierung, um die Flüssigkeitstropfen klein zu machen, ist es effektiv, die Flüssigkeitsfäden in dem vorhergehenden Schritt des Auflösens fein auszubilden, Um die Flüssigkeitsfäden fein auszubilden, ist es effektiv, den Flüssigkeitsfilm in dem vorhergehenden Schritt des Auflösens dünn zu machen oder die Flüssigkeitssäulen auch in dem vorhergehenden Schritt des Auflösens fein zu machen. Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass der Flüssigkeitsfilm vorteilhafter ist. Folglich, abgesehen von dem Vorgenannten, werden verschiedene Flüssigkeitsfluss-Ausbildungsverfahren vorgeschlagen und ein Beispiel beschreibt, dass ein Flüssigkeitsfilmfluss in dem Einspritzloch 12 durch Vorsehen eines Wirbelflusses an einem Kraftstofffluss vor dem Fliehen in das Einspritzloch 12 ausgebildet wird.
Die Erfinder haben eine Forschung und Entwicklung an dem Flüssigkeitsfilm-Ausbildungsverfahren und Atomisierungsprozess und einer Beziehung der Leistungsfähigkeit im Hinblick auf die Nebelform, eines Nebelmusters und einer Einspritzbetragsverteilung eines gesamten Nebels, der aus einer Vielzahl an Nebeln besteht, basierend auf diesen Methoden und Abläufen durchgeführt und die Ergebnisse studiert. Folglich haben die Erfinder einen kompakten atomisierten Nebel erhalten, als sie eine Tatsache herausgefunden haben, die sich nicht auf den Stand der Technik anwenden lässt, „um Nebel zu atomisieren, ist es nur notwendig, einen Spreizwinkel der Nebel zu verbreitern, um zu verhindern, dass sich Nebelpartikel durch Kollision kombinieren”. Das heißt, ein Verfahren bei dem Atomisierung sich nicht verschlechtert, sogar wenn ein Winkel der Nebel verschmälert wird.
Wie beschrieben wurde, werden verschiedene Atomisierungsverfahren bei den Kraftstoffeinspritzventilen angewendet. Jedoch gibt es vom Start an eine Technik zum Vorsehen von multiplen Einspritzlöchern, indem man die Einspritzlöcher zur Atomisierung kleiner macht und eine Berücksichtigung erfolgt, so dass ein Atomisierungszustand sich nicht verschlechtert sowie Strahlen von angrenzenden Einspritzlöchern einander beeinflussen. In anderen Worten sind ein Einspritzlochort und Einspritzlochdaten oder ein Einspritzlochort und Jetrichtung so, dass die Strahlen sich weg voneinander an der zentralen Achse im Loch bewegen oder sowie die Strahlen sich weiter flussabwärts in der Strahlrichtung bewegen. Daher ist es nicht schwierig, sowohl die Atomisierung als auch kompakte Nebel zu erhalten. Bei dem Port-Einspritzsystem weist das Anhaften von Kraftstoff an dem Einlassport keine guten Einflüsse und keine Vorteile auf und es ist daher sehr wichtig, das Anhaften von Kraftstoff zu unterdrücken. Folglich, sogar wenn die Atomisierung verbessert wird, um ein Verhältnis abzusenken, mit welchem Nebel an dem Einlassventil und dem Einlassport in der Umgebung des Einlassventils anhaften, sogar wenn ein gesamter Sprühnebel sich ausbreitet und eine Sprühnebel-Seitenoberfläche an einem weiteren Abschnitt des Einlassports als ein Ergebnis anhaftet, wird ein Vorteil, wie das Port-Einspritzsystem, kaum erreicht.
Zwischenzeitlich sind bei dem Typ, bei welchem ein Ausbreiten eines gesamten Nebels unterdrückt wird, ein Einspritzlochort und Einspritzlochdaten oder ein Einspritzlochort und eine Jetrichtung so, dass die zentralen Achsen im Loch oder die Jetrichtungen einander an dem Beginn des unteren Flusses schneiden. Folglich erfolgt keine Berücksichtigung der Anforderungen der Atomisierung, wie beispielsweise eine Beziehung zu einer Auflösungslänge. Zusätzlich ist der Winkel der zentralen Achse im Loch relativ gering und dies ist nicht vorteilhaft, um einen dünnen Flüssigkeitsfilmfluss auszubilden. Folglich, da der Atomisierungsvorgang verlangsamt wird und Jets einander einfach beeinflussen, schafft es der Atomisierungsgrad nicht einen erwarteten Wert zu erreichen.
Die Erfinder haben ihre Aufmerksamkeit auf einen Unterschied zwischen einem Verhalten eines einzelnen Nebels und eines Verhaltens eines einzelnen Nebels unter einer Vielzahl an Nebeln gerichtet und ein neues Phänomen herausgefunden, das sich aufgrund eines atomisierten Nebels entwickelt hat. In anderen Worten, als eine Idee des Ermittelns eines Einspritzlochortes und von Einspritzlochdaten, anstatt des Ermittelns einer Position, einer Form und einer Einspritzbetragsverteilung eines gesamten Nebels in dem unteren Fluss durch Durchführen einer dreidimensionalen Studie der zentralen Achse im Loch oder der Jetrichtung, wurde eine Studie an einem Einspritzlochort und von Einspritzlochdaten durchgeführt, so dass eine Kontrolle eines Verhaltens des gesamten Nebels durch Verstehen der Eigenschaften davon erhalten wurde.
6A zeigt im Detail ein Basisverhalten dieser Ausführungsform. Jets 30 und 31 von angrenzenden Einspritzlöchern 12 und 12 sind, wie in einem Querschnitt gezeigt, der an der Linie E-E an einer Position der Auflösungslänge erstellt wurde, angeordnet. Dabei ist a die Auflösungslänge. Anschließend beginnen die beiden Strahlen 30 und 31, in Kontakt miteinander an den Konturen (Querschnitt, der an der Linie F-F erstellt wurde) an Positionen in einem Abstand b von den Einspritzlöchern 12 und 12 zu geraten, an welchen die Strahlen 30 und 31 sich auflösen und sich in Nebel wandeln. Zum selben Zeitpunkt, bei einem Zustand des Querschnittes, der an der Linie F-F erstellt wurde, in welchem die beiden Nebel dazu neigen, einander gegenüber zu liegen, kommen die beiden Nebel aufgrund des Coanda-Effektes, der zwischen ihnen ausgeübt wird, der zwischen den beiden Nebeln aufgrund einer Druckverteilung ausgeübt wird, einander nah und sammeln sich, wie es in dem Querschnitt an der Linie G-G gezeigt ist. Nachdem die beiden Nebel im Wesentlichen als ein massiver Nebel erscheinen, wird es den Nebeln gestattet, Umgebungsluft zu erhalten und dadurch einen Luftstrom entlang einer Flussabwärtsflussrichtung an einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel zu induzieren. Demgemäß werden die Einspritzbetragsverteilungsspitzen im Wesentlichen an dem Zentrum, wie es in einem Querschnitt gezeigt ist, der an der Linie H-H erstellt wurde, und ein wesentlicher Nebelwinkel schmal. Folglich wird ein Nebel 32 ausgebildet.
Ein Umgebungsluft-Erfassungsgrad ist nicht ein Grad, der merklich eine Gesamtform der gesammelten Nebel verändert (ein Grad von 12A eines Nicht-Patentdokumentes 2 oder ein Grad von 12B nur für feine Nebelpartikel) und der Einspritzbetrag nimmt graduell einen Spitzenwert an einem vorgegebenen Abschnitt ein. Als ein spezifisches Beispiel wird ein Verhalten eines massiven Nebels in 7A gezeigt. Eine Weise, auf welche Umgebungsluft erfasst wird, wird durch viele spiralenförmige Pfeile 50 auf übertreibende Weise zur Erleichterung des Verstehens gezeigt. Größen und die Anzahl der spiralenförmigen Pfeile 50 stellen daher nicht den tatsächlichen Zustand dar. Auch wird ein Luftstrom V entlang einer Flussabwärtsflussrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel induziert. Folglich, wie rechts in 7 gezeigt, werden die Einspritzbetragsverteilung im Querschnitt, der an den Linien F1-F1, G1-G1, und H1-H1 erstellt wurde, zu einem Spitzenwert im Wesentlichen an dem Zentrum und ein wesentlicher Nebelwinkel wird zur selben Zeit gering. Es wird folglich möglich, einen kompakten Nebel zu erhalten.
Ein Verhalten, wenn dieser Zustand bei zwei Nebeln angewendet wird, nachdem die beiden Nebel sich sammeln und im Wesentlichen als ein solider Nebel auftreten, wird in 7B gezeigt. Die Idee ist die gleiche wie die bei einem einzelnen Nebel. Folglich dominiert ein Verhalten in dem Zentrum des Nebels ein Verhalten eines gesamten Nebels und ein solider konischer Nebel mit einem relativ kleinen wesentlichen Nebelwinkel kann erhalten werden. Ob ein Flüssigkeitsfilmfluss ausgebildet werden kann und ein Grad davon wird vorwiegend durch eine Form und eine Abmessung, einen Ort, eine Richtung, einen Winkel, ein L/D (Einspritzlochlänge/Einspritzlochdurchmesser) der jeweiligen Einspritzlöcher 12 ermittelt. Es ist daher nur notwendig, eine Standard-Spezifizierung zu ermitteln, mit welcher ein notwendiger und ausreichender Atomisierungsgrad erhalten wird. Anschließend, da die Auflösungslänge der entsprechenden Jets durch eine Simulation abgeschätzt werden kann, wird eine Form und Abmessung, ein Ort, eine Richtung, ein Winkel, ein L/D der jeweiligen Einspritzlöcher 12 oder eine Form und eine Abmessung, ein Ort, eine Richtung, und eine Geschwindigkeit der jeweiligen Jets eingestellt, so dass angrenzende Nebel nah zueinander geraten oder sich unter den Einflüssen des Coanda-Effekts an einer Position flussabwärts der Position der Auflösungslänge a sammeln.
Die Erfinder haben wiederholt eine Studie durchgeführt und herausgefunden, dass es für Nebel geeignet ist, nah zueinander zu kommen oder sich auf eine solche Weise zu sammeln, dass entsprechende Nebelkonturen damit beginnen, einander in einem Bereich von einer Position der Auflösungslänge a hin zu einer Position b mit ungefähr zweimal der Auflösungslänge a (das heißt, b ≤ 2a) in Bezug auf die entsprechenden Einspritzlöcher 12 zu beeinflussen.
Die Anzahl an Nebelpartikeln wird erhöht, sowie kleinere Partikel atomisiert werden und daher wird die Anzahl an Wirbeln an Luft, die sich um die entsprechenden Luftpartikel entwickeln, erhöht. Ein statischer Druck einer Nebel-Atmosphäre fällt in der Umgebung der entsprechenden Wirbel aufgrund der Energie der Wirbel. Jedoch, da der statische Druck an vielen Orten fällt, wird der Coanda-Effekt einfacher und gleichmäßig ausgeübt. Auch da die Nebelpartikel klein sind, sind die Nebelpartikel anfälliger für den Coanda-Effekt.
Folglich geraten die entsprechenden Nebel näher zueinander oder sammeln (kombinieren) sich enger. Folglich wird es den Nebeln anschließend einfacher gestattet Luft zu erfassen, um dadurch einen Luftfluss entlang einer Flussabwärtsflussrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel zu induzieren. Es wird folglich möglich, einen kompakten atomisierten Nebel zu erhalten. In dem Fall eines Port-Einspritzsystems ist eine Dichte der Nebelpartikel in dem unteren Strom an der Auflösungslänge extrem niedrig im Vergleich zu Nebel bei Kraftstoffeinspritzung im Zylinder und Nebel bei Dieselmotoren (bei einem Grad von ungefähr 1/10 oder weniger von dem bei Nebeln für Benzineinspritzung im Zylinder und ungefähr 1/100 oder weniger von dem bei Nebeln für Diesel). Da diese Nebelpartikel prinzipiell in derselben Richtung mit derselben Geschwindigkeit migrieren, kann gelehrt werden, dass die Nebelpartikel kaum durch Kollision kombiniert werden. Auch in dem Fall des Port-Einspritzsystems kann gelehrt werden, dass ein einzelnes Partikel sich nicht bei einem Kraftstoffdruck-Niveau von 0,3 MPa teilt.
Um ein Nebelverhalten wie oben beschrieben zu entwickeln, kann sich eine Größe und Abmessung, ein Ort, eine Richtung, ein Winkel, ein L/D oder eine Form der Düsen, die flussaufwärts der Einspritzlochplatte 11 vorgesehen ist, von einem Einspritzloch 12 zu einem anderen und von Düse zu Düse unterscheiden oder eine Größe und Abmessung, ein Ort, eine Richtung und eine Geschwindigkeit können sich von einem Jet zu einem anderen unterscheiden. In anderen Worten wird in einem Fall, in dem ein kompakterer kollektiver Nebel benötigt wird, ein Abstand zwischen den Nebeln verkürzt, der einem kleinen Nebelwinkel entspricht, wie in 6B gezeigt. Umgekehrt, in einem Fall, in dem ein leicht breiterer kollektiver Nebel benötigt wird, wird ein Abstand zwischen den Nebeln entsprechend auf einem großen Nebelwinkel, wie in 6C gezeigt, verlängert.
Wie beschrieben wurde, verwendet gemäß einer ersten Ausführungsform ein Nebelausbildungsverfahren das Fluideinspritzventil 1, das ausgebildet ist aus dem Ventilsitz 10 mit der Ventilsitzoberfläche 10a an einem Mittelpunkt in einem Fluidkanal, dem Ventilkörper 8, der das Öffnen und Schließen des Fluidkanals durch Aufsetzen und sich Entfernen von der Ventilsitzoberfläche 10a steuert, und die Einspritzlochplatte 11, die flussabwärts des Ventilsitzes 10 angeordnet ist und eine Vielzahl der Einspritzlöcher 12 aufweist und ausgebildet ist, um entsprechende Strömungen im Loch und Strömungen unmittelbar unterhalb der entsprechenden Einspritzlöcher 12 in im Wesentlichen Flüssigkeitsfilmflüsse zu wandeln. Richtungen der Jets 30 und 31 von den entsprechenden Einspritzlöchern 12 und 12 werden nicht notwendigerweise zur Deckung mit einer Richtung einer zentralen Achse der Einspritzlöcher 12 gebracht und schneiden einander nicht notwendigerweise an einem Flussabwärtsabschnitt und nachdem die Strahlen 30 und 31 der entsprechenden Einspritzlöcher 12, die sich zu Nebel an einer Position flussabwärts eines Punktes der Auflösungslänge a gewandelt haben, wird es den Nebeln gestattet, einander nah zu kommen oder sich aufgrund des Coanda-Effekts zu sammeln, der auf eine Vielzahl an Nebeln ausgeübt wird, so dass die Nebel im Wesentlichen als ein solider Nebel erscheinen. Anschließend wird es den Nebeln gestattet Umgebungsluft vorwiegend basierend auf der Impulstheorie zu erfassen und dadurch einen Luftfluss entlang einer Flussabwärtsflussrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel zu induzieren. Eine Einspritzbetragsverteilung wird erhalten, die ihre Spitze im Wesentlichen an einem Zentrum erhält und ein Nebelwinkel wird klein gehalten bis Verhaltensweisen, wie oben beschrieben, im Wesentlichen verschwinden. Es wird folglich möglich, sowohl die Atomisierung der Kraftstoffnebel und einen Anstieg des Freiheitsgrades einer Nebelform, eines Nebelmusters und einer Einspritzbetragsverteilung zu erhalten. Es ist offensichtlich, dass die Einspritzbetragsverteilung nicht notwendigerweise eine Spitze an dem Zentrum eines Querschnitts der Nebel aufweist und dass der Nebelwinkel nicht notwendigerweise der minimale Winkel ist. Es ist auch offensichtlich, dass derselbe Vorteil erhalten werden kann, wenn die Einspritzlochplatte 11 und der Ventilsitz 10 integral als ein Düsenabschnitt vorgesehen sind.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Verwendung von 6A beschrieben.
Diese zweite Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch aus, dass, wie in dem entlang der Linie E-E von 6A gezeigten. Querschnitt gezeigt ist, ein Seitenverhältnis (ee1/ee2) mit im Wesentlichen einer ovalen Form oder im Wesentlichen einer Halbmondform, welches Querschnitte eines Jets unmittelbar unterhalb von jedem Einspritzloch 12 sind, auf einen Wert größer 1 (bevorzugt einen Wert gleich oder größer als 1,5) eingestellt sind. Wenn auf diese Weise konfiguriert, wird ein Bereich, über welchen die Nebel einander gegenüberliegen, erhöht, so dass der Coanda-Effekt, der aufgrund einer Druckverteilung ausgeübt wird, stark wirkt und die Nebel näher zueinander kommen oder sich näher sammeln. Anschließend, nachdem die Nebel im Wesentlichen als ein solider Nebel erscheinen, wird es den Nebeln gestattet, Umgebungsluft vorwiegend basierend auf der Impulstheorie zu erfassen und dadurch. einen Luftstrom entlang einer Flussabwärtsrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel zu induzieren. Eine Einspritzbetragsverteilung wird aufrechterhalten, um ihren Spitzenwert im Wesentlichen an dem Zentrum zu erhalten und ein Nebelwinkel wird klein gehalten, bis Verhaltensweisen, wie oben erörtert, im Wesentlichen vollständig verschwinden. Aufgrund dieser Konfiguration wird es möglich, einen kompakteren atomisierten Nebel zu erhalten. Ein Grad an Umgebungslufterfassung und die Verhaltensweisen können gelehrt werden, um die gleichen, wie in 7A zu sein.
Dritte Ausführungsform
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Verwendung von 8A bis 8D beschrieben.
8A ist eine Draufsicht, die ein Beispiel eines Einspritzlochortes zeigt, wenn von oberhalb in einer Richtung der zentralen Achse des Kraftstoffeinspritzventils 1 bei einem Zwei-Strahl-Verfahren betrachtet. Die jeweiligen Einspritzlöcher 12b bis 12f entsprechen einem Strahl eines Sprühnebels an einer Seite des Zwei-Strahl-Sprühnebels und Daten können sich von Loch zu Loch unterscheiden. 8B zeigt ein Beispiel eines Jet-Ortes und einer Jetform unmittelbar unterhalb der Einspritzlöcher, die wie in dem Beispiel des Einspritzlochortes von 8A angeordnet sind und die Jets 12b1 bis 12b2 in jedem angrenzenden Paar sind in enger Nähe zueinander. 8C zeigt ein Beispiel eines Nebelortes und einer Nebelform in dem unteren Strahl an der Auflösungslängenposition. Die 8C zeigt einen Zustand, in welchem entsprechende Sprühnebel 12b2 bis 12f2 sich sammeln, um die Umgebungen zu umschließen, da die entsprechende Sprühnebel 12b2 bis 12f2 in der Umfangsrichtung verbunden sind. 8D zeigt ein Beispiel eines Ortes und einer Form von Nebeln 12b3 bis 12f3, wenn der Coanda-Effekt darauf ausgeübt wird, und ein Beispiel einer Nebelanordnung und einer Nebelform, wenn eine Nebelverteilung aufrecht erhalten wird, um ihre Spitze im Wesentlichen an dem Zentrum zu erhalten und ein Nebelwinkel klein gehalten wird, bis Umgebungsluft durch die Sprühnebel erfasst wird und ein Verhalten eines sich ergebenden Luftstromes entlang einer Flussabwärtsflussrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel, das auftritt, nachdem die Nebel im Wesentlichen als ein solider Nebel auftreten, im Wesentlichen verschwindet. 8D zeigt einen Zustand, in welchem ein Strahl an einer Seite der beiden Sprühnebel als ein kompakter solider Sprühnebel ausgebildet ist.
In der dritten Ausführungsform werden die Jets 12b1 bis 12f1, die einen Querschnitt mit im Wesentlichen einer ovalen Form oder im Wesentlichen einer Halbmondform aufweisen, unmittelbar unterhalb der entsprechend Einspritzlöcher jeweils in die Nebel 12b3 bis 12f3 gewandelt, die einen Querschnitt einer polygonalen Form an einer Position flussabwärts der Auflösungslängenposition aufweisen. Die Sprühnebel 12b3 bis 12f3, die einen Querschnitt mit einer polygonalen Form aufweisen, werden durch Erzeugen von Seiten mit im Wesentlichen einer polygonalen Form durch Verbinden von verlängerten Linien in der Längsachsenrichtung mit im Wesentlichen einer ovalen Form oder in einer Normalenrichtung hin zu einem gekrümmten Abschnitt mit im Wesentlichen einer Halbmondform ausgebildet, welches eine Querschnittsform der Nebel ist, oder indem es den Spitzenenden von im Wesentlichen einer ovalen Form oder im Wesentlichen einer Halbmondform gestattet wird, Strudel (Engl.: vortexes) mit im Wesentlichen einer polygonalen Form zu bilden.
Durch Ausbilden auf eine solche Weise, dass die Jets sich in die Nebel 12b3 bis 12f3 mit einem Querschnitt einer polygonalen Form an einer Position flussabwärts der Auflösungslängenposition, wie oben, wandeln, wird ein Unterschied zwischen den inneren und äußeren Drücken einfach (innere Drücke p1, p2 und p3 werden geringer als ein äußerer Druck p0) in einem Querschnitt einer polygonalen Form erzeugt aufgrund des Erfassens von interner Luft, das durch die Jets und die Ströme der Nebel erwirkt wird. Folglich, nachdem der Coanda-Effekt stark ausgeübt wurde und die Nebel näher zueinander kommen oder sich enger sammeln, so dass die Nebel im Wesentlichen als ein massiver Nebel erscheinen, wird es den Nebeln gestattet, Umgebungsluft zu erfassen, vorwiegend basierend auf der Impulstheorie und dadurch einen Luftfluss entlang einer Flussabwärtsrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel zu induzieren. Anschließend wird eine Nebelverteilung erhalten, um ihren Spitzenwert im Wesentlichen an dem Zentrum aufzuweisen und ein Nebelwinkel wird klein gehalten, bis Verhaltensweisen, wie oben erörtert, im Wesentlichen vollständig verschwinden. Aufgrund dieser Konfiguration wird es ermöglich einen kompakteren atomisierten Nebel 12g4 zu erhalten. Verhaltensweisen von Sprühnebeln der angrenzenden Einspritzlöcher und Strömungen von Nebeln und ein Umgebungsluft-Erfassungsgrad sind die gleichen wie die in 6A bis 7D. Der Zwei-Strahl-Sprühnebel ist nicht notwendigerweise symmetrisch in Bezug auf die X-Achse oder die Y-Achse.
Vierte Ausführungsform
Eine vierte Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 9A und 9B beschrieben.
9A ist eine Draufsicht, die ein Beispiel eines Einspritzlochortes zeigt, wenn von flussaufwärts in der Richtung der zentralen Achse des Kraftstoffeinspritzventils 1 des Zwei-Strahl-Sprühnebelverfahrens betrachtet. Entsprechende Einspritzlöcher 12h bis 12l entsprechen einem Strahl an einer Seite des Zwei-Strahl-Sprühnebels und Daten können sich von Einspritzloch zu Einspritzloch unterscheiden. 9B zeigt ein Beispiel eines Jetortes und einer Jetform unmittelbar unterhalb der entsprechenden Einspritzlöcher, die wie in dem Beispiel des Einspritzlochortes von 9A angeordnet sind. Ein Seitenverhältnis einer Schnittform der Sprühnebel 12h1 bis 12l1 unmittelbar unterhalb der entsprechenden Einspritzlöcher wird auf größer als 1,5 eingestellt.
In der vierten Ausführungsform ist ein Seitenverhältnis einer Form der Jets 12h1 bis 12l1 unmittelbar unterhalb der entsprechenden Einspritzlöcher größer eingestellt. Folglich kann ein interner Druck p1 geringer eingestellt werden als ein äußerer Druck p0. Folglich, nachdem der Coanda-Effekt stark ausgeübt wurde und die Nebel näher kommen oder sich enger sammeln, so dass die Nebel im Wesentlichen als ein fester Nebel erscheinen, wird es den Nebeln gestattet, Umgebungsluft vorwiegend basierend auf der Impulstheorie zu erfassen und dadurch einen Luftstrom entlang einer Flussabwärtsflussrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel zu induzieren. Anschließend wird eine Einspritzbetragsverteilung erhalten, um ihren Maximalwert im Wesentlichen an dem Zentrum zu erhalten und ein Sprühnebelwinkel wird klein gehalten, bis Verhaltensweisen wie oben erörtert, im Wesentlichen verschwinden. Aufgrund dieser Konfiguration wird es möglich, einen kompakteren atomisierten Sprühnebel zu erhalten. Verhaltensweisen von Sprühnebeln der angrenzenden Einspritzlöcher und Strömungen von Nebeln und ein Umgebungslufterfassungs-Niveau sind die gleichen wie die in 6A bis 7D. Der Zwei-Strahl-Sprühnebel ist nicht notwendigerweise symmetrisch in Bezug auf die X-Achse oder die Y-Achse.
Fünfte Ausführungsform
Eine fünfte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf 10A bis 10D beschrieben.
10A ist eine Draufsicht, die ein Beispiel eines Ortes von Einspritzlöchern 12m zeigt, wenn von flussaufwärts in einer Richtung der zentralen Achse des Kraftstoffeinspritzventils 1 des Ein-Strahl-Sprühnebels betrachtet. 10B zeigt ein Beispiel eines Jetortes und einer Jetform unmittelbar unterhalb der entsprechenden Einspritzlöcher 12m, die wie in dem Beispiel des Einspritzlochortes von 10A angeordnet sind und Jets 12m1 in jedem angrenzenden. Paar sind in enger Nähe zueinander. 10C zeigt ein Beispiel eines Sprühnebelortes und einer Sprühnebelform an einer Position flussabwärts der Auflösungslängenposition. 10C zeigt auch einen Zustand, in welchem entsprechende Nebel 12m2 näher zu der Z-Achse zum gleichem Zeitpunkt geraten, da die entsprechenden Nebel 12m2 in der Umfangsrichtung verbunden sind. 10D zeigt ein Beispiel eines Nebelortes und einer Nebelform, wenn der Coanda-Effekt ausgeübt wird, und ein Beispiel eines Nebelortes und einer Nebelform, wenn eine Einspritzbetragsverteilung erhalten wird, um ihren Maximalwert im Wesentlichen an dem Zentrum zu erreichen und ein Sprühnebelwinkel klein gehalten wird, bis er Umgebungsluft durch die Sprühnebel erfasst und ein Verhalten eines sich ergebenden Luftstromes entlang einer Flussabwärtsflussrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel, das stattfindet, nachdem die Nebel im Wesentlichen als ein massiver Nebel erscheinen, im Wesentlichen vollständig verschwindet. 10D zeigt einen Zustand, in welchem ein kompakter massiver Nebel 12m4 durch Nebel 12m3 ausgebildet wird, auf welche der Coanda-Effekt wirkt.
In der fünften Ausführungsform sind alle die Einspritzlöcher 12m auf eine radiale Weise angeordnet. Die Jets 12m1 unmittelbar unterhalb der entsprechenden Einspritzlöcher 12m weisen einen Querschnitt mit im Wesentlichen einer ovalen Form oder im Wesentlichen einer Halbmondform auf und Komponenten in der Längsachsenrichtung oder Komponenten in einer Normalenrichtung zu dem gekrümmten Abschnitt sind im Wesentlichen in gleichmäßigen Abständen in im Wesentlichen der Umfangsrichtung angeordnet. Folglich wird der Coanda-Effekt im Wesentlichen gleichmäßig entlang der gesamten Umfangsrichtung ausgeübt und die Querschnittsformen der Jets 12m1 unmittelbar unterhalb der entsprechenden Einspritzlöcher kommen näher zueinander oder sammeln sich näher auf die gleiche Weise durch Wandeln der Nebel 12m2 und 12m3 aufgrund eines Unterschiedes zwischen dem äußeren Druck p0 und den inneren Drücken p1, p2 und p3, so dass die Nebel im Wesentlichen als ein massiver Nebel erscheinen. Anschließend wird es den Nebeln gestattet, Umgebungsluft vorwiegend basierend auf der Impulstheorie zu erfassen und dadurch einen Luftstrom entlang einer Flussabwärtsrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel zu induzieren. Anschließend wird eine Einspritzbetragsverteilung erhalten, um ihren Maximalwert im Wesentlichen an dem Zentrum zu erhalten und ein Sprühnebelwinkel wird klein gehalten, bis Verhaltensweisen, wie oben erörtert, im Wesentlichen verschwinden. Aufgrund dieser Konfiguration wird es möglich, einen kompakteren atomisierten Nebel 12m1 durch einen Ein-Strahl-Sprühnebel zu erhalten. Verhaltensweisen der Sprühnebel von den angrenzenden Einspritzlöchern und Strömungen von Nebeln und ein Umgebungsluft-Erfassungsgrad sind die gleichen wie die in 6A bis 6D und der Jetort ist nicht notwendigerweise symmetrisch in Bezug auf die X-Achse oder die Y-Achse.
Sechste Ausführungsform
Eine sechste Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 11A bis 11D beschrieben.
11A ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer Anordnung von Einspritzlöchern 12n zeigt, wenn von flussaufwärts in einer Richtung der zentralen Achse des Kraftstoffeinspritzventils 1 bei dem Ein-Strahl-Sprühnebelverfahren betrachtet. 11B zeigt ein Beispiel eines Jetortes und einer Jetform unmittelbar unterhalb der Einspritzlöcher 12n, die wie in dem Beispiel des Einspritzlochortes von 11A angeordnet sind. 11C zeigt ein Beispiel eines Nebelortes und einer Nebelform an einer Position flussaufwärts des Auflösungslängenpunktes. 11D zeigt ein Beispiel eines Nebelortes und einer Nebelform, wenn der Coanda-Effekt ausgeübt wird und ein Beispiel eines Nebelortes und einer Nebelform, wenn eine Einspritzbetragsverteilung aufrecht erhalten wird, um eine Spitze im Wesentlichen in dem Zentrum aufzuweisen, und ein Nebelwinkel klein gehalten wird bis die Sprühnebel Umgebungsluft erfassen und ein Verhalten des sich ergebenden Luftstroms entlang einer Flussabwärtsflussrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel, das stattfindet, nachdem die Nebel im Wesentlichen als ein massiver Nebel erscheinen, im Wesentlichen vollständig verschwindet.
In der sechsten Ausführungsform sind all die Einspritzlöcher 12n auf eine radiale Weise angeordnet und Jets 12n unmittelbar unterhalb der entsprechenden Einspritzlöcher 12n weisen einen Querschnitt mit im Wesentlichen einer ovalen Form oder im Wesentlichen einer Halbmondform auf. Komponenten in der Längsachsenrichtung oder Komponenten in einer Normalenrichtung sind im Wesentlichen auf eine radiale Art oder im Wesentlichen auf eine Windmühlenart angeordnet.
Aufgrund dieser Konfiguration kommen einander gegenüberliegende Oberflächen von angrenzenden Nebeln 12n2 näher zueinander an dem Zentrum des gesamten Nebels und der Coanda-Effekt wird stark aufgrund eines Unterschiedes zwischen dem äußeren Druck p0 und den internen Drücken p1, p2 und p3 ausgeübt. Aufgrund von Einflüssen davon werden die Nebel als Ganzes in Richtung des Zentrums angezogen und die Nebel nähern sich einander stärker oder sammeln sich stärker aufgrund der formenden Schnittformen der Nebel 12n2 und 12n3 und die Nebel tauchen im Wesentlichen als ein massiver Nebel auf. Anschließend wird es diesen Nebeln gestattet, Umgebungsluft vorwiegend basierend auf der Impulstheorie zu erfassen und dadurch einen Luftfluss entlang der Flussabwärtsrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel zu induzieren. Anschließend wird eine Einspritzbetragsverteilung erhalten, um ihren Spitzenwert im Wesentlichen an dem Zentrum zu erhalten und ein Nebelwinkel wird klein gehalten, bis die obigen Verhaltensweisen im Wesentlichen verschwinden. Aufgrund dieser Konfiguration wird es möglich, einen kompakteren atomisierten Nebel 12n4 mittels eines Ein-Strahl-Sprühnebels zu erhalten. Verhaltensweisen der Jets aus den angrenzenden Einspritzlöchern und Strömungen der Nebel und ein Umgebungsluft-Erfassungsgrad sind die gleichen wie die in 6A bis 7D. Die Jetanordnung ist nicht notwendigerweise symmetrisch in Bezug auf die X-Achse oder die Y-Achse.
Wenn die Einspritzlochplatte 11 und die Abschnitte flussabwärts davon auf eine solche Weise angeordnet sind, dass ein Flüssigkeitsfilm-im-Loch durch Vorsehen einer rotierenden Bewegung an einem Kraftstofffluss, der darin fließt, vorgesehen wird, können Komponenten in der Längsachsenrichtung der Jets, die einen Querschnitt mit im Wesentlichen einer Halbmondform unmittelbar unterhalb der entsprechenden Einspritzlöcher 12n aufweisen, auf eine windmühlenartige Weise angeordnet werden.
Siebte Ausführungsform
Eine siebte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf 12 beschrieben.
12 ist eine Ansicht, die verwendet wird, um eine Weise zu beschreiben, auf welche Nebel der siebten Ausführungsform sich sammeln. Querschnitte der Nebel 33, 34, und 35, die sich einander nähern, weisen im Wesentlichen eine Kreisform oder eine elliptische Form auf. 12 zeigt ein Beispiel eines Nebelortes und einer Nebelform, wenn eine Einspritzbetragtsverteilung erhalten wird, um ihre Spitze im Wesentlichen an dem Zentrum zu erhalten und ein Nebelwinkel klein gehalten wird, bis die Nebel Umgebungsluft erfassen (angedeutet mit spiralenförmigen Pfeilen 50) und ein Verhalten eines sich ergebenen Luftstromes entlang einer Flussabwärtsflussrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel, das stattfindet nachdem ein Unterschied zwischen einem äußeren Druck p0 und einem internen Druck p4 der Nebel klein wird und die Nebel im Wesentlichen als ein massiver Nebel erscheinen, im Wesentlichen verschwindet. Ein Ausbreiten eines kollektiven Nebels wird an der Innenseite einer äußeren Hülle eines virtuellen gesamten Nebels, der durch Verbinden virtueller einzelner Nebelkonturen gebildet wird, aus einer Richtung mit im Wesentlichen einer ovalen Form oder im Wesentlichen einer Halbmondform, welche eine Schnittform der entsprechenden Jets ist, oder eines äußersten Umfangsabschnittes davon abgeschätzt. Aufgrund dieser Konfiguration befindet sich der kollektive Nebel in einem extrem stabilen Zustand und es wird möglich einen kompakten atomisierten Sprühnebel zu erhalten, der sich auf eine stabile Weise als Antwort auf einen Störfaktor, wie beispielsweise eine Veränderung der atmosphärischen Bedingungen, verhält. Verhaltensweisen der Jets von den angrenzenden Einspritzlöchern und Strömungen der Nebel und ein Umgebungslufterfassungsgrad sind die gleichen wie die in 6A bis 7D.
Die Erfinder haben wiederholt eine Studie durchgeführt und herausgefunden, dass angenommen d1 und d2 entsprechende Durchmesser von Kreisen sind, wenn von einer äußeren Hülle und einer inneren Hülle der entsprechenden Nebelkonturen angenommen wird, dass sie im Wesentlichen Kreise an einer Position sind, an der die jeweiligen Nebel damit beginnen einander zu beeinflussen, wenn in einem Querschnitt senkrecht zu einer Nebelrichtung betrachtet, es für die Nebel geeignet ist sich zu sammeln, wenn d2 ≤ 1/2d1 erfüllt ist.
Achte Ausführungsform
Eine achte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf 13A bis 13D beschrieben. 13A ist eine Draufsicht, die ein Beispiel eines Einspritzlochortes zeigt, wenn von flussaufwärts in einer Richtung der zentralen Achse des Kraftstoffeinspritzventils 1 des Zwei-Strahl-Sprühnebelverfahrens betrachtet. Die entsprechenden Einspritzlöcher 12o bis 12s entsprechen einem Strahl Sprühnebel an einer Seite des Zwei-Strahl-Sprühnebels und Daten können sich von Einspritzloch zu Einspritzloch unterscheiden. 13B zeigt ein Beispiel einer Jetanordnung und einer Jetform unmittelbar unterhalb der entsprechenden Löcher, die wie in dem Beispiel der Einspritzlochanordnung von 13A angeordnet sind. 13C zeigt ein Beispiel eines Nebelortes und einer Nebelform an einer Position flussaufwärts der Auflösungslängenposition. 13D zeigt einen Nebelort und eine Nebelform, wenn der Coanda-Effekt ausgeübt wird und ein Beispiel eines Nebelortes und einer Nebelform, wenn eine Einspritzbetragsverteilung aufrecht erhalten wird, um einen Spitzenwert an einem vorgegebenen Abschnitt einzunehmen und die Nebel kompakt gehalten werden, bis sie Umgebungsluft aufgrund der Sprühnebel erfassen und ein Verhalten eines sich ergebenden Luftstromes entlang einer Flussabwärtsflussrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel, das stattfindet, nachdem die Nebel im Wesentlichen als ein massiver Nebel erscheinen, im Wesentlichen verschwindet.
In der achten Ausführungsform weisen die Jets 12o1 bis 12s1 unmittelbar unterhalb der entsprechenden Einspritzlöcher einen Querschnitt mit im Wesentlichen einer ovalen Form oder im Wesentlichen einer Halbmondform auf. Ein Unterschied zwischen einem äußeren Druck und einem inneren Druck ist eingestellt, so dass Komponenten in einer Längsachsenrichtung oder Komponenten ein einer Normalenrichtung an einem gekrümmten. Abschnitt sich einander nähern und sich im Wesentlichen in einer geraden Linie oder im Wesentlichen in einer gekrümmten Linie sammeln. Aufgrund dieser Konfiguration wird es möglich, Nebelkomponenten 12o2 bis 12s2 in einer kurzen Achsenrichtung in einer Richtung der Y-Achse in der Umgebung der X-Achse durch den Coanda-Effekt zu sammeln. Die Nebel kommen daher einander näher oder sammeln sich näher, indem sie sich von den Nebeln 12o2 bis 12s2 zu den Nebeln 12o3 bis 12s3 wandeln. Es wird folglich möglich, einen kompakteren atomisierten Nebel 12t4 zu erhalten. Verhaltensweisen von Jets der angrenzenden Einspritzlöcher und Verhaltensweisen von Nebeln und ein Umgebungsluft-Erfassungsgrad sind die gleichen wie die in 6A bis 7D. Der Hauptzweck dieser Ausführungsform ist es, die Nebel sich im Wesentlichen in einer ovalen Form oder im Wesentlichen in einer Halbmondform sammeln zu lassen und die Nebel sind nicht notwendigerweise entlang der Richtung der X-Achse angeordnet. Auch sind in dem Fall des Zwei-Strahl-Sprühnebels die beiden Sprühnebel nicht notwendigerweise symmetrisch in Bezug auf die Y-Achse.
Neunte Ausführungsform
Eine neunte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf 14 beschrieben.
14 ist eine Ansicht, die verwendet wird, um eine Weise zu beschreiben, auf welche die Nebel der siebten obigen Ausführungsform sich sammeln. Querschnitte der Nebel 36, 37 und 38, die sich einander nähern, weisen im Wesentlichen eine ovale Form auf. Wenn eine Einspritzbetragsverteilung erhalten wird, um einen Spitzenwert im Wesentlichen an einem vorgegebenen Abschnitt einzunehmen, und Nebel kompakt gehalten werden bis zum Erfassen von Umgebungsluft durch die Nebel, vorwiegend basierend auf der Impulstheorie und eine Einleitung eines sich ergebenden Luftstromes entlang einer Flussabwärtsflussrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel stattfindet, nachdem ein Unterschied zwischen einem äußeren Druck und einem Druck in Abschnitten in enger Nähe der Sprühnebel gering wird und die Sprühnebel, die im Wesentlichen als ein massiver Sprühnebel erscheinen, im Wesentlichen vollständig verschwinden, ist eine Einspritzbetragsverteilung an dem Querschnitt des gesammelten Nebels im Wesentlichen eine ovale Verteilung. Ein Ausbreiten des gesammelten Nebels in der kurzen Achsenrichtung ist kürzer als eine Länge der kurzen Achsenrichtung eines virtuellen gesamten Nebels, der durch Verbinden virtueller einzelner Nebelkonturen gebildet wird, die aus einer Richtung der Jets mit im Wesentlichen einer ovalen Form oder im Wesentlichen einer Halbmondform abgeschätzt werden.
Aufgrund dieser Konfiguration ist der gesammelte Nebel in einem extrem stabilen Zustand und es wird möglich, einen kompakten atomisierten Nebel zu erhalten, der sich auf eine stabile Weise als Antwort auf einen Störungsfaktor, wie beispielsweise eine Veränderung der atmosphärischen Zustände, verhält. Verhaltensweisen von Jets der angrenzenden Einspritzlöcher und Strömungen der Nebel und ein Umgebungsluft-Erfassungsgrad sind die gleichen wie in 6A bis 7D. Der Hauptzweck dieser Ausführungsform ist es, die Nebel sich im Wesentlichen in einer ovalen Form oder im Wesentlichen in einer Halbmondform sammeln zu lassen und die Nebel sind nicht notwendigerweise entlang der Richtung der X-Achse angeordnet. Auch in dem Fall des Zwei-Strahl-Sprühnebels sind die beiden Strahlen des Sprühnebels nicht notwendigerweise symmetrisch in Bezug auf die Y-Achse.
Die Erfinder haben wiederholt eine Studie durchgeführt und herausgefunden, dass, angenommen d3 und d4 sind eine Länge in der Richtung der Längsachse bzw. eine Länge in der Richtung der kurzen Achse, wenn von den Hüllen der entsprechenden Nebelkonturen angenommen wird, dass sie im Wesentlichen eine ovale Form oder im Wesentlichen eine Halbmondform an einer Position aufweisen, an welcher die entsprechenden Nebelkonturen damit beginnen, einander zu beeinflussen, wenn in einem Querschnitt senkrecht zu der Nebelrichtung betrachtet, so ist es für die Nebel geeignet, sich zu sammeln, wenn d4 ≤ 1/2d3 erhalten wird.
Zehnte Ausführungsform
Eine zehnte Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 15 beschrieben.
Betreffend einen kollektiven Nebel 39, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 1 ausgebildet wird, nachdem der kollektive Nebel im Wesentlichen als ein massiver Nebel erscheint, geht eine Tragkraft der Nebel fast vollständig verloren, wenn ein Erfassen von Umgebungsluft durch die Nebel, das vorwiegend auf der Impulstheorie basiert, und ein sich ergebender Luftstrom entlang der Flussabwärtsrichtung in einem Abschnitt im Nebel abgeschwächt werden. Folglich wird ein Nebel 40, der von dem Erfassen von Umgebungsluft begleitet wird und ein sich ergebender Luftstrom entlang einer Flussabwärtsrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel als ein Nebel 41 ausgebildet, der eine abrupt unterdrückte Tragkraft aufweist. Es wird folglich möglich, einen kompakten atomisierten Nebel mit einer Eigenschaft mit einer Nebel-Tragkraft zu erhalten, die auf eine vorgegebene Länge abgestimmt ist.
Wie oben beschrieben wurde, kann eine Vielzahl an Nebeln sich einfacher sammeln sowie kleinere Partikel atomisiert werden. Jedoch, sobald das Erfassen von Umgebungsluft und ein sich ergebender Luftstrom entlang einer Flussabwärtsstromrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel sich abschwächen, werden Nebelpartikel mit einer geringen Partikelgröße, die einen geringen Impuls aufweisen, und ein Luftstrom in Wirbel gewandelt, die sich nach außen aufrollen (ein Ringwirbel oder eine Vielzahl an großen Wirbeln), da sie einem Widerstand der Luft, die vor ihnen stillsteht, nachgeben. Es wird folglich möglich, einen Nebel mit einer abrupt unterdrückten Tragkraft auszubilden.
Um solch einen Nebel zu erreichen, ist es nur notwendig, Eigenschaften der entsprechenden einzelnen Nebel zu verändern, so dass ein Grad an Wirbelentwicklung an dem äußeren Umfang des gesamten Nebels hoch wird, ähnlich zu denjenigen aus 12C und 12D des Nicht-Patentdokumentes 2. Insbesondere wird ein Grad an zusammengezogener Strömung im Loch durch das Verändern der Einspritzlochdaten erhöht, ein Grad an zusammengezogener Strömung im Loch wird durch das Erhöhen eines Einspritzkraftstoffdrucks erhöht oder ein Scherzustand mit nachträglich ausgestoßener Luft (engl.: post-ejection air) wird durch Erhöhen eines Kraftstoffdrucks erhöht, so dass Luft einfach gefangen wird. In einem Fall, in dem ein Einspritzkraftstoffdruck erhöht wird, ist ein Kraftstoffeinspritzventil für ein Port-Einspritzsystem bis zu einem Systemkraftstoffdruck von ungefähr 1 MPa bei einem Grad an Modifizierung bedienbar und ist daher verfügbar, um ein Nebelverhalten zu verändern.
Der Nebel 41 verliert Energie, um sich entgegen dem Einlassluftstrom zu verhalten. Es ist folglich möglich, einen kompakten atomisierten Sprühnebel zu erhalten, der in der Lage ist dem Einlassluftstrom zu folgen. In anderen Worten wird es möglich, einen atomisierten Sprühnebel zu erhalten, der einem Einlassluftstrom in dem Einlassport folgt, indem die Anhaftung von Nebel an der Wandoberfläche des Einlassports und dem Einlassventil gemäß einer Form des Einlassports unmittelbar vor dem Einlassventil unabhängig von dem Einspritzzeitpunkt minimiert wird.
Elfte Ausführungsform
Eine elfte Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 8A bis 8D, 10A bis 10D und 16A bis 16C beschrieben.
16A zeigt ein Beispiel einer Einspritzbetragsverteilung durch den Zwei-Strahl-Sprühnebel, der in 8A bis 8D gezeigt ist. 16B ist ein Beispiel einer Einspritzbetragsverteilung durch den Ein-Strahl-Sprühnebel, der in 10A bis 10D gezeigt ist. 16C ist ein Beispiel einer Einspritzbetragsverteilung der elften Ausführungsform. In der elften Ausführungsform wird eine Luftströmung entlang einer Flussabwärtsströmungsrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel in einem gesamten kollektiven Nebel an einer Vielzahl an Punkten ausgebildet, wie in 16C durch ein Sammel-Phänomen einer Vielzahl an Nebeln 42 gezeigt ist. Aufgrund dieser Konfiguration wird eine Kraft, die Nebelpartikel anzieht, in einem Abschnitt der entsprechenden Luftströmungen ausgeübt und das Sammeln von Nebeln konvergiert in dem Abschnitt der entsprechenden Luftströmungen, so dass der kollektive Nebel ein stabilisiertes Verhalten zeigt. Folglich, ohne dass es zugelassen wird, dass eine Einspritzbetragsverteilung des kollektiven Nebels ihren Spitzenwert im Wesentlichen an dem Zentrum in der Nebelform einnimmt, wird es möglich, einen kompakten atomisierten Sprühnebel zu erhalten, mit welchem es möglich wird, eine Einspritzbetragsverteilung des kollektiven Nebels, wie gewünscht, einzustellen. Diese Konfiguration ist auch bei den anderen obigen und folgenden Ausführungsformen anwendbar.
Zwölfte Ausführungsform
Eine zwölfte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf 17 beschrieben.
17 zeigt nur einen Zylinder in einem Multizylindermotor. In der zwölften Ausführungsform, in dem Fall eines Port-Einspritzsystems, ist eine Länge in einer Nebelrichtung, bei der die Unterdrückung einer Tragkraft abrupt aufgrund der Abschwächung der erfassenden Umgebungsluft durch die Nebel vorwiegend basierend auf der Impulstheorie gestartet wird und eine sich ergebende Luftströmung entlang einer Flussabwärtsströmungsrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel, die stattfindet nachdem die Nebel im Wesentlichen als ein massiver Nebel erscheinen, als Antwort auf eine Länge von einem Einspritzpunkt hin zu einem Einlassventil 22 in einem Saugrohr 21 oder einer Länge von dem Einspritzpunkt hin zu der Wandoberfläche des Einlassports, welchem eine Spitze des Nebels 41 gegenüberliegt, einstellbar. Aufgrund dieser Konfiguration wird es bei einem Einlassport-Einspritzsystem bei einem gegenwärtigen Motor möglich, einen kompakten kollektiven Nebel 39 mit einer Nebel-Spezifikation zu erhalten, mit der Nebelanhaftung an der Wandoberfläche des Einlassports und des Einlassventils gemäß einer Form und einer Größe des entsprechenden Einlassports unterdrückt werden können, und es wird möglicht, dass die Nebel einfach in eine Einlassluftströmung fließen.
Dreizehnte Ausführungsform
Eine dreizehnte Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 18 beschrieben.
18 zeigt nur einen Zylinder in einem Multizylindermotor. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist an einem Drosselkörper 24 angeordnet. Eine Spitze ist mit einer Neigung in Richtung eines Flussaufwärtabschnitts an einer Position flussabwärts eines Drosselventils 24a des Drosselkörpers 24 angeordnet, so dass Kraftstoff flussaufwärts einer Einlassluftströmung eingespritzt wird. In der dreizehnten Ausführungsform, da eine Tragkraft des atomisierten Nebels abrupt und unmittelbar vor der Wandoberfläche des Drosselkörpers 24 und des Drosselventils 24a durch Einspritzen von Kraftstoff flussaufwärts zunächst unterdrückt werden kann, ist eine gewisse Spanne bzw. Marge im Hinblick auf Zeit und Raum zulässig, um ein Kraftstoffluftgemisch auszubilden. In einem Fall, in welchem der Einlassport extrem kurz ist, wird eine Einspritzbetragsverteilung unter den Zylindern unausgeglichen oder ein Verhältnis der Nebelanhaftung an den Einlassport wird erhöht, wenn ein Kraftstoff flussabwärts eingespritzt wird. Folglich wird ein Luft-Kraftstoff-Gemisch-Ausbildungszustand verschlechtert als ein Ergebnis und die Motorleistung kann nicht verbessert werden. Jedoch kann die dreizehnte Ausführungsform diese Unannehmlichkeit meistern.
Ferner wird es durch Ausnutzung der Eigenschaften der Nebel der Erfindung möglich, einen Nebel mit einem breiten Winkel durch Unterdrücken einer Tragkraft in der Umgebung des Einlassventils auszubilden, während eine Nebelanhaftung an den Einlassport bis zu der Umgebung des Einlassventils von jedem Zylinder durch Vorsehen von nur einem Kraftstoffeinspritzventil in einem Einlassrohr-Sammelabschnitt unterdrückt wird. Bei einem sogenannten Hilfsmotor und einem Motor mit kleiner Größe werden Vergaser durch das Kraftstoffeinspritzventil ersetzt. Jedoch, da ein wahrnehmbarer Kostenanstieg nicht wünschenswert ist, ist es effektiv, eine Kostenleistung des Motors zu verbessern, indem nur ein Kraftstoffeinspritzventil in dem Multizylindermotor verwendet wird (sogenannte Einzelpunkt-Einspritzung (Engl.: single point injection)). Die oben beschriebenen Vorteile können erhalten werden, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 1 getrennt von dem Drosselkörper 24 befestigt wird.
Es sei angemerkt, dass die entsprechende obige Ausführungsform kombiniert werden kann und Modifikationen und Auslassungen, wenn benötigt, in den jeweiligen Ausführungsformen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung gemacht werden können. Beispielsweise weisen die obigen Ausführungsformen Fälle mit Zwei-Strahl-Sprühnebel oder Ein-Strahl-Sprühnebel als einem Nebelmuster auf. Jedoch, solange es ein kompakter atomisierter Sprühnebel ist, kann das Sprühnebelmuster ein Multistrahl-Sprühnebel, wie beispielsweise ein Drei-Strahl-Sprühnebel, eine Kombination an Sprühnebeln mit unterschiedlichen Schnittformen, eine Kombination asymmetrischer Sprühnebel oder Sprühnebel mit unterschiedlichen Tragkräften oder eine Kombination von unterschiedlichen atomisierten Sprühnebeln sein.
Die obigen Ausführungsformen haben ein elektromagnetisches Einspritzventil beschrieben. Es sei jedoch angemerkt, dass eine Antriebsquelle von einem unterschiedlichen Typ auch verfügbar ist und es nicht gesagt werden muss, dass die Erfindung nicht nur bei mechanischen und intermittierenden Einspritzventilen anwendbar ist, sondern auch bei kontinuierlichen Einspritzventilen.
Abgesehen von einem Kraftstoffventil unterscheiden sich Verwendungen und benötigte Funktionen einer Sprühvorrichtung stark bei einer allgemeinen industriellen Verwendung, einer landwirtschaftlichen Verwendung, einer Verwendung als Ausrüstung, einer Heim-Verwendung und einer Verwendung für unterschiedliche Tätigkeiten, wie beispielsweise Streichen, Beschichten, Pestizid-Sprühen, Reinigen, Befeuchtung, als Sprinkler-Einrichtung, als eine Sterilisationssprüheinrichtung und beim Kühlen. Folglich wird unabhängig von der Antriebsquelle, einem Düsentyp und einem Nebelfluid, wenn die Erfindung bei einer existierenden Sprühvorrichtung angewendet wird, die Sprühvorrichtung in die Lage versetzt, Sprühnebel auszubilden, die vorher nicht erhalten werden konnten.
Verschiedene Modifikationen und Abwandlungen dieser Erfindung sind dem Fachmann ersichtlich, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen und es muss verstanden werden, dass diese nicht auf die darstellenden Ausführungsformen begrenzt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2005-233145 A [0009]
JP 2004-225598 A [0009]
JP 2008-169766 A [0009]
JP 2005-207236 A [0009]
JP 2007-77809 A [0009]
JP 2000-104647 A [0009]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„diizeru kikan nennryou funmu no toutatsu kyori ni kansuru kennkyu”, Zeitschrift der Japanischen Gesellschaft der Maschinenbauer” (Teil 2), Vol. 25, Ausgabe 156, Seiten 820–826 [0032]
„diizeru funmu kouzou ni ataeru funiki nennsei no eikyou”, Zeitschrift der Japanischen Gesellschaft der Maschinenbauer” (Ausgabe B), Vol. 62, Ausgabe 599, Seiten 2867–2873 [0032]
„diizeru funnmu ryuusi no kyodou ni kannsuru kennkyuu”, Zeitschrift der Japanischen Gesellschaft der Maschinenbauer” (Ausgabe B), Vol. 64, Ausgabe 624, Seiten 27822–2729 [0032]

Claims

Nebelausbildungsverfahren, verwendend ein Kraftstoffeinspritzventil, umfassend einen Ventilsitz (10) mit einer Ventilsitzoberfläche (10a) an einem Mittelpunkt in einem Fluidkanal, einen Ventilkörper (8), der das Öffnen und Schließen des Fluidkanals durch Aufsitzen und sich Entfernen von der Ventilsitzoberfläche (10a) steuert, und einen Düsenabschnitt oder eine Einspritzlochplatte (11), der/die flussabwärts des Ventilsitzes (10) angeordnet ist und eine Vielzahl an Einspritzlöchern (12) aufweist und der/die ausgebildet ist, um jeweilige Strömungen im Loch und Strömungen unmittelbar unterhalb der entsprechenden Löcher (12) in im Wesentlichen Flüssigkeitsfilmflüsse zu wandeln, wobei Richtungen der Jets der entsprechenden Einspritzlöcher (12) nicht notwendigerweise zur Deckung mit einer Richtung einer zentralen Achse der Einspritzlöcher (12) gebracht werden und sich nicht notwendigerweise an einem Flussabwärtsabschnitt schneiden und es den Nebeln gestattet wird, nachdem die Jets der jeweiligen Einspritzlöcher (12), die sich in Nebel an einer Position flussabwärts einer Auflösungslängenposition gewandelt haben, sich einander zu nähern und/oder sich aufgrund des Coanda-Effektes zu sammeln, der auf eine Vielzahl an Nebeln wirkt, so dass die Nebel im Wesentlichen als ein massiver Nebel erscheinen, wonach es den Nebeln gestattet wird, sich enger zu sammeln sowie es den Nebeln gestattet wird Umgebungsluft zu erfassen, und wodurch eine Luftströmung entlang einer Flussabwärtsflussrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel induziert wird; und wobei es den Nebeln gestattet wird, sich zu sammeln, bis die obigen Verhaltensweisen im Wesentlichen verschwinden.
Nebelausbildungsverfahren verwendend ein Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, bei dem: Konturen der jeweiligen Nebel damit beginnen einander in einem Bereich von der Auflösungslängenposition (a) bis hin zu einer Position mit zweimal der Auflösungslänge (a) zu beeinflussen.
Nebelausbildungsverfahren verwendend ein Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem: eine Schnittform der Jets von den entsprechenden Einspritzlöchern (12) des Kraftstoffeinspritzventils im Wesentlichen eine ovale Form und/oder im Wesentlichen eine Halbmondform ist und ein Seitenverhältnis davon auf einen Wert größer 1 eingestellt ist.
Nebelausbildungsverfahren verwendend ein Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, bei dem: das Seitenverhältnis 1,5 oder größer ist.
Nebelausbildungsverfahren, verwendend ein Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem: eine Schnittform der Jets von den entsprechenden Einspritzlöchern (12) des Kraftstoffeinspritzventils im Wesentlichen eine ovale Form oder im Wesentlichen eine Halbmondform ist, und die Nebel, die einen Querschnitt mit einer polygonen Form aufweisen, an einer Position flussabwärts der Auflösungslängenposition (a) ausgebildet sind.
Nebelausbildungsverfahren verwendend ein Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, bei dem: die Nebel, die einen Querschnitt mit der polygonalen Form aufweisen, auf eine der folgenden Weisen ausgebildet sind: durch Erzeugen von Seiten mit im Wesentlichen der polygonalen Form durch Verbinden von verlängerten Linien einer Längsachsenrichtung mit im Wesentlichen einer ovalen Form oder einer Normalenrichtung zu einem gekrümmten Abschnitt mit im Wesentlichen einer Halbmondform, welche eine Schnittform der Nebel sind, und/oder durch Gestatten, dass die Spitzen von im Wesentlichen der ovalen Form oder im Wesentlichen der Halbmondform Strudel mit im Wesentlichen der polygonalen Form ausbilden.
Nebelausbildungsverfahren, verwendend ein Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem: in einem Port-Einspritsystem bei einem Zwei-Strahl-Sprühnebelverfahren ein Seitenverhältnis einer Schnittform der Sprühnebel unmittelbar unterhalb der entsprechenden Einspritzlöcher in dem Kraftstoffeinspritzventil größer als 1,5 ist.
Nebelausbildungsverfahren verwendend ein Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem: in einem Port-Einspritzsystem mit einem Ein-Strahl-Sprühnebelverfahren, eine Schnittform der Sprühnebel unmittelbar unterhalb der entsprechenden Löcher (12) in dem Kraftstoffeinspritzventil im Wesentlichen eine ovale Form oder im Wesentlichen eine Halbmondform aufweist und Komponenten in einer Längsachsenrichtung oder Komponenten in einer Normalenrichtung in Bezug auf einen gekrümmten Abschnitt in im Wesentlichen einer Umfangsrichtung in im Wesentlichen gleichen Abständen angeordnet sind.
Nebelausbildungsverfahren verwendend ein Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem: eine Schnittform der Jets unmittelbar unterhalb der entsprechenden Einspritzlöcher (12) in dem Kraftstoffeinspritzventil im Wesentlichen eine ovale Form oder im Wesentlichen eine Halbmondform aufweist und Komponenten in einer Längsachsenrichtung und/oder Komponenten in einer Normalenrichtung auf im Wesentlichen eine radiale Weise und/oder auf im Wesentlichen eine windmühlenartige Weise angeordnet sind.
Nebelausbildungsverfahren verwendend ein Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem: eine Schnittform eines kollektiven Nebels, der ausgebildet wird, indem es den Nebeln gestattet wird, sich zu sammeln, eine im Wesentlichen kreisförmige Form oder eine im Wesentlichen elliptische Form ist; wobei es den Nebeln gestattet wird, sich näher zu sammeln, indem es dem Nebel gestattet wird Umgebungsluft zu erfassen und dadurch eine Luftströmung entlang einer Flussabwärtsluftströmung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel zu induzieren; wobei eine Einspritzbetragsverteilung an einem Querschnitt des kollektiven Nebels im Wesentlichen eine konische Verteilung ist, die einen Spitzenwert an einem Zentrum aufweist, wenn die obigen Verhaltensweisen im Wesentlichen vollständig verschwinden; und wobei ein Ausbreiten des kollektiven Nebels an einer Innenseite einer äußeren Hülle eines virtuellen gesamten Nebels erhalten wird, indem virtuelle, einzelne Nebelkonturen verbunden werden, die aus einer Richtung der jeweiligen Jets, die die im Wesentlichen ovale Form oder die im Wesentlichen halbmondförmige Form aufweisen, und einem äußersten Umfangsabschnitt davon abgeschätzt werden.
Nebelausbildungsverfahren, verwendend ein Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 10, bei dem: angenommen d1 und d2 sind Durchmesser von Kreisen, wenn von einer äußeren Hülle und einer inneren Hülle der jeweiligen Nebelkonturen angenommen wird, dass sie im Wesentlichen Kreise an einer Position zu sind, an welcher die jeweiligen Nebelkonturen beginnen einander zu beeinflussen, wenn in einem Querschnitt senkrecht zu einer Nebelrichtung betrachtet, der kollektive Nebel d2 ≤ 1/2d1 erfüllt.
Nebelausbildungsverfahren, verwendend ein Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem: es Komponenten in einer Längsachsenrichtung der im Wesentlichen ovalen Form oder Komponenten in einer Normalenrichtung zu einem gekrümmten Abschnitt der im Wesentlichen halbmondförmigen Form, welche eine Schnittform der Jets sind, gestattet wird, sich zu nähern und sich in einer geraden Linie oder im Wesentlichen einer gekrümmten Linie zu sammeln.
Nebelausbildungsverfahren verwendend ein Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem: eine Schnittform eines kollektiven Nebels, die ausgebildet wird, indem es den Nebeln gestattet wird, sich zu sammeln, im Wesentlichen eine ovale Form ist, wobei es den Nebeln gestattet wird, sich näher zu sammeln sowie es den Nebeln gestattet wird, Umgebungsluft zu erfassen, wodurch eine Luftströmung entlang einer Flussabwärtsrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel induziert wird; wobei eine Einspritzbetragsverteilung an einem Querschnitt des kollektiven Nebels, wenn die obigen Verhaltensweisen im Wesentlichen verschwinden, im Wesentlichen eine ovale Verteilung ist; und wobei ein Ausbreiten des kollektiven Nebels kürzer ist als eine Länge in einer kurzen Achsenrichtung eines virtuellen gesamten Nebels, der durch Verbinden virtueller einzelner Nebelkonturen gebildet wird, die aus einer Richtung der Jets abgeschätzt werden, die im Wesentlichen eine ovale Form oder im Wesentlichen eine Halbmondform aufweisen.
Nebelausbildungsverfahren, verwendend ein Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 13, bei dem: angenommen d3 und d4 sind eine Längsachsenrichtungslänge und eine Kurzachsenrichtungslänge, wenn von Hüllen der entsprechenden Nebelkonturen angenommen wird, dass sie im Wesentlichen eine ovale Form oder im Wesentlichen eine halbmondförmige Form an einer Position aufweisen, an welcher die entsprechenden Nebelkonturen damit beginnen, einander zu beeinflussen, wenn in einem Querschnitt senkrecht zu einer Nebelrichtung betrachtet, der kollektive Nebel d4 ≤ 1/2d3 genügt.
Nebelausbildungsverfahren, verwendend ein Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem: ein kollektiver Nebel, der ausgebildet wird, indem es den Nebeln gestattet wird sich zu näher zu sammeln, indem es den Nebeln gestattet wird Umgebungsluft zu erfassen und dadurch eine Luftströmung entlang einer Flussabwärtsflussrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel zu induzieren; und eine Tragkraft damit beginnt abrupt zu ungefähr einem Zeitpunkt unterdrückt zu werden, wenn die obigen Verhaltensweisen im Wesentlichen verschwinden.
Nebelausbildungsverfahren, verwendend ein Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem: es den Nebeln gestattet wird, sich näher zu sammeln, indem es den Nebeln gestattet wird, Umgebungsluft zu erfassen und dadurch eine Luftströmung entlang einer Flussabwärtsflussrichtung in einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel zu induzieren und ein Abschnitt, in welchem die obigen Verhaltensweisen im Wesentlichen vollständig verschwinden, an mehr als einem Punkt innerhalb eines kollektiven Nebels vorgesehen ist, der ausgebildet wird, indem es den Nebeln gestattet wird, sich zu sammeln,.
Kraftstoffeinspritzventil, umfassend: einen Ventilsitz (10) mit einer Ventilsitzoberfläche (10a) an einem Mittelpunkt in einem Fluidkanal; einen Ventilkörper (8), der ein Öffnen und Schließen des Ventilkanals steuert, indem er auf der Ventilsitzoberfläche (10a) aufsitzt und sich von dieser entfernt; und einen Düsenabschnitt oder eine Einspritzlochplatte (11), der/die flussabwärts des Ventilsitzes (10) angeordnet ist und eine Vielzahl an Einspritzlöchern (12) aufweist, wobei das Kraftstoffeinspritzventil auf eine solche Weise ausgebildet ist, dass: jeweilige Strömungen im Loch und Strömungen unmittelbar unterhalb der entsprechenden Einspritzlöcher (12) im Wesentlichen zu Flüssigkeitsfilmströmungen gewandelt werden; wobei Richtungen von Jets aus den entsprechenden Einspritzlöchern (12) nicht notwendigerweise zur Deckung mit einer zentralen Achse der Einspritzlöcher (12) gebracht werden und einander nicht notwendigerweise an einem Flussabwärtsabschnitt schneiden und es den Nebeln gestattet wird, nachdem die Strömungen von den entsprechenden Einspritzlöchern (12), die zu Nebeln an einer Position flussabwärts einer Auflösungslängenposition (a) gewandelt wurden, sich einander zu nähern und/oder sich aufgrund des Coanda-Effektes zu sammeln, der auf eine Vielzahl an Nebeln ausgeübt wird, so dass die Nebel im Wesentlichen als ein massiver Nebel erscheinen, wonach es den Nebeln gestattet wird, sich näher zu sammeln, sowie es den Nebeln gestattet wird, Umgebungsluft zu erfassen und dadurch eine Luftströmung entlang einer Flussabwärtsflussrichtung an einem vorgegebenen Abschnitt im Nebel zu erzeugen; und wobei es den Nebeln gestattet wird, sich weiter zu sammeln bis die obigen Verhaltensweisen im Wesentlichen vollständig verschwinden.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 17, bei dem: eine Länge in einer Nebelrichtung, bei der eine Tragkraft damit beginnt abrupt unterdrückt zu werden, aufgrund der Abschwächung des Erfassens von Umgebungsluft durch die Nebel und der sich ergebenden Luftströmung entlang der Flussabwärtsströmungsrichtung in dem vorgegebenen Abschnitt im Nebel nachdem die Nebel im Wesentlichen als ein massiver Nebel erscheinen, einstellbar gemacht wird als Antwort auf eine Länge von einem Einspritzpunkt hin zu einem Einlassventil (22), einer Länge von dem Einspritzpunkt zu einer Wandoberfläche eines Einlassports, welchem eine Nebelspitze gegenüberliegt, und/oder einer Länge von dem Einspritzpunkt hin zu einem Drosselventil (24a), dem die Nebelspitze gegenüberliegt.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 17 oder 18, bei dem: eine Spitze an einer Position flussabwärts des Drosselventils (24a) mit einer Neigung in Richtung eines Flussaufwärtsabschnittes befestigt ist, so dass Kraftstoff flussaufwärts einer Einlassluftströmung eingespritzt wird.
Nebelausbildungsvorrichtung, umfassend: das Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 17.