DE102013202784A1

DE102013202784A1 - Kraftstoffeinspritzventil und kraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE102013202784A1
Application number: DE102013202784A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Okamoto; Yoshihito Yasukawa; Noriyuki Maekawa; Nobuaki Kobayashi; Takahiro Saito
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2013-02-20
Publication date: 2013-10-02
Also published as: US9309853B2; CN103362713B; JP5875443B2; CN103362713A; US20130255640A1; JP2013209888A

Abstract

Ein Kraftstoffeinspritzventil, das aufweist: Verwirbelungskammern 22a, b, c, die jeweils eine Innenwand haben, deren Krümmung von stromaufwärts nach stromabwärts entlang einer Kraftstoffströmung allmählich erhöht wird; Durchgänge 21a, b, c zur Verwirbelungsbewegung, wobei die Durchgänge 21a, b, c die Einleitung von Kraftstoff in die Verwirbelungskammern 22a, b, c erlauben; Kraftstoffeinspritzlöcher 23a, b, c, die sich in die Verwirbelungskammern 22a, b, c öffnen und zumindest zwei engwinklige Einspritzlöcher 23a, b und ein weitwinkliges Einspritzloch 23c einschließen, aus welchen zumindest zwei engwinklige Sprühnebel 30, 31 bzw. ein weitwinkliger Sprühnebel 32 ausgestoßen werden; und eine Drosselblende 20, die mit den Einspritzlöchern 23a, b, c vorgesehen ist. Die engwinkligen Einspritzlöcher 23a, b sind um einen gegebenen Abstand von der Mitte der Drosselblende 20 beabstandet. Das weitwinklige Einspritzloch 23c ist auf einer Linie ausgebildet, die ein Liniensegment senkrecht schneidet, welches die Mitten der engwinkligen Einspritzlöcher 23a, b miteinander verbindet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil zur Verwendung mit einem Verbrennungsmotor und insbesondere ein Kraftstoffeinspritzventil, das mehrere Kraftstoffeinspritzlöcher aufweist, wobei jedes Verwirbelungskraftstoff einspritzt, um die Zerstäubung des Kraftstoffs zu fördern, und das das Sprühnebelmuster steuern kann.
Ein in JP-A-2008-280981 dargelegtes Kraftstoffeinspritzventil ist als konventionelle Technik bekannt, um die Förderung der Zerstäubung von Kraftstoff, der aus mehreren Kraftstoffeinspritzlöchern gespritzt wird, zu erzielen und das Sprühnebelmuster zu steuern, indem ein Verwirbelungsstrom genutzt wird.
Dieses Kraftstoffeinspritzventil hat einen Ventilkörper, der imstande ist, geöffnet und geschlossen zu werden, um das Einspritzen von Kraftstoff zu erlauben und zu stoppen, einen Sitzbereich, der imstande ist, in engen Kontakt mit dem Ventilkörper gebracht zu werden, um die Kraftstoffeinspritzung zu stoppen, und eine Drosselblende, die stromabwärts von sowohl dem Ventilkörper als auch dem Sitzbereich angeordnet ist und Kraftstoffeinspritzlöcher aufweist, aus welchen Kraftstoff ausgestoßen wird. Zerstäubter, gekrümmter verwirbelter Sprühnebel wird aus den Kraftstoffeinspritzlöchern ausgestoßen.
Des Weiteren hat in diesem Kraftstoffeinspritzventil die Drosselblende die Kraftstoffeinspritzlöcher, aus welchen Kraftstoff gesprüht wird, eine Verwirbelungskammer, in welcher Kraftstoff verwirbelt wird, und einen Kraftstoffeinlassdurchgang zum Einleiten von Kraftstoff in die Verwirbelungskammer. Die Mitte jedes Kraftstoffeinspritzlochs ist um einen anderen Betrag von der Mittelachse des Kraftstoffeinlassdurchgangs versetzt. Das Kraftstoffeinspritzloch, das einen kleineren Versetzungsbetrag aufweist, versprüht zerstäubten Kraftstoff über einen kleineren Winkel. Die Kraftstoffeinspritzlöcher, die größere Versetzungsbeträge haben, liefern mehrere Sprühnebel aus verwirbeltem und gekrümmtem zerstäubtem Kraftstoff.
Aufgrund dieser Konfiguration ist der Kraftstoffbetrag, der an dem Einlassventil (Boden) des Motors und der Innenwandfläche des Zylinders haftet, reduziert. Im Ergebnis wird ein homogenes Luft/Kraftstoffgemisch hergestellt. Daher kann eine Senkung der Rußmenge, die im Abgas enthalten ist, und eine höhere Motorleistung erreicht werden.
Andererseits ist ein in JP-A-2001-317434 dargelegtes Kraftstoffeinspritzventil als konventionelle Technik zum Erhalten eines hoch zerstäubten Sprühnebels durch Nutzen einer Verwirbelungskraft bekannt.
In diesem Kraftstoffeinspritzventil ist die Außenfläche jedes Kraftstoffeinspritzlochs zum Ausstoßen von verwirbeltem Kraftstoff auf der Ausgangsseite durch erste und zweite Flächen gebildet. Die erste Fläche beinhaltet den Ausgang des Kraftstoffeinspritzlochs. Die zweite Fläche ist vom Kraftstoffeinspritzloch beabstandet, hat eine Wand gegenüber dem ausgestoßenen Sprühnebel und steht von der ersten Fläche vor. Somit besteht der ausgestoßene Sprühnebel aus einem mittleren Bereich und einem äußeren Bereich. Der äußere Bereich besteht aus einem dicken Sprühnebelbereich mit weiter Ausbreitung in Umfangsrichtung und einem dünnen Sprühnebelbereich mit schmaler Ausbreitung. Im Ergebnis ist der Sprühnebel zu einer integrierten abgeflachten Form geformt.
Diese abgeflachte Sprühnebelform erlaubt es, dass der dicke Sprühnebelbereich mit weiter Ausbreitung zur Innenwandfläche gerichtet wird, die gegenüber der Innenwand des Einlassrohrs liegt, auf dem ein Kraftstoffeinspritzventil angeordnet ist. Ferner kann der dicke Sprühnebelbereich symmetrisch zur mittleren Trennwand gerichtet werden, die sich in der Mitte des Einlassventils befindet. Infolgedessen können Kraftstoff und Luft wirksam gemischt werden, während eine Kraftstoffablagerung auf der Innenwandfläche des Einlassrohrs unterdrückt wird. Somit kann eine Reinigung der Abgasemission und eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs erreicht werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist bekannt, dass, wenn verwirbelter Kraftstoff versprüht wird, der Sprühnebel eine hohle konische Form annimmt. Da diese Art des Sprühnebels einen hohen Grad der Zerstäubung aufweist, zeigt der ausgestoßene Sprühnebel eine geringere Penetration bzw. Durchdringung. Ferner wird der Sprühnebel unter den Einflüssen der Luftbewegung in der Umgebung, in welche der Sprühnebel eingespritzt wird, und von der Strömung des Gases leicht in eine bestimmte Richtung vorbelastet. Infolgedessen muss die Sprühnebelstruktur ausgeklügelt entworfen werden. Beispielweise muss eine gewünschte Funktion an willkürliche Bereiche des Sprühnebels weitergegeben werden.
In der konventionellen Technik, die in der vorstehend zitierten JP-A-2008-280981 dargelegt ist, ist die Mitte jedes Kraftstoffeinspritzlochs im Verhältnis zur Mittelachse des Kraftstoffeinlassdurchgangs versetzt. Ein Sprühnebel mit engem Winkel wird aus jedem Kraftstoffeinspritzloch erzeugt, das einen kleineren Versetzungsbetrag hat. Andererseits wird ein gekrümmter Sprühnebel mit einem weiten Winkel aus jedem Kraftstoffeinspritzloch erzeugt, das einen größeren Versetzungsbetrag hat. Die gekrümmten Sprühnebel sind mehrere an der Zahl und in unterschiedliche Richtungen ohne Kontakt zueinander gerichtet. Mit einer solchen Sprühnebelstruktur beeinträchtigen sich Sprühnebel mit engem Winkel und Sprühnebel mit weitem Winkel gegenseitig minimal. Wenn die Sprühnebelstruktur (wie etwa die Verbreitung jedes Sprühnebels oder die Penetration) modifiziert wird, folgt dementsprechend, dass der Betrag der Versetzung des Kraftstoffeinlassdurchgangs variiert ist. Bei dieser Technik sind die Durchmesser der Kornteilchen von Sprühnebeln variiert oder das Sprühnebelmuster ist stark variiert. Man kann sagen, dass dies für die Gestaltung unerwünscht ist.
In der konventionellen Technik, die in der vorstehend genannten JP-A-2001-317434 dargelegt ist, ist es möglich, die Form der Sprühnebelstruktur zu variieren, die aus dicken Sprühnebelbereichen mit breitem Winkel und dünnen Sprühnebelbereichen mit engem Winkel bestehen, aber es ist schwierig, die Sprühnebelmuster stark zu variieren.
Angesichts der vorstehenden Umstände ist die vorliegende Erfindung gemacht worden. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzventil bereitzustellen, das dazu imstande ist, die Form einer Kraftstoffsprühnebelstruktur durch angemessenes Einstellen der Einspritzeigenschaften von Kraftstoffeinspritzlöchern (wie etwa Richtung, Stärke der Verwirbelungsbewegung und Entfernung), aus welchen verwirbelter Kraftstoff ausgestoßen wird, besser zu steuern.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Kraftstoffeinspritzventil bereit mit: Verwirbelungskammern mit Innenwänden, deren Krümmung von stromaufwärts nach stromabwärts entlang einer Kraftstoffströmung allmählich erhöht wird; Durchgängen zur Verwirbelungsbewegung; wobei die Durchgänge das Einleiten von Kraftstoff in die Verwirbelungskammern erlauben; Kraftstoffeinspritzlöcher, die sich in die Verwirbelungskammern öffnen und zumindest zwei engwinklige Einspritzlöcher und ein weitwinkliges Einspritzloch einschließen, aus welchen zumindest zwei engwinklige Sprühnebel bzw. ein weitwinkliger Sprühnebel ausgestoßen werden; und/oder einer Drosselblende, die mit den Einspritzlöchern versehen ist und eine Mitte hat. Die engwinkligen Einspritzlöcher sind eine gegebene Entfernung von der Mitte der Drosselblende beabstandet. Das weitwinklige Einspritzloch ist auf einer Linie ausgebildet, die ein Liniensegment senkrecht schneidet, welches die Mitten der engwinkligen Einspritzlöcher miteinander verbindet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, werden die engwinkligen Sprühnebel aus schwach verwirbelnden Kammern ausgestoßen, in denen schwach verwirbelter Kraftstoff erzeugt wird. Der weitwinklige Sprühnebel, in dem höhere Zerstäubungspegel erzielt werden, wird aus einer stark verwirbelnden Kammer ausgestoßen, in welcher stark verwirbelter Kraftstoff erzeugt wird. Die engwinkligen Sprühnebel können das Zerstreuen des weitwinkligen Sprühnebels verhindern und den weitwinkligen Sprühnebel nach unten drängen. Infolgedessen kann eine Sprühnebelstruktur ausgebildet werden, die gute Zerstäubungsstufen hat und deren Form oder Muster gut gesteuert werden kann.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein vertikaler Querschnitt, der den gesamten Aufbau einer Ausführungsform eines Kraftstoffeinspritzventils im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein vertikaler Querschnitt, der Umgebungen eines Düsenkörpers zeigt, der in dem in 1 gezeigten Kraftstoffeinspritzventil beinhaltet ist.
3 ist eine Draufsicht auf eine Drosselblende, die sich am unteren Ende des in 2 gezeigten Düsenkörpers, von der Seite des Ventilkörpers gesehen, befindet.
4 ist eine Draufsicht auf die Drosselblende, die sich am unteren Ende des in 2 gezeigten Düsenkörpers, von der Ausgangsseite gesehen, befindet.
5 zeigt schematisch das Sprühnebelmuster, das von einer Ausführungsform eines Kraftstoffeinspritzventils im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung erzeugt wird und in welchem Sprühnebel, die aus den in 3 gezeigten Kraftstoffeinspritzlöchern ausgestoßen werden, längs der Y-Achse gesehen werden.
6 zeigt schematisch das Sprühnebelmuster, das von einer Ausführungsform eines Kraftstoffeinspritzventils im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung erzeugt wird und in welchem Sprühnebel, die aus den in 3 gezeigten Kraftstoffeinspritzlöchern ausgestoßen werden, entlang der X-Achse betrachtet werden.
7 ist eine Querschnittsansicht, die eine zweite Ausführungsform der Drosselblende einer Ausführungsform des Kraftstoffeinspritzventils im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
8 ist eine Ansicht der in 7 gezeigten Drosselblende, von der Ausgangsseite gesehen.
9 ist eine Querschnittsansicht, die eine dritte Ausführungsform der Drosselblende einer Ausführungsform des Kraftstoffeinspritzventils im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
10 ist eine schematische Darstellung eines Kraftstoffsprühnebels, der aus den Kraftstoffeinspritzventilen gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestoßen wird, wobei die Darstellung von Bildern erhalten wird, die durch optische Messungen abgeleitet werden.
11 veranschaulicht die Art und Weise, in welcher ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an dem Zylinderkopf eines Motors mit Mehrpunkt-Kraftstoffeinspritzung angebracht ist.
12 ist eine Ansicht aus einer Richtung, die durch den Pfeil C in 11 angegeben ist, welche die Positionsbeziehung zwischen dem Einlassventil, den Kraftstoffeinspritzventilen und den Sprühnebeln zeigt.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf 1 bis 10 beschrieben.
Ausführungsform 1
Die erste Ausführungsform (Ausführungsform 1) der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1–6 beschrieben.
1 ist ein vertikaler Querschnitt, der den Gesamtaufbau eines Kraftstoffeinspritzventils im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei das Ventil durch das Bezugszeichen 1 angegeben ist. In 1 beinhaltet das Kraftstoffeinspritzventil 1 ein dünnwandiges Rohr 13 aus Edelstahl. Ein Düsenkörper 2 und ein Ventilkörper 6 sind in dem Rohr 13 aufgenommen. Eine elektromagnetische Spule 11 ist außerhalb des Ventilkörpers 6 angeordnet, um den Ventilkörper 6 zu öffnen und zu schließen. Einzelheiten dieses Aufbaus sind nachstehend beschrieben.
Das Kraftstoffeinspritzventil 1 hat ein Joch 10, das aus einem Magnetmaterial hergestellt ist, rund um die elektromagnetische Spule 11, einen Kern 7, der sich in der Mitte der Spule 11 befindet und dessen eines Ende magnetisch an das Joch 10 gekoppelt ist, den vorgenannten Ventilkörper 6, der dazu imstande ist, eine gegebene Strecke angehoben zu werden, eine Ventilsitzfläche 3 im Kontakt mit dem Ventilkörper 6, eine Kraftstoffeinspritzkammer 4 (siehe 2), die den Durchgang eines Kraftstoffs erlaubt, der durch die Lücke zwischen dem Ventilkörper 6 und der Ventilsitzfläche 3 fließt, und eine Drosselblende 20, die stromabwärts der Kraftstoffeinspritzkammer 4 positioniert und mit mehreren Kraftstoffeinspritzlöchern 23a, 23b, 23c versehen ist (siehe 2–4).
Eine Feder 8, die als elastisches Element wirkt, das den Ventilkörper 6 gegen die Ventilsitzfläche 3 drückt, ist in der Mitte des Kerns 7 angebracht. Die Elastizitätskraft der Feder 8 wird durch das Ausmaß eingestellt, bis zu dem eine Federeinstelleinrichtung 9 zur Ventilsitzfläche 3 hin eingedrückt wird.
Wenn der Spule 11 keine elektrische Energie zugeführt wird, wird der Ventilkörper 6 in engstem Kontakt mit der Ventilsitzfläche 3 gehalten. Unter dieser Bedingung ist der Kraftstoffdurchgang geschlossen und daher bleibt Kraftstoff im Kraftstoffeinspritzventil 1 und es wird verhindert, dass er aus den Kraftstoffeinspritzlöchern 23a, 23b, 23c ausgestoßen wird.
Wenn andererseits der Spule 11 elektrische Energie zugeführt wird, bewegt die sich ergebende elektromagnetische Kraft den Ventilkörper 6 in einen Kontakt mit der gegenüberliegenden unteren Endfläche des Kerns 7.
Wenn das Ventil auf diese Weise offen ist, wird eine Lücke zwischen dem Ventilkörper 6 und der Ventilsitzfläche 3 erzeugt und so wird der Kraftstoffdurchgang geöffnet, um zu gestatten, dass Kraftstoff aus den Kraftstoffeinspritzlöchern 23a, 23b, 23c ausgestoßen wird.
Der Kraftstoffdurchgang 12, der ein Filter 14 in seinem Eingang aufweist, ist in dem Kraftstoffeinspritzventil 1 ausgebildet. Der Durchgang 12 beinhaltet einen Lochbereich, der sich durch die Mitte des Kerns 7 erstreckt. Der Kraftstoffdurchgang 12 leitet Kraftstoff unter Druck durch eine (nicht gezeigte) Kraftstoffpumpe durch das Kraftstoffeinspritzventil 1 in die Kraftstoffeinspritzlöcher 23a, 23b, 23c. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist auf seiner Außenseite mit einem geformten Kunststoffteil 15 beschichtet, so dass das Ventil elektrisch isoliert ist.
Wie zuvor beschrieben, wird die Position des Ventilkörpers 6 als Antwort auf Einspritzimpulse in die Spule 11 so geschaltet, dass dieser elektrische Energie zugeführt wird, wodurch das Kraftstoffeinspritzventil 1 geöffnet und geschlossen wird. Somit wird die Menge des zugeführten Kraftstoffs gesteuert.
Zum Steuern der Menge des zugeführten Kraftstoffs ist der Ventilkörper so entworfen, dass der Kraftstoff nicht leckt, insbesondere, wenn das Ventil geschlossen ist.
Bei diesem Kraftstoffeinspritzventiltyp wird eine hochglanzpolierte Kugel (wie etwa eine Stahlkugel, die als Kugellager ausgebildet ist, das den japanischen Industrienormen entspricht) mit hohem Rundheitsgrad als Ventilkörper 6 eingesetzt. Dies ist vorteilhaft für die Verbesserung der Sitzfähigkeit.
Der Ventilsitzwinkel der Ventilsitzfläche 3, mit welcher die Kugel in engsten Kontakt kommt, ist auf einen optimalen Winkel, von 80 bis 100 Grad, eingestellt, bei welchen eine gute Schleifbarkeit erzielbar ist und die es erlaubt, dass der Rundheitsgrad präzise erreicht wird. Die Dimensionen der Ventilsitzfläche sind so eingestellt, dass die Kugel sehr gut auf ihr sitzend gehalten werden kann.
Die Härte des Düsenkörpers 2 mit der Ventilsitzfläche 3 ist durch Abschrecken verbessert worden. Ferner ist unerwünschter Magnetismus durch Entmagnetisierung aus dem Düsenkörper entfernt worden.
Dieser Aufbau des Ventilkörpers 6 erlaubt eine lecksichere Steuerung der Kraftstoffzufuhrrate.
2 ist ein vertikaler Querschnitt von Umgebungen des Düsenkörpers 2 des Kraftstoffeinspritzventils 1 im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung. Wie in 2 gezeigt, ist die Oberseite 20a der Drosselblende 20 in Kontakt mit der Unterseite 2a des Düsenkörpers 2. Der Außenumfang dieses Kontaktbereichs ist durch Laserschweißen am Düsenkörper 2 gesichert.
In der vorliegenden Beschreibung einschließlich der Ansprüche ist die Aufwärts- und Abwärtsrichtung wie in 1 gezeigt definiert. Insbesondere wird angenommen, dass in der Richtung der axialen Mitte des Kraftstoffeinspritzventils 1 der Kraftstoffdurchgang 12 auf der oberen Seite positioniert ist, während angenommen wird, dass sich die Drosselblende 20 mit den Kraftstoffeinspritzlöchern 23a–23c auf der unteren Seite befindet.
Ein Kraftstoffeinlassloch 5 mit einem Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser ⌀S des Sitzbereichs 3a der Ventilsitzfläche 3 ist, im unteren Ende des Düsenkörpers 2 ausgebildet. Die Ventilsitzfläche 3 ist von konischer Form. Das Kraftstoffeinlassloch 5 ist in der Mitte des stromabwärtigen Endes der Ventilsitzfläche 3 ausgebildet. Die Ventilsitzfläche 3 und das Kraftstoffeinlassloch 5 sind so ausgebildet, dass die Mittellinie der Ventilsitzfläche 3 und die Mittellinie des Kraftstoffeinlasslochs 5 mit dem axialen Zentrum Z des Ventils zusammenfallen. Das Kraftstoffeinlassloch 5 bildet eine Öffnung in der unteren Endfläche des Düsenkörpers 2, wobei die Öffnung mit einem mittigen Loch 24 in der Drosselblende 20 in Verbindung steht.
Das mittige Loch 24 ist konkav und in der Oberseite 20a der Drosselblende 20 ausgebildet. Durchgänge 21a, 21b und 21c zur Verwirbelungsbewegung verlaufen radial vom mittigen Loch 24. Die Durchgänge 21a, 21b und 21c zur Verwirbelungsbewegung haben stromaufwärtige Enden, die sich in die Innenfläche des mittigen Lochs 24 öffnen und mit dem mittigen Loch 24 in Verbindung stehen.
Das stromabwärtige Ende des Durchgangs 21a zur Verwirbelungsbewegung, das stromabwärtige Ende des Durchgangs 21b zur Verwirbelungsbewegung und das stromabwärtige Ende des Durchgangs 21c zur Verwirbelungsbewegung sind kommunikativ mit den Verwirbelungskammern 22a, 22b bzw. 22c verbunden. Die Durchgänge 21a, 21b und 21c zur Verwirbelungsbewegung sind Kraftstoffdurchgänge, die es gestatten, dass Kraftstoff in die Verwirbelungskammern 22a, 22b bzw. 22c zugeführt wird. In dieser Bedeutung können die Verwirbelungsdurchgänge 21a, 21b und 21c als Verwirbelungskraftstoff-Zufuhrdurchgänge 21a, 21b bzw. 21c bezeichnet werden.
Die Wandflächen der Verwirbelungskammern 22a, 22b und 22c sind so ausgebildet, dass sie in der Krümmung von stromaufwärts nach stromabwärts allmählich zunehmen (Verringerung des Krümmungsradius). Die Krümmungen können kontinuierlich zunehmen. Alternativ können die Krümmungen in Stufen von stromaufwärts nach stromabwärts zunehmen, d. h. die Krümmungen werden innerhalb eines gegebenen Bereichs konstant gehalten.
Ein typisches Beispiel einer Kurve, deren Krümmung von stromaufwärts nach stromabwärts allmählich zunimmt, ist eine Involutkurve. Ein weiteres Beispiel ist eine Spiralkurve. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Spiralkurve als Beispiel verwendet. Eine andere Kurve als vorstehend beschrieben, die von stromaufwärts nach stromabwärts allmählich in der Krümmung zunimmt, kann gleichermaßen übernommen werden.
Die engwinkligen Einspritzlöcher 23a und 23b und das weitwinklige Einspritzloch 23c öffnen sich zu den Mitten der Verwirbelungskammern 22a, 22b bzw. 22c.
Der Düsenkörper 2 und die Drosselblende 20 sind so konfiguriert, dass sie leicht in ihrer Position platziert und mit verbesserter dimensionaler Präzision zusammengebaut werden können.
Die Drosselblende 20 wird durch Formpressen hergestellt, das für eine Massenproduktivität von Vorteil ist. Es ist vorstellbar, dass ein anderes Verfahren, wie etwa Funkenerodieren, Elektroformen oder Ätzen übernommen werden könnte, das eine hohe maschinelle Bearbeitbarkeit ergibt, ohne große Belastungen auszuüben.
Der Aufbau der Drosselblende 20 wird als Nächstes unter Bezugnahme auf 3 und 4 eingehend beschrieben. 3 ist eine Draufsicht auf die Drosselblende 20 des Kraftstoffeinspritzventils 1 im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung, wobei sich die Drosselblende am unteren Ende des Düsenkörpers befindet. 3 ist eine Ansicht der Drosselblende 20, von oberhalb derselben. 4 ist ebenfalls eine Draufsicht auf die Drosselblende 20, von unterhalb derselben.
Die Drosselblende 20 ist mit dem mittigen Loch 24 in Verbindung mit dem Kraftstoffeinlassloch 5 versehen. Die drei Durchgänge 21a, 21b und 21c zur Verwirbelungsbewegung verlaufen radial nach außen, sind mit dem mittigen Loch 24 verbunden und in entgegengesetzter Beziehung zueinander angeordnet.
Wenn der Außendurchmesser des mittigen Lochs 24 gleich der Breite der Durchgänge 21a–21c zur Verwirbelungsbewegung eingestellt ist, wird die Strömung durch die Durchgänge 21a–21c überhaupt nicht behindert.
Das stromabwärtige Ende eines Durchgangs 21a zur Verwirbelungsbewegung öffnet sich kommunikativ in den Eingang der Verwirbelungskammer 22a. Das engwinklige Einspritzloch 23a öffnet sich in die Mitte der Verwirbelungskammer 22a.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Innenwand der Verwirbelungskammer 22a so ausgebildet, dass sie eine Spiralkurve auf einer Ebene (Querschnitt) senkrecht zur Mittelachse (Z in 2) des Ventils zieht. Das heißt, die Innenwand nimmt eine Spiralform an. Die Mitte der Spiralkurve fällt mit der Mitte des engwinkligen Einspritzlochs 23a zusammen.
Wo die Verwirbelungskammer 22a als Involutkurve ausgebildet ist, fällt die Mitte des Grundkreises der Involutkurve bevorzugt mit der Mitte des engwinkligen Einspritzlochs 23a zusammen.
Das engwinklige Einspritzloch 23a ist einen gegebenen Abstand von der Mitte 0 der Drosselblende 20 entfernt.
Die Verwirbelungskammer 22b und das engwinklige Einspritzloch 23b stehen in Verbindung mit dem stromabwärtigen Ende des anderen Durchgangs 21b zur Verwirbelungsbewegung. Diese Verwirbelungskammer 22b ist auf die gleiche Weise entworfen wie die Verwirbelungskammer 22a.
Das engwinklige Einspritzloch 23b ist einen gegebenen Abstand von der Mitte 0 der Drosselblende 20 entfernt.
Die Verwirbelungskammer 22c und das weitwinklige Einspritzloch 23c stehen in Verbindung mit dem stromabwärtigen Ende des weiteren Durchgangs 21c zur Verwirbelungsbewegung. Diese Verwirbelungskammer 22c ist auf dieselbe Weise wie die Verwirbelungskammer 22a entworfen.
Das weitwinklige Einspritzloch 23c ist auf einer Linie ausgebildet, die sich im rechten Winkel zu einem Liniensegment befindet, die die Mitte des engwinkligen Einspritzlochs 23a und die Mitte des engwinkligen Einspritzlochs 23b schneidet.
Die Verwirbelungskammern 22a und 22b sind auf der Y-Achse angeordnet, wie in 3 gezeigt, und in einer gewünschten Position über das mittige Loch 24 angeordnet. Ihre Einzelheiten werden später beschrieben.
Die Verwirbelungskammer 22a ist auf der Y-Achse angeordnet. Daher sind das engwinklige Einspritzloch 23a, das sich in der (Wirbel-)Mitte der Verwirbelungskammer 22a befindet, die eine Spiralkurve zieht, und das engwinklige Einspritzloch 23b, das sich in der Mitte der Verwirbelungskammer 22b befindet, auf der Y-Achse angeordnet.
Wie in 4 gezeigt, ist ein konkaves Luftleitloch 25 auf der Ausgangsseite des weitwinkligen Einspritzlochs 23c ausgebildet und mit diesem koaxial.
Wegen dieses Aufbaus ist die axiale Länge l₁ (5) des weitwinkligen Einspritzlochs 23c kleiner als die Länge l₂ (5) der anderen engwinkligen Einspritzlöcher 23a und 23b gemacht.
Im Ergebnis wird ein Strom erzeugt, der Luft einzieht, wie durch Pfeile 26 in 5 angegeben. Dies fördert die Zerstäubung des Kraftstoffs.
Sprühnebelmuster des ausgestoßenen Kraftstoffs, die Positionsbeziehung zwischen dem Sprühnebel und ihre gegenseitige Wechselwirkung werden als Nächstes unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben.
5 ist eine Ansicht von Sprühnebeln, die aus den engwinkligen Einspritzlöchern 23a, 23b und dem weitwinkligen Einspritzloch 23c ausgestoßen werden, die wie in 3 gezeigt, entlang der Y-Achse gesehen, angeordnet sind. 5 ist eine schematische Darstellung eines Bilds, das fotografisch von den Sprühnebeln erhalten wird, während Stroboskoplicht oder Laserlicht um beliebige Male von einem Antriebssignal für das Kraftstoffeinspritzventil verzögert wird. Ähnlich ist 6 eine schematische Darstellung von Sprühnebeln entlang der X-Achse.
Engwinklige Sprühnebel 30 und 31 sind aus den engwinkligen Einspritzlöchern 23a bzw. 23b ausgestoßen worden. Ein weitwinkliger Sprühnebel 32 ist aus dem weitwinkligen Einspritzloch 23c ausgestoßen worden.
Da die Verwirbelungskammern 22a und 22b Kraftstoff schwach verwirbeln, sind die Sprühnebel 30 und 31 engwinklige Sprühnebel. Die engwinkligen Sprühnebel 30 und 31 bestehen aus filmartigen flüssigen Bereichen 30a, 31a, die über relativ lange Bereiche ausgebildet sind, bzw. gespalteten Regionen 30b, 31b, die durch fadenförmige Flüssigkeit erzeugt werden, die durch Schlagen verursacht wird, das durch die Geschwindigkeitsdifferenz zur Atmosphäre verursacht wird, bzw. zerstäubten Sprühnebelregionen 30c, 31c.
Andererseits ist der Sprühnebel 32 ein weitwinkliger Sprühnebel, weil die Verwirbelungskammer 22c Kraftstoff stark verwirbelt. Da die flüssige Dünnschicht dieses weitwinkligen Sprühnebels 32 verdünnt ist, ist die flüssige Dünnschichtregion 32a kurz und somit wird fadenförmige Flüssigkeit in der gespaltenen Region 32b rasch erzeugt. Infolgedessen erfolgt ein Übergang in eine zerstäubte Region 32c schnell. Auch ist die zu dieser zerstäubten Region zurückgelegte Entfernung kurz.
Das Luftleitloch 25, das am Ausgang des weitwinkligen Einspritzlochs 23c ausgebildet ist, wirkt dahingehend, dass es die Strömung von Luft stabilisiert, die durch die Erzeugung des weitwinkligen Sprühnebels 32 erzeugt wird, und die Strömung der flüssigen Dünnfilmregion 32a zuführt. Das Leitloch trägt zum Spalten der flüssigen Dünnfilmregion 32a bei, d. h. es trägt zur Förderung der Zerstäubung bei.
Wie aus der Figur ersichtlich ist, werden die engwinkligen Sprühnebel 30, 31 und der weitwinklige Sprühnebel 32 in Überlegungen einbezogen, so dass kein Zusammenstoß zwischen den filmartigen flüssigen Bereichen 30a, 31a und 32a auftritt. Dies zeigt an, dass verhindert wird, dass die Körnchendurchmesser zunehmen. Das heißt, die experimentelle Analyse der Erfinder hat gezeigt, dass, wenn die flüssigen Dünnschichtregionen so wie sie sind zusammenstoßen, die Energie, die eine Zerstäubung von Kraftstoff bewirkt, der durch Verwirbelungskraft in eine Dünnschicht umgewandelt worden ist, verloren geht und dass umgekehrt die Dünnschicht verdickt wird, was zu Erhöhungen von Körnchendurchmessern führt.
6 ist eine Ansicht der in 3 gezeigten Drosselblende 20 längs der X-Achse. 6 zeigt schematisch die ausgestoßenen Sprühnebel 30, 31 und 32. Die drei Sprühnebel 30, 31 und 32 sind so ausgebildet, dass sie in den filmartigen flüssigen Regionen 30a, 31a und 32a nicht miteinander zusammenstoßen. Die engwinkligen Sprühnebel 30 und 31 werden mit starker Kraft dazu gebracht, nach unten zu fließen, was Luftströmungen erzeugt, wie durch die Pfeile 27a und 27b gezeigt. Diese Luftströmungen drängen Flüssigkeitströpfchen, die von dem weitwinkligen Sprühnebel 32 erzeugt werden, nach unten. Im Ergebnis wird ein Ausbreiten der gesamten Sprühnebelstruktur unterdrückt und die Kraftstoffsprühnebelbewegung kann nach unten erstreckt werden.
Die Querschnitte der Verwirbelungsdurchgänge 21a, 21b und 21c, die senkrecht zur Strömungsrichtung gesehen sind, sind rechteckig. Die Verwirbelungsdurchgänge 21a, 21b und 21c sind so gestaltet, dass ihre Höhen im Vergleich zu ihren Breiten klein gemacht sind. Dies ist für ein Pressformen von Vorteil.
Da Kraftstoff, der in die Durchgänge 21a, 21b und 21c zur Verwirbelungsbewegung fließt, dadurch beschränkt ist, dass ihre rechteckigen Bereiche ihre minimalen Flächen haben, kann der Druckverlust des Kraftstoffs, welcher erfahren wird, wenn er vom Sitzbereich 3a der Ventilsitzfläche 3 zu den Verwirbelungsdurchgängen 21a, 21b und 21c durch die Kraftstoffeinspritzkammer 4, das Kraftstoffeinlassloch 5 und das mittige Loch 24 in der Drosselblende 20 fließt, vernachlässigt werden.
Insbesondere sind das Kraftstoffeinlassloch 5 und das mittige Loch 24 in der Drosselblende 20 so entworfen, dass sie Kraftstoffdurchgangswege von gewünschter Größe bilden, um das Auftreten eines Druckverlusts aufgrund steilen Biegens zu verhindern.
Dementsprechend wird die Druckenergie des Kraftstoffs wirksam in Geschwindigkeitsenergie der Verwirbelungsbewegung durch die Durchgänge 21a, 21b und 21c zur Verwirbelungsbewegung umgewandelt.
Die durch diese rechteckigen Bereiche beschleunigte Kraftstoffströmung wird in die stromabwärtigen engwinkligen Einspritzlöcher 23a, 23b und das weitwinklige Einspritzloch 23c geleitet, während die Stärke der Verwirbelungsbewegung, d. h. Verwirbelungsgeschwindigkeitsenergie, ausreichend aufrechterhalten wird.
Der Durchmesser der Verwirbelungskammern 22a, 22b und 22c ist so bestimmt, dass die Wirkungen eines Reibungsverlusts, der durch die Kraftstoffströmung verursacht wird, und eines Reibungsverlusts auf der Innenwand minimiert werden. Es wird gesagt, dass die optimalen Werte des Durchmessers ungefähr das 4- bis 6-Fache des hydraulischen Durchmessers betragen. In der vorliegenden Ausführungsform ist dieses Prinzip übernommen.
Die Beziehung zwischen den Verwirbelungsdurchgängen 21b, 22b und dem engwinkligen Einspritzloch 23b sowie die Beziehung zwischen den Verwirbelungsdurchgängen 21c, 22c und dem weitwinkligen Einspritzloch 23c sind dieselben wie die vorstehend angegebene Beziehung zwischen dem Verwirbelungsdurchgang 21a, 22a und dem engwinkligen Einspritzloch 23a. Daher wird vorliegend auf eine Beschreibung der ersteren Beziehung verzichtet.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Mittelachsen der engwinkligen Einspritzlöcher 23a, 23b und des weitwinkligen Einspritzlochs 23c parallel zur Achse des Kraftstoffeinspritzventils. Die Mittelachsen können gekippt sein, um eine größere Breite beim Bestimmen der Formen oder Muster der Sprühnebel vorzusehen.
Ausführungsform 2
Ein Kraftstoffeinspritzventil im Zusammenhang mit einer zweiten Ausführungsform (Ausführungsform 2) der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf 7 und 8 beschrieben.
8 ist eine Draufsicht auf eine Drosselblende 40, von der Seite des Ventilkörpers 6 gesehen, auf dieselbe Weise wie in 3, wobei sich die Drosselblende am unteren Ende des Düsenkörpers 2 des Kraftstoffeinspritzventils befindet. 8 ist eine Draufsicht auf die Drosselblende 40, die sich am unteren Ende des Düsenkörpers 2 des Kraftstoffeinspritzventils befindet, von der Ausgangsseite gesehen, auf dieselbe Weise wie in 4.
Der Unterschied zu dem Kraftstoffeinspritzventil im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform besteht darin, dass die Ausgangsfläche des weitwinkligen Einspritzlochs 42 stufenweise variiert, so dass sie eine Stufe 43 bildet.
Wie in 7 gezeigt, wirkt die Stufe 43 dahingehend, die axiale Länge des weitwinkligen Einspritzlochs 42 zu verkürzen. Die Stufe 43 dient auch als Luftleitwand 41, die teilweise eine Krümmung hat.
Wegen dieses Aufbaus bildet der aus dem weitwinkligen Einspritzloch 42 ausgestoßene Sprühnebel einen weitwinkligen Sprühnebel auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform. Die Luftströmung wird in der Flüssigdünnschichtregion dieses Sprühnebels (an den äußeren Randbereichen des Ausgangs des Sprühnebels) erzeugt, wie durch den Pfeil 44 in 7 angegeben.
Die Luftleitwand 41 fungiert dazu, die Luftströmung an den äußeren Randbereichen des Sprühnebels stabil zu erzeugen. Das Spalten in flüssige Dünnschichten wird aufrechterhalten. Im Ergebnis können dieselben vorteilhaften Wirkungen wie in der ersten Ausführungsform erhalten werden.
Ausführungsform 3
Ein Kraftstoffeinspritzventil im Zusammenhang mit einer dritten Ausführungsform (Ausführungsform 3) der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf 9 und 10 beschrieben.
9 ist eine Querschnittsansicht, die eine dritte Ausführungsform der Drosselblende 50 des Kraftstoffeinspritzventils veranschaulicht. 10 ist eine Ansicht von Sprühnebeln, die aus den Kraftstoffeinspritzlöchern 23a, 23b, 23c ausgestoßen werden, die wie in 3 gezeigt, längs der Y-Achse gesehen, angeordnet sind. 10 ist eine schematische Darstellung des von dem Kraftstoffeinspritzventil erzeugten Sprühnebelmusters ähnlich wie in 5. 10 ist eine Ansicht der Sprühnebel, die aus dem weitwinkligen Einspritzloch 52 und den engwinkligen Einspritzlöchern 53, 54, gesehen längs der X-Achse, ausgestoßen werden.
Der Unterschied zu dem Kraftstoffeinspritzventil im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform besteht darin, dass die Oberfläche des weitwinkligen Einspritzlochs 52, das sich auf der Ausgangsseite befindet, gekippt ist.
Wie gezeigt, dient der gekippte Bereich 51 dazu, die axiale Länge des weitwinkligen Einspritzlochs 52 zu verkürzen. Im Wesentlichen ist die Länge des weitwinkligen Einspritzlochs 52 seitlich nicht-gleichförmig, wie gezeigt.
Wegen dieser Struktur ist der aus dem weitwinkligen Einspritzloch 52 ausgestoßene Sprühnebel ein weitwinkliger Sprühnebel auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform. Dieser Sprühnebel ist durch einen Winkel α nach links gekippt, wie in 10 zu sehen.
Ein abgelenkter Sprühnebel 57 ist aus dem weitwinkligen Einspritzloch 52 ausgestoßen worden. Die engwinkligen Sprühnebel 55 und 56 sind aus den engwinkligen Einspritzlöchern 53 bzw. 54 ausgestoßen worden.
Da der Kraftstoff schwach verwirbelt wird, bilden die engwinkligen Sprühnebel 55 und 56 nur enge Winkel. Die engwinkligen Sprühnebel 55 und 56 bestehen aus Flüssigdünnschichtregionen 55a und 56a, die über relative lange Bereiche ausgebildet sind bzw. gespaltenen Regionen 55b und 56b, die durch fadenförmige Flüssigkeit erzeugt werden, welche durch Schlagen erzeugt wird, das durch eine Geschwindigkeitsdifferenz mit der Atmosphäre entsteht, bzw. zerstäubten Sprühnebelregionen 55c und 56c.
Andererseits wird der abgelenkte Sprühnebel 57 zu einem weitwinkligen Sprühnebel, weil der Kraftstoff stark verwirbelt wird. Dieser abgelenkte Sprühnebel 57 bildet eine dünn gemachte Flüssigdünnschicht und somit ist die Flüssigdünnschichtregion 57a kurz. Dementsprechend wird eine fadenförmige Flüssigkeit in der gespaltenen Region 57b schnell erzeugt. Der Kraftstoff vollführt einen raschen Übergang in die zerstäubte Region 57c. Im Ergebnis bewegt sich der Sprühnebel über eine kürzere Entfernung.
Wie aus 10 ersichtlich ist, werden Überlegungen hinsichtlich der engwinkligen Sprühnebel 55, 56 und des abgelenkten Sprühnebels 57 angestellt, so dass kein Zusammenstoß zwischen den Flüssigdünnschichtregionen 55a, 56a und 57a auftritt.
Infolgedessen können dieselben vorteilhaften Wirkungen wie in der ersten Ausführungsform erhalten werden. In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der Durchmesser der Kraftstoffeinspritzlöcher ausreichend groß. Wenn der Durchmesser erhöht wird, können die im Inneren gebildeten Hohlräume vergrößert werden. Dies kann zum Dünnermachen einer Dünnschicht beitragen, die durch ausgestoßenen Kraftstoff erzeugt wird, ohne die Verwirbelungsgeschwindigkeitsenergie an den Einspritzlöchern zu verlieren.
Wenn das Verhältnis des Durchmessers der Einspritzlöcher zu der Tiefe der Einspritzlöcher reduziert wird, wird der Verlust an Verwirbelungsgeschwindigkeitsenergie auf ein Minimum gesenkt. Dementsprechend sind die Zerstäubungseigenschaften von Kraftstoff ganz ausgezeichnet.
Des Weiteren wird, wenn das Verhältnis des Durchmessers der Einspritzlöcher zur Tiefe der Kraftstoffeinspritzlöcher reduziert wird, die Druckformbarkeit verbessert. Natürlich trägt diese Struktur zu einer Kostenreduzierung bei. Darüber hinaus werden dimensionale Variationen durch die Verbesserung der maschinellen Bearbeitbarkeit abgebaut. Infolgedessen werden die Robustheit des Sprühnebelmusters und die Sprühnebelrate stark verbessert.
Als Nächstes wird ein Beispiel beschrieben, bei welchem die Sprühnebel der vorliegenden Ausführungsform auf einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor angewendet werden.
11 ist eine Ansicht, die die Art und Weise zeigt, in der ein Kraftstoffeinspritzventil am Zylinderkopf eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors montiert ist. 12 ist eine Ansicht aus einer Richtung, die durch Pfeil C in 11 angegeben ist, die die Beziehungen zwischen den Positionen eines Einlassventils und eines Kraftstoffeinspritzventils 100 sowie Sprühnebeln zeigt.
Durch 101 ist ein Zylinder des Mehrzylinder-Verbrennungsmotors angegeben. Das Kraftstoffeinspritzventil 100 hat zwei Einlassventile, die so angeordnet sind, dass sie zu einer Einlassöffnung 108 gerichtet sind. Ebenfalls gezeigt sind ein Verbrennungsraum 102, ein Kolben 103 mit einem Hohlraum 104, ein weiterer Zylinder 105 und ein Zylinderkopf 106. Ebenfalls gezeigt sind Einlassventile 107, ein Einlassdurchgang 111, Auslassventile 109, eine Zündkerze 110 und eine Einlassströmungssteuerung 112. Der Einlassdurchgang 111 hat eine mittige Trennwand 108a, die die Einlassöffnung 108 trennt und auf ihrer stromaufwärtigen Seite verbunden ist. Jedes Kraftstoffeinspritzventil 100 ist eines nach dem anderen auf der stromaufwärtigen Seite angebracht. Ein Kraftstoffeinspritzsystem, das eine Mehrpunkteinspritzung verwendet, ist errichtet. Die Kraftstoffeinspritzventile 100 werden von Steuersignalen angesteuert, die von einer (nicht gezeigten) Motorsteuerung erzeugt werden.
Zur Verbesserung der Qualität und des Zustands des gebildeten Luft/Kraftstoff-Gemischs in den Zylindern werden die Sprühnebel 30, 31 und 32 weiter zerstäubt. Ferner werden zur Reduzierung der Haftung von Kraftstoff an der Innenwandfläche des Zylinderkopfs 106 und des Einlassdurchgangs 111 die Richtungsabhängigkeit und Formen der Sprühnebel optimiert. Das heißt, die Sprühnebel von den Kraftstoffeinspritzventilen 100 der vorliegenden Ausführungsform werden auf der Innenwandfläche des Einlassdurchgangs 111 leicht ausgebreitet. Ferner werden, wie in 12 gezeigt, die Sprühnebel so ausgelegt, dass eine Haftung an der mittigen Trennwand 108a vermieden wird und dass die Sprühnebel zu den Mitten der Spindeln der Einlassventile 107 gerichtet werden.
Insbesondere werden Bereiche hoher Dichte der engwinkligen Sprühnebel 30 und 31 auf die Mitten der Spindeln gerichtet und schweben nahe der mittigen Trennwand 108a des Einlassdurchgangs 111, um eine Haftung an der Innenwand 108b zu verhindern. Der weitwinklige Sprühnebel 32 ist zur Wandfläche gegenüber der Wandfläche gerichtet, an welcher die Kraftstoffeinspritzventile 100 angebracht sind. Somit wird dieser Sprühnebel von der Einlassströmung in den Zylinder 105 getragen.
Experimente an Verbrennungen im Verbrennungsmotor haben gezeigt, dass die Emissionsleistung und der Kraftstoffverbrauch verbessert wurden. Es ist bestätigt worden, dass die Sprühnebel aus den Kraftstoffeinspritzventilen 100 die Haftung von Kraftstoff an der Innenwandfläche des Einlassrohrs unterdrücken, wodurch die Qualität und der Zustand des gebildeten Luft/Kraftstoff-Gemisches verbessert werden.
Soweit bisher beschrieben, weist ein Kraftstoffeinspritzventil im Zusammenhang mit jeder Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf: Verwirbelungskammern mit Innenwänden, deren Krümmung von stromaufwärts nach stromabwärts entlang einer Kraftstoffströmung allmählich zunimmt; Durchgänge zur Verwirbelungsbewegung, wobei die Durchgänge die Einleitung von Kraftstoff in die Verwirbelungskammern gestatten; Kraftstoffeinspritzlöcher, die sich in die Verwirbelungskammern öffnen; und eine Drosselblende, die mit den Einspritzlöchern versehen ist. Die Kraftstoffeinspritzlöcher beinhalten zumindest zwei engwinklige Einspritzlöcher und ein weitwinkliges Einspritzloch, aus denen zumindest zwei engwinklige Sprühnebel bzw. ein weitwinkliger Sprühnebel ausgestoßen werden. Die engwinkligen Einspritzlöcher, aus denen die engwinkligen Sprühnebel ausgestoßen werden, sind um einen gegebenen Abstand von der Mitte 0 der Drosselblende beabstandet. Das weitwinklige Einspritzloch, aus dem der weitwinklige Sprühnebel ausgestoßen wird, ist auf einer Linie ausgebildet, die senkrecht ein Liniensegment schneidet, das die Mitten der engwinkligen Einspritzlöcher miteinander verbindet.
Als Folge kann der aus den Schwachverwirbelungskammern 22a und 22b ausgestoßene engwinklige Sprühnebel ein Zerstreuen des weitwinkligen Sprühnebels verhindern, der aus der Starkverwirbelungskammer 22c ausgestoßen wird und gut zerstäubt ist, und kann den weitwinkligen Sprühnebel nach unten drängen. Daher kann eine Sprühnebelstruktur mit ausgezeichneten Zerstäubungseigenschaften und exzellenter Formsteuerbarkeit gebildet werden.
Es sollte ferner von den Fachleuten auf dem Gebiet verstanden werden, dass die vorstehende Beschreibung zwar anhand von Ausführungsformen der Erfindung erfolgt ist, die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist und verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Konzept der Erfindung und dem Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2008-280981 A [0002, 0010]
JP 2001-317434 A [0006, 0011]

Claims

Kraftstoffeinspritzventil (1) mit: Verwirbelungskammern (22a, 22b, 22c), die jeweils eine Innenwand aufweisen, deren Krümmung von stromaufwärts nach stromabwärts längs einer Kraftstoffströmung allmählich erhöht wird; Durchgänge (21a, 21b, 21c) zur Verwirbelungsbewegung, die dazu konfiguriert sind, eine Einleitung von Kraftstoff in die Verwirbelungskammern (22a, 22b, 22c) zu erlauben; Kraftstoffeinspritzlöchern (23a, 23b, 23c), die sich in die Verwirbelungskammern (22a, 22b, 22c) öffnen und zumindest zwei engwinklige Einspritzlöcher (23a, 23b) und ein weitwinkliges Einspritzloch (23c) einschließen, aus welchen zumindest zwei engwinklige Sprühnebel (30, 31) bzw. ein weitwinkliger Sprühnebel (32) ausgestoßen werden; und einer Drosselblende (20), die mit den Einspritzlöchern (23a, 23b, 23c) versehen ist und eine Mitte (0) aufweist; wobei die engwinkligen Einspritzlöcher (23a, 23b) in einem gegebenen Abstand von der Mitte (0) der Drosselblende (20) beabstandet sind; und wobei das weitwinklige Einspritzloch (23c) auf einer Linie ausgebildet ist, die ein Liniensegment senkrecht schneidet, welches die Mitten der engwinkligen Einspritzlöcher (23a, 23b) miteinander verbindet.
Kraftstoffeinspritzventil (1) nach Anspruch 1, wobei eine Konkavität (25), die von größerem Durchmesser als das weitwinklige Einspritzloch (23c) ist, auf einer Ausgangsseite des weitwinkligen Einspritzlochs (23c) ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzventil (1) nach Anspruch 1, wobei das weitwinklige Einspritzloch (23c) von kleinerer axialer Länge als die engwinkligen Einspritzlöcher (23a, 23b) ist.
Kraftstoffeinspritzventil (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das weitwinklige Einspritzloch (23c) von kleinerer axialer Länge als die engwinkligen Einspritzlöcher (23a, 23b) ist.
Kraftstoffeinspritzsystem mit: einer Einlassventilvorrichtung (107) zum Öffnen und Schließen einer Einlassöffnung (108); einem Kraftstoffeinspritzventil (1) nach Anspruch 1, das als Antwort auf ein Steuersignal von einer Motorsteuerung aktiviert wird, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (1) stromabwärts der Einlassventilvorrichtung (107) angeordnet ist; und einer Einlassstromsteuerung (112), die die Steuerung eines Einlassstroms vorsieht; wobei das Kraftstoffeinspritzventil (1) so angeordnet ist, dass der weitwinklige Sprühnebel (32) zum Einlassstrom gerichtet ist, dessen Strömung von der Einlassstromsteuerung (112) gesteuert wird.
Kraftstoffeinspritzsystem, mit: einer Einlassventilvorrichtung (107) zum Öffnen und Schließen einer Einlassöffnung (108); einem Kraftstoffeinspritzventil (1) nach Anspruch 2, das als Antwort auf ein Steuersignal von einer Motorsteuerung aktiviert wird, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (1) stromaufwärts der Einlassventilvorrichtung (107) angeordnet ist; und einer Einlassstromsteuerung (112), die die Steuerung eines Einlassstroms vorsieht; wobei das Kraftstoffeinspritzventil (1) so angeordnet ist, dass der weitwinklige Sprühnebel (32) zum Einlassstrom gerichtet ist, dessen Strömung von der Einlassstromsteuerung (112) gesteuert wird.
Kraftstoffeinspritzsystem, mit: einer Einlassventilvorrichtung (107) zum Öffnen und Schließen einer Einlassöffnung (108); einem Kraftstoffeinspritzventil (1) nach Anspruch 3, das als Antwort auf ein Steuersignal von einer Motorsteuerung aktiviert wird, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (1) stromaufwärts der Einlassventilvorrichtung (107) angeordnet ist; und einer Einlassstromsteuerung (112), die die Steuerung eines Einlassstroms vorsieht; wobei das Kraftstoffeinspritzventil (1) so angeordnet ist, dass der weitwinklige Sprühnebel (32) zum Einlassstrom gerichtet ist, dessen Strömung von der Einlassstromsteuerung (112) gesteuert wird.
Kraftstoffeinspritzsystem, mit: einer Einlassventilvorrichtung (107) zum Öffnen und Schließen einer Einlassöffnung (108); einem Kraftstoffeinspritzventil (1) nach Anspruch 4, das als Antwort auf ein Steuersignal von einer Motorsteuerung aktiviert wird, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (1) stromaufwärts der Einlassventilvorrichtung (107) angeordnet ist; und einer Einlassstromsteuerung (112), die die Steuerung eines Einlassstroms vorsieht; wobei das Kraftstoffeinspritzventil (1) so angeordnet ist, dass der weitwinklige Sprühnebel (32) zum Einlassstrom gerichtet ist, dessen Strömung von der Einlassstromsteuerung (112) gesteuert wird.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 5, wobei der weitwinklige Sprühnebel (32) auf eine Innenwand gerichtet ist, die einer Innenwand eines Einlassrohrs zugewandt ist, auf dem das Kraftstoffeinspritzventil (1) angeordnet ist, und wobei die zumindest zwei engwinkligen Sprühnebel (30, 31) in Richtung der Einlassventilvorrichtungen (107) erzeugt werden, die die Einlassöffnung (108) öffnen und schließen.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 6, wobei der weitwinklige Sprühnebel (32) auf eine Innenwand gerichtet ist, die einer Innenwand eines Einlassrohrs zugewandt ist, auf dem das Kraftstoffeinspritzventil (1) angeordnet ist, und wobei die mehreren engwinkligen Sprühnebel (30, 31) in Richtung der Einlassventilvorrichtungen (107) erzeugt werden, die die Einlassöffnung (108) öffnen und schließen.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 7, wobei der weitwinklige Sprühnebel (32) auf eine Innenwand gerichtet ist, die einer Innenwand eines Einlassrohrs zugewandt ist, auf dem das Kraftstoffeinspritzventil (1) angeordnet ist, und wobei die mehreren engwinkligen Sprühnebel (30, 31) in Richtung der Einlassventilvorrichtungen (107) erzeugt werden, die die Einlassöffnung (108) öffnen und schließen.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 8, wobei der weitwinklige Sprühnebel (32) auf eine Innenwand gerichtet ist, die einer Innenwand eines Einlassrohrs zugewandt ist, auf dem das Kraftstoffeinspritzventil (1) angeordnet ist, und wobei die mehreren engwinkligen Sprühnebel (30, 31) in Richtung der Einlassventilvorrichtungen (107) erzeugt werden, die die Einlassöffnung (108) öffnen und schließen.