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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse zum Einspritzen von Kraftstoff.
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Ein Kraftstoffeinspritzventil führt einer Verbrennungsmaschine Kraftstoff zu, indem sie den Kraftstoff einspritzt. Ein solches Kraftstoffeinspritzventil kann eine Kraftstoffeinspritzdüse (nachstehend „Düse”) zum Einspritzen des Kraftstoffs und ein Stellglied zum Öffnen und Schließen der Düse aufweisen. Die Düse kann einen Düsenkörper und eine Nadel umfassen, die innerhalb des Düsenkörpers in einer axialen Richtung gleitfähig aufgenommen ist. Eine Kraftstoffeinspritzung wird gestartet und beendet, indem die Düse in der axialen Richtung innerhalb des Düsenkörpers bewegt wird.
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Ein Ventilsitz ist an einer inneren Wand des Düsenkörpers ausgebildet und ein Kontaktteil ist an der Nadel nahe einem spitzen Ende desselben ausgebildet. Das Kontaktteil setzt auf dem Ventilsitz auf und trennt sich von diesem, um die Düse zu öffnen und zu schließen. Eine Mehrzahl von Einspritzlöchern ist an der inneren Wand des Düsenkörpers zwischen einem spitzen Ende des Düsenkörpers und dem Ventilsitz ausgebildet. Der Kraftstoff in dem Düsenkörper wird durch die Einspritzlöcher aus dem Düsenkörpers eingespritzt oder verteilt, wenn sich das Kontaktteil von dem Ventilsitz trennt.
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In einer Kraftstoffeinspritzdüse kann Rauch (z. B. Ruß), der durch eine Verbrennung erzeugt wird, verringert werden, indem ein Gemisch eines gesprühten Kraftstoffs mit Luft durch eine Einspritzung des gesprühten Kraftstoffs gefördert wird, so dass dieser einen weiter entfernten Bereich erreicht. Dies ist insbesondere in einer Verbrennungsmaschine wirksam, bei welcher Kraftstoff direkt in eine Brennkammer eingespritzt wird. Um eine Versprühungsdurchdringungskraft zu verbessern, d. h. eine Fähigkeit eines Sprays einen Raum zu durchdringen, ist ferner eine Technologie zum Verringern eines Kraftstoffdruckverlusts an einem Einlass eines Einspritzlochs vorgeschlagen worden.
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Demgegenüber ist auch eine andere Technologie, wie beispielsweise in dem Patentdokument 1 (
JP 59139578 U ), vorgeschlagen worden, um zur Verringerung von Emissionen aus unverbranntem Kohlenwasserstoff (d. h. unverbrannter HC) eine Kapazität einer Sackkammer herabzusetzen. Gemäß der Technologie verläuft eine innere Wand des Düsenkörpers, welche die Sackkammer eingrenzt, in Bezug auf eine axiale Richtung des Düsenkörpers schräg (d. h. eine Kegelform der Sackkammer). Da ein Winkel zwischen der inneren Wand des Düsenkörpers, in der ein Einspritzloch ausgebildet ist, und einer axialen Richtung des Einspritzlochs abnimmt, nimmt ein Einströmwinkel des Kraftstoffs zu dem Einspritzloch ebenso ab, (d. h. der Einströmwinkel wird ein spitzer Winkel). Demzufolge wird eine Kraftstoffströmungsteilung erzeugt und der Druckverlust nimmt zu. Es sollte beachtet werden, dass der Einströmwinkel ein Winkel zwischen der inneren Wand des Düsenkörpers ist, an dem der Kraftstoff entlangfließt, und einer Achse eines Einspritzlochs in einem Strömungsweg entlang der inneren Wand des Düsenkörpers in den Einlass des Einspritzlochs.
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Ferner nimmt in einem Fall, bei dem eine Zunahme eines Einspritzwinkels erforderlich ist, ein Winkel zwischen der inneren Wand und der Achse des Einspritzlochs ab, unabhängig davon, ob eine innere Wand des Düsenkörpers, die eine Sackkammer abgrenzt, eine kegelförmige Oberfläche aufweist. Dadurch wird die Trennung der Kraftstoffströmung um einen Einlass des Einspritzlochs erzeugt und daher kann der Druckverlust ansteigen (siehe z. B. Patentdokument 2 (
JP H03-78562 A )).
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Das heißt, als Kompromiss einer Kegelform der Sackkammer oder einer Zunahme der Einspritzung, kann die Sprühdurchdringungskraft aufgrund einer Zunahme des Druckverlusts abnehmen. Mit anderen Worten wird der Freiheitsgrad zur Einstellung des Einspritzwinkels beeinträchtigt, wenn die Sprühdurchdringungskraft zunimmt.
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Patentdokument 3 (
JP H05-99099 A ) offenbart einen Vorsprung an einer inneren Wand eines Düsenkörpers stromaufwärts von einem Ventilsitz, um eine Kraftstoffströmung zu einem Einspritzloch bei einer niedrigen Hubposition einer Nadel zu ändern. Allerdings strömt der Kraftstoff entlang der inneren Wand des Düsenkörpers in das Einspritzloch (d. h. der Einströmwinkel nimmt ab), wenn die Nadel an einer hohen Hubposition ist (vgl.
9 des Patentdokuments 3), wobei der Druckverlust zunimmt.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung eine Kraftstoffeinspritzdüse zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Verbrennungsmaschine bereitzustellen, bei der eine Sprühdurchdringungskraft durch Verringerung eines Druckverlusts an einem Einlass eines Einspritzlochs verbessert werden kann.
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Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Offenbarung weist eine Kraftstoffeinspritzdüse einen Düsenkörpers, eine Nadel, einen Ventilsitz, ein Kontaktteil, eine Sackkammer und eine Mehrzahl von Einspritzlöchern auf. Die Nadel ist innerhalb des Düsenkörpers in einer axialen Richtung des Düsenkörpers gleitfähig aufgenommen. Der Ventilsitz ist an einer inneren Wand des Düsenkörpers positioniert. Das Kontaktteil ist an der Nadel bereitgestellt. Das Kontaktteil setzt auf dem Ventilsitz auf und trennt sich von diesem. Die Sackkammer ist innerhalb des Düsenkörpers zwischen dem Ventilsitz und einem spitzen Ende des Düsenkörpers abgegrenzt. Die Einspritzlöcher sind in dem Düsenkörper ausgebildet und weisen Einlassöffnungen auf, die zu der Sackkammer geöffnet sind. Der Kraftstoff wird durch die Einlässe eingespritzt, wenn sich das Kontaktteil von dem Ventilsitz trennt.
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Die Kraftstoffeinspritzdüse umfasst einen Umleitungsabschnitt, der von der inneren Wand hervorsteht oder in dieser ausgenommen ist, und den Kraftstoff so umleitet, dass dieser entlang der ersten Wand zwischen den Einlässen strömt, bevor er in die Einlässe strömt.
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Selbst wenn ein Einströmwinkel für eine Kraftstoffströmung, bei welcher der Kraftstoff direkt in den Einlass strömt nachdem er unmittelbar über dem Einlass entlang einer inneren Wand geströmt ist, kann daher der Kraftstoff durch den Umleitungsabschnitt zu einer Kraftstoffströmung umgeleitet werden, bei welcher der Kraftstoff entlang der ersten Oberfläche zwischen den Einlässen strömt, oder einer Kraftstoffströmung, bei welcher der Kraftstoff unmittelbar unter dem Einlass entlang der inneren Wand strömt. Mit anderen Worten leitet der Umleitungsabschnitt den Kraftstoff zu einer Kraftstoffströmung um, die einen Einströmwinkel vergrößert (stumpfer Winkel).
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Demzufolge kann der Einströmwinkel stumpf hergestellt werden (d. h. groß) und somit kann eine Kraftstoffströmungstrennung um den Einlass unterdrückt werden. Somit kann ein Druckverlust verringert werden, woraus eine Verbesserung einer Durchdringungskraft resultiert.
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Die Offenbarung zusammen mit den zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen derselben wird aus der nachfolgenden Beschreibung, den angehängten Ansprüchen und den begleitenden Zeichnungen besser verständlich:
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1 ist eine Schnittansicht, die eine Kraftstoffeinspritzdüse einer ersten Ausführungsform zeigt;
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2 ist eine Teilschnittansicht, die einen Hauptteil der Kraftstoffeinspritzdüse in der ersten Ausführungsform zeigt;
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3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in 2 in der ersten Ausführungsform;
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4 ist eine Entwicklungsansicht einer inneren Wand einer Sackkammer in der ersten Ausführungsform;
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5 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Kraftstoffströmung in einen Einlass eines Einspritzlochs in der ersten Ausführungsform zeigt;
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6 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Kraftstoffströmung in einen Einlass eines Einspritzlochs in der ersten Ausführungsform zeigt;
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7 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Kraftstoffströmung in einen Einlass eines Einspritzlochs in einem Vergleichsbeispiel zeigt;
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8 ist ein Diagramm, das einen Einströmwinkel der ersten Ausführungsform der ersten Ausführungsform und einen Einströmwinkel des Vergleichsbeispiels vergleichsweise zeigt;
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9 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis einer Kraftstoffströmungsteilung der ersten Ausführungsform und ein Verhältnis einer Kraftstoffströmungsteilung des Vergleichsbeispiels vergleichsweise zeigt;
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10 ist eine Teilschnittansicht, die einen Hauptteil einer Kraftstoffeinspritzdüse einer zweiten Ausführungsform zeigt;
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11 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Kraftstoffströmung in einen Einlass eines Einspritzlochs in der zweiten Ausführungsform zeigt;
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12 ist eine Teilschnittansicht, die einen Hauptteil einer Einspritzdüse in einer dritten Ausführungsform zeigt;
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13 ist eine Teilschnittansicht, die einen Hauptteil einer Einspritzdüse in einer vierten Ausführungsform zeigt;
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14 ist eine Teilschnittansicht, die einen Hauptteil einer Kraftstoffeinspritzdüse in einer fünften Ausführungsform zeigt;
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15 ist eine Teilschnittansicht, die einen Hauptteil einer Kraftstoffeinspritzdüse in einer sechsten Ausführungsform zeigt; und
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16 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Kraftstoffströmung in einen Einlass eines Einspritzlochs in der sechsten Ausführungsform zeigt.
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Eine Mehrzahl von Ausführungsformen wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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In der Ausführungsform kann ein Teil, der einen beschriebenen Gegenstand in der nachfolgenden Ausführungsform entspricht, mit denselben Bezugszeichen versehen sein, und redundante Erklärungen für diesen Teil werden ausgelassen. Wenn in einer Ausführungsform lediglich ein Teil eines Aufbaus beschrieben wird, kann eine nachfolgende Ausführungsform auf die anderen Teile des Aufbaus angewendet werden. Die Teile können kombiniert werden, selbst wenn nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass diese Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können teilweise kombiniert werden, selbst wenn nicht ausführlich beschrieben ist, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt, dass sich die Kombination nicht widerspricht.
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(Erste Ausführungsform)
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Nachstehend wird ein Aufbau einer Kraftstoffeinspritzdüse 1 (nachstehende „Düse 1”) gemäß der ersten Ausführungsform mit Bezug auf die 1 bis 6 beschrieben.
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Die Düse 1 zum Einspritzen von Kraftstoff stellt zusammen mit einem Stellglied (nicht dargestellt) zum Öffnen und Schließen der Düse 1 ein Kraftstoffeinspritzventil dar. Das Kraftstoffeinspritzventil ist beispielsweise mit einer Verbrennungsmaschine (nicht dargestellt) verbunden und spritzt unter Hochdruck stehenden Kraftstoff mit einem Druck von über 100 MPa direkt in einen Zylinder ein.
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Das Stellglied treibt einen Ventilkörper (d. h. eine Nadel 2 wie nachstehend beschrieben wird) der Düse 1 beispielsweise durch Erhöhen und Senken eines Gegendrucks an, der an dem Ventilkörper aufgebracht wird. Der Gegendruck wird durch Öffnen und Schließen einer Gegendruckkammer (nicht dargestellt) erhöht und gesenkt. Die Gegendruckkammer wird unter Verwendung einer magnetischen Kraft geöffnet und geschlossen, die erzeugt wird, wenn eine Spule (nicht dargestellt) erregt wird.
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Das Kraftstoffeinspritzventil stellt zusammen mit einer Kraftstoffzufuhrpumpe (nicht dargestellt) und einem Drucksammelbehälter (nicht dargestellt) eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung vom Drucksammeltyp dar. Die Kraftstoffzufuhrpumpe setzt den Kraftstoff unter Druck und stößt diesen aus, und der Drucksammelbehälter sammelt den unter Hochdruck stehenden Kraftstoff, der aus der Kraftstoffzufuhrpumpe ausgestoßen wird. Das Kraftstoffeinspritzventil spritzt den unter Hochdruck stehenden Kraftstoff, der von dem Drucksammelbehälter verteilt wird, in den Zylinder ein.
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Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Düse 1 einen Düsenkörper 3 (nachstehend als „Düsenkörper 3” bezeichnet), der eine zylindrische Form aufweist, die sich in einer axialen Richtung erstreckt. Die Nadel 2 dient als Ventilkörper und ist in dem Düsenkörper 3 in der axialen Richtung beweglich aufgenommen. Genauer genommen ist ein Hauptteil der Nadel 2 innerhalb eines Kraftstoffkanals 6 gleitfähig aufgenommen, wie nachstehend beschrieben wird. Die Düse 1 beginnt und stoppt ein Einspritzen des Kraftstoffs durch eine Bewegung der Nadel 2 in der axialen Richtung innerhalb des Düsenkörpers 3.
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Die Nadel 2 umfasst einen Gleitschaft 2a, der in dem Düsenkörper 3 in der axialen Richtung gleitfähig eingepasst ist, und ein spitzes Endteil 2b mit einer konischen Form. Das spitze Endteil 2b dient im Wesentlichen als ein Ventilteil. Ein säulenförmiges Teil 2c ist zwischen dem gleitfähigen Schaft 2a und dem spitzen Endteil 2b ausgebildet.
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Der Düsenkörper 3 weist ein geschlossenes spitzes Ende 3a auf, und ein Kraftstoffbecken 4 ist in einem inneren Raum des Düsenkörpers 3 durch eine partielle Vergrößerung des inneren Raums des Düsenkörpers 3 in einer radialen Richtung ausgebildet. Das Kraftstoffbecken 4 speichert zeitweise den Kraftstoff, der eingespritzt werden soll.
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Der Düsenkörper 3 weist eine Gleitkammer 5 auf, die den Gleitschaft 2a gleitfähig hält, und der Kraftstoffkanal 6 nimmt das spitze Endteil 2g und den säulenförmigen Teil 2c der Nadel 2 (d. h. den Hauptteil der Nadel 2) gleitfähig auf. Die Gleitkammer 5 ist durch einen inneren Bereich des Düsenkörpers 3 von dem Kraftstoffbecken 4 zu einer Basisendseite 3b des Düsenkörpers 3, die dem spitzen Ende 3a gegenüberliegt, abgegrenzt. Der Kraftstoffkanal 6 ist als ein kreisrunder zylindrischer Bereich des Düsenkörpers 3 von dem Kraftstoffbecken 4 bis zu dem spitzen Ende 3a des Düsenkörpers 3 abgegrenzt. Ein Kraftstoffweg 7 ist mit dem Kraftstoffbecken 4 verbunden und führt den Kraftstoff von dem Drucksammelbehälter in das Kraftstoffbecken 4 ein.
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Die Düse 1 weist einen Ventilsitz 10 und eine Sackkammer 12 auf, wie nachstehend beschrieben wird.
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Der Ventilsitz 10 ist ein Teil der inneren Wand des Düsenkörpers 3 nahe dem spitzen Ende 3a desselben. Ein Kontaktteil 13 ist an dem spitzen Endteil 2b der Nadel 2 ausgebildet und sitzt auf dem Ventilsitz 10 auf und trennt sich von diesem.
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Die innere Wand des Düsenkörpers 3 nahe an dem spitzen Ende 3a weist eine konische Oberfläche auf, die das spitze Ende 3a des Düsenkörpers 3 mit einer Halbkugelform schließt. Ein Durchmesser der konischen Oberfläche nimmt entlang der axialen Richtung des Düsenkörpers 3 zu dem spitzen Ende 3a des Düsenkörpers 3 graduell ab. Der Ventilsitz 10 ist an der konischen Oberfläche ausgebildet.
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Die Sackkammer 12 ist innerhalb des Düsenkörpers 3 zwischen dem Ventilsitz 10 und dem spitzen Ende 3a des Düsenkörpers 3 ausgebildet.
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Der Düsenkörper 3 ist mit einer Mehrzahl von den Einspritzlöchern 14 in der Sackkammer 12 nahe dem Spitzenende 3a des Düsenkörpers 3 ausgebildet. Das Einspritzloch 14 durchläuft den Düsenkörper 3 und ist sowohl zu der inneren Wand als auch einer äußeren Wand des Düsenkörpers 3 geöffnet. Ein Teil der inneren Wand des Düsenkörpers 3, der die Sackkammer 12 abgrenzt, ist in einer kegelförmigen Oberfläche (nachstehend als „Sackoberfläche 16” bezeichnet), die in Bezug auf die axiale Richtung des Düsenkörpers 3 schräg verläuft, ausgebildet. Die Sackkammer 12, welche die Sackoberfläche 16 mit der Kegelform aufweist, wird als kegelförmiger Sacktyp bezeichnet.
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Das Einspritzloch 14 weist an der Sackoberfläche 16 einen Einlass 17 auf.
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Die Einspritzlöcher 14 sind in einer Umfangsrichtung des Düsenkörpers 3 ausgebildet und daher sind die Einlässe 17 in der Umfangsrichtung in beispielsweise gleichen Abständen positioniert.
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Der Kraftstoff wird durch die Einspritzlöcher 14 von einer Innenseite zu einer Außenseite des Düsenkörpers 3 geführt, wenn sich das Kontaktteil 13 von dem Ventilsitz 10 trennt. Mit anderen Worten wird zwischen dem Kontaktteil 13 und dem Ventilsitz 10 ein Raum gebildet, wenn sich das Kontaktteil 13 von dem Ventilsitz 10 trennt, und danach strömt der Kraftstoff durch den Raum in die Sackkammer 12. Anschließend strömt der Kraftstoff entlang der Sackoberfläche 16 zu dem Einlass 17 und wird durch den Einlass 17 in das Einspritzloch 14 eingeleitet. Schließlich wird der Kraftstoff zur Außenseite des Düsenkörpers 3 eingespritzt.
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Die Düse 1 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst einen Umleitungsabschnitt 20. Der Umleitungsabschnitt 20 kann durch einen Vorsprung oder durch eine Ausnehmung an der Sackoberfläche 16 (d. h. der inneren Wand) ausgebildet sein, um den Kraftstoff entlang einer mittleren Oberfläche 16a (d. h. erste Oberfläche) zu dem Einlass 17 zu führen. Die mittlere Oberfläche 16a ist zwischen den Einlässen 17 unmittelbar benachbart zueinander in der Umfangsrichtung abgegrenzt. Nachstehend wird ein Abschnitt der Sackoberfläche 16 stromaufwärts von dem Einlass 17 als eine „obere Oberfläche 16b (d. h. zweite Oberfläche)” bezeichnet und ein Abschnitt der Sackoberfläche 16 stromabwärts von dem Einlass 17 wird als eine „untere Oberfläche 16c” bezeichnet. Das heißt die Sackoberfläche 16 umfasst die obere Oberfläche 16b, die mittlere Oberfläche 16a und die untere Oberfläche 16c.
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Wie in 4 gezeigt ist, kann die obere Oberfläche 16b ein Abschnitt stromaufwärts von einer Linie X sein, welche die oberen Öffnungskanten 17a der Einlässe 17 durchläuft, und die untere Oberfläche 16c kann ein Abschnitt stromabwärts von einer Linie Y sein, welche die unteren Öffnungskanten 17b der Einlasse 17 durchläuft. Das heißt die Einlasse 17 sind in der axialen Richtung des Düsenkörpers 3 zwischen der oberen Oberfläche 16b und dem Spitzenende 3a des Düsenkörpers 3 (d. h. der unteren Oberfläche 16c) positioniert. Somit ist die mittlere Oberfläche 16a zwischen der Linie X und der Linie Y abgegrenzt.
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Genauer genommen umfasst der Umleitungsabschnitt 20 eine Nut 22, die zwischen den Einlässen 17 ausgebildet ist und sich in der axialen Richtung des Düsenkörpers 3 erstreckt, und einen Verbindungskanal 23, der die Nut 22 und den Einlass 17 (d. h. einen der Einlässe 17) in der Umfangsrichtung des Düsenkörpers 3 verbindet (d. h. eine Verbindung herstellt).
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Die Nut 22 ist an der Sackoberfläche 16 ausgebildet, um sich zwischen den Einlässen 17 zu erstrecken. Ein Ende 22a auf der stromaufwärts liegenden Seite der Nut 22 ist stromaufwärts von der oberen Öffnungskante 17a des Einlasses 17 positioniert. Die Nut 22 kann in einer Kegelform ausgebildet sein, d. h. die Nut 22 kann von dem stromaufwärts liegenden Ende 22a zu dem stromabwärts liegenden Ende der Nut 22 graduell tiefer ausgebildet sein.
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Der Verbindungskanal 23 erstreckt sich in der Umfangsrichtung des Düsenkörpers 3. Genauer genommen ist der Verbindungskanal 23 eine ringförmige Nut 24, die ringförmig auf der mittleren Oberfläche 16a ausgebildet ist. Die ringförmige Nut 24 ist zwischen dem Einlass 17 und der Nut 22 verbunden, um den Einlass 17 und die Nut 22 zu verbinden. Die ringförmige Nut 24 weist eine durchgängige Tiefe über die Umfangsrichtung des Düsenkörpers 3 auf.
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(Betrieb und Wirkung)
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Nachstehend werden ein Betrieb und die Wirkung gemäß der ersten Ausführungsform mit Bezug auf die 5 bis 9 beschrieben.
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Ein Vergleichsbeispiel wird mit Bezug auf 7 beschrieben.
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Bei dem Vergleichsbeispiel sind die Nut 22 und der Verbindungskanal 23, die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind, nicht bereitgestellt. Daher strömt der meiste Kraftstoff entlang einer oberen Oberfläche 16b zu dem Einlass 17 und wird danach direkt durch den Einlass 17 in das Einspritzloch 14 eingeleitet, wenn sich das Kontaktteil 13 von dem Ventilsitz 10 trennt.
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Wenn ein Einströmwinkel, bei dem die größte Menge des Kraftstoffs in das Einspritzloch 14 fließen kann, als θin definiert ist, ist der Einströmwinkel θin des Vergleichsbeispiels ist ein Winkel zwischen der oberen Oberfläche 16b und der Strömungsachse F des Einspritzlochs 14. Wenn der kegelförmige Sacktyp verwendet wird, der den Einströmwinkel θin in einem Spitzenwinkel herstellt, wie obenstehend beschrieben ist, kann daher eine Kraftstoffströmungstrennung A, insbesondere um den Einlass 17 des Einspritzlochs 14, leicht auftreten.
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Wie hingegen in den 5 und 6 gemäß der Düse 1 der ersten Ausführungsform gezeigt ist, strömt eine große Menge des Kraftstoffs in die Nut 22, die einen Raum der Sackkammer 12 vergrößert, wenn sich das Kontaktteil 13 von dem Ventilsitz 10 trennt. Danach strömt der Kraftstoff durch den Verbindungskanal 23 und danach strömt er entlang der mittleren Oberfläche 16a in den Einlass 17. Schließlich wird der Kraftstoff durch den Einlass 17 in das Einspritzloch 14 eingeleitet. Das heißt, der Kraftstoff wird durch eine Strömung entlang der mittleren Oberfläche 16a in der Umfangsrichtung in das Einspritzloch 14 eingeleitet.
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Demzufolge ist der Einströmwinkel θin der ersten Ausführungsform ein Winkel zwischen der mittleren Oberfläche 16a und der Strömungsachse F, wie in 6 gezeigt ist.
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Selbst wenn ein Winkel zwischen der oberen Oberfläche 16b und der Strömungsachse F klein ist (d. h. spitz), kann demzufolge der Einströmungswinkel θin stumpf (d. h. groß) hergestellt werden, indem der Kraftstoff umgeleitet so wird, dass er entlang der mittleren Oberfläche 16a und danach durch den Umleitungsabschnitt 20 in den Einlass 17 strömt. Mit anderen Worten leitet der Umleitungsabschnitt 20 den Kraftstoff um, sodass er entlang der mittleren Oberfläche 16a strömt, bevor er in den Einlass 17 strömt.
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Demzufolge kann eine Kraftstoffströmungsteilung A unterdrückt werden, und daher kann eine Sprühdurchdringungskraft erhöht werden, und eine Rauchemissionsmenge kann verringert werden.
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Obwohl bei der ersten Ausführungsform eine Strömung zu dem Einlass 17 entlang der oberen Oberfläche 16 auftreten kann, strömt eine große Menge des Kraftstoffs in die Nuten 22. Daher wird der Einströmwinkel θin ausgebildet, wenn der Kraftstoff durch die Nut 22 und den Verbindungskanal 23 und in das Einspritzloch 14 strömt.
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Eine Menge des Kraftstoffs, die entlang der oberen Oberfläche 16b zu dem Einlass 17 strömt, wird verringert, wenn Strömungskanalquerschnittsflächen von jeder Nut 22 und des Verbindungskanals 23 vergrößert werden. Daher wird der Einströmwinkel θin, der die Durchdringungskraft beeinflusst, hauptsächlich durch die Kraftstoffströmung gebildet, die durch die Nut 22 geströmt ist, wenn die Nuten 22 und der Verbindungskanal 23 eine große Querschnittsfläche aufweisen.
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Selbst wenn eine Querschnittsfläche der Nut 22 und der Verbindungskanal 23 klein sind, kann ferner immer noch die Kraftstoffströmungsteilung A innerhalb des Einspritzlochs 14 stärker unterdrückt werden als bei dem Vergleichsbeispiel. Daher kann die Sprühdurchdringungskraft erhöht werden. Deshalb wird immer noch die Kraftstoffströmung zu der Nut 22 erzeugt, selbst wenn die Nut 22 eine kleine Querschnittsfläche aufweist, und somit kann der Kraftstoff zu der mittleren Oberfläche 16a strömen.
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8 zeigt ein Diagramm, das den Einströmwinkel θin der ersten Ausführungsform und den Einströmwinkel θin des Vergleichsbeispiels vergleichsweise darstellt.
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Wie in 8 gezeigt ist, ist der Einströmwinkel θin der ersten Ausführungsform ein stumpfer Winkel (d. h. mehr als 90°), wohingegen der Einströmwinkel θin des Vergleichsbeispiels ein spitzer Winkel ist (d. h. weniger als 90°).
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9 zeigt ein Diagramm, das ein Verhältnis der Kraftstoffströmungsteilung A der ersten Ausführungsform und ein Verhältnis der Kraftstoffströmungsteilung A des Vergleichsbeispiels vergleichsweise darstellt. Das Verhältnis der Kraftstoffströmungsteilung A bedeutet ein Verhältnis einer Länge L der Kraftstoffströmungsteilung A entlang der Strömungsachse F zu einer Länge Lh des Einspritzlochs 14 (d. h. L/Lh). Wie in 9 gezeigt ist, kann das Verhältnis L/Lh der ersten Ausführungsform auf etwa die Hälfte von denjenigen des Vergleichsbeispiels verringert werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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Nachstehend wird eine Düse 1 gemäß der zweiten Ausführungsform hauptsächlich hinsichtlich unterschiedlicher Teile im Vergleich zu der ersten Ausführungsform mit Bezug auf die 10 und 11 beschrieben.
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Bei der zweiten Ausführungsform ist der Verbindungskanal 23, der bei der ersten Ausführungsform beschrieben ist, nicht bereitgestellt. Eine Nut 22 erstreckt sich in einer axialen Richtung des Düsenkörpers 3, sodass ein Ende der Nut 22 zwischen einem spitzen Ende 3a eines Düsenkörpers 3 und eines Einlasses 17 in der axialen Richtung positioniert ist.
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Infolgedessen strömt ein Kraftstoff entlang einer mittleren Oberfläche 16a durch die Nut 22, um eine untere Oberfläche 16c zu erreichen. Danach strömt der Kraftstoff entlang der unteren Oberfläche 16c zu dem Einlass 17 (siehe den Pfeil in 10). Demzufolge ist ein Einströmwinkel θin der zweiten Ausführungsform ein Winkel zwischen der unteren Oberfläche 16c und einer Strömungsachse F, wie in 11 gezeigt ist.
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Selbst wenn ein Winkel zwischen einer oberen Oberfläche 16b und der Strömungsachse F klein ist, kann demzufolge der Einströmwinkel θin stumpf (d. h. groß) hergestellt werden, indem der Kraftstoff so umgeleitet wird, dass er entlang der mittleren Oberfläche 16a und der unteren Oberfläche 16c strömt, bevor er in den Einlass 17 strömt. Somit kann unterdrückt werden, dass die Kraftstoffströmungsteilung auftritt, und daher kann der Druckverlust verringert werden.
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(Dritte Ausführungsform)
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Nachstehend wird eine Düse 1 gemäß der dritten Ausführungsform hauptsächlich hinsichtlich der unterschiedlichen Teile im Vergleich zu der ersten Ausführungsform mit Bezug auf 12 beschrieben.
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Bei der dritten Ausführungsform erstreckt sich eine Nut 22 in einer axialen Richtung eines Düsenkörpers 3, sodass ein Ende der Nut 22 zwischen einem Spitzenende 3a eines Düsenkörpers 3 und einer unteren Öffnungskante 17b eines Einlasses 17 eines Einspritzlochs 14 in der axialen Richtung positioniert ist.
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Die Nut 22 steht mit dem Einlass 17 durch einen Verbindungskanal 23 in Verbindung. Der Verbindungsabschnitt der Nut 22 mit dem Verbindungskanal 23 ist zwischen den beiden Enden der Nut 22 positioniert.
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Daher wird eine Strömung entlang einer mittleren Oberfläche 16a, wie sie in den 5 und 6 gezeigt ist, und eine Strömung entlang einer unteren Oberfläche 16c, wie sie in den 10 und 11 gezeigt ist, erzeugt. Mit anderen Worten wird der Kraftstoff so umgeleitet, dass er entlang der mittleren Oberfläche 16a und der unteren Oberfläche 16c strömt, bevor er in den Einlass 17 des Einspritzlochs 14 strömt.
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Daher können ein Betrieb und eine Wirkung, wie sie in der ersten und zweiten Ausführungsform beschrieben sind, erzielt werden.
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(Vierte Ausführungsform)
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Als Nächstes wird eine Düse 1 gemäß der vierten Ausführungsform hauptsächlich hinsichtlich der unterschiedlichen Teile im Vergleich zu der ersten Ausführungsform mit Bezug auf 13 beschrieben.
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Bei der vierten Ausführungsform weist eine Düse 1 eine Sackkammer 12 mit einer unterschiedlichen Form zu der ersten Ausführungsform auf. Die Düse 1 der vierten Ausführungsform weist die Sackkammer 12 mit einer Form auf, die Minisacktyp genannt wird.
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Das heißt eine Sackoberfläche 16 der vierten Ausführungsform umfasst eine zylindrische Oberfläche 31 und eine halbkugelförmige Oberfläche 32. Die zylindrische Oberfläche 31 ist mit einem Ende einer kegelstumpfförmigen Oberfläche nahe einem spitzen Ende 3a eines Düsenkörpers 3 verbunden. Die kegelstumpfförmige Oberfläche ist mit einem Ventilsitz 10 ausgebildet. Die halbkugelförmige Oberfläche 32 ist mit einem Ende der zylindrischen Oberfläche 31 nahe dem Spitzenende 3a des Düsenkörpers 3 verbunden. Das spitze Ende 3a des Düsenkörpers 3 wird durch die Sackoberfläche 16 mit einer Halbkugelform geschlossen, und an der zylindrischen Oberfläche 31 ist ein Einlass 17 ausgebildet.
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Gemäß der vierten Ausführungsform können ein Betrieb und Wirkungen, wie sie bei der ersten Ausführungsform beschrieben sind, erzielt werden.
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(Fünfte Ausführungsform)
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Als Nächstes wird eine Düse 1 gemäß der fünften Ausführungsform hauptsächlich hinsichtlich der unterschiedlichen Teile im Vergleich zu der ersten Ausführungsform mit Bezug auf 14 beschrieben.
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Bei der fünften Ausführungsform wird ein Beispiel zur Ausbildung einer Nut 22 bereitgestellt.
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Die Nut 22 kann durch eine Mehrzahl von Löchern ausgebildet sein, die durch einen Bohrer hergestellt werden. Die Löcher sind miteinander verbunden, um eine Nut 22 zu bilden. Ferner kann durch Gegenbohrungen eine ringförmige Nut 24 ausgebildet werden.
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(Sechste Ausführungsform)
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Als Nächstes wird eine Düse 1 gemäß der sechsten Ausführungsform hauptsächlich hinsichtlich der unterschiedlichen Teile im Vergleich zu der ersten Ausführungsform mit Bezug auf die 15 und 16 beschrieben.
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Ein Umleitungsabschnitt 20 der sechsten Ausführungsform umfasst Vorsprünge 35, die an einer oberen Oberfläche 16b (d. h. zweiter Oberfläche) ausgebildet sind. Das heißt, ein Einlass 17 ist zwischen dem Vorsprung 35 und einem Spitzenende 3a eines Düsenkörpers 3 in einer axialen Richtung des Düsenkörpers 3 positioniert.
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Jeder Vorsprung 35 ist unmittelbar über (d. h. stromaufwärts von) dem Einlass 17 positioniert. Eine Breite des Vorsprungs 35 in einer Umfangsrichtung des Düsenkörpers 3 ist im Wesentlichen dieselbe wie ein Durchmesser des Einlasses 17.
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Daher wird der Kraftstoff durch den Vorsprung 35 umgeleitet, sodass er zu einer mittleren Oberfläche 16a in der Mitte der Strömung entlang der oberen Oberfläche 16b strömt, und danach entlang der mittleren Oberfläche 16a zu dem Einlass 17 strömt (siehe Pfeil in 16).
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Somit ist ein Einströmwinkel θin, wie bei der ersten Ausführungsform, ein Winkel zwischen der mittleren Oberfläche 16a und einer Strömungsachse F, und demzufolge werden bei der sechsten Ausführungsform ein Betrieb und Wirkungen erzielt, wie sie für die erste Ausführungsform beschrieben sind.
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Es sollte beachtet werden, dass die Düse 1 der ersten Ausführungsform die Vorsprünge 35 aufweisen kann, wie sie bei der sechsten Ausführungsform beschrieben sind.
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Das heißt, sowohl die Nuten 22 als auch die Vorsprünge 35 können in der Düse 1 zur selben Zeit verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 59139578 U [0005]
- JP 03-78562 A [0006]
- JP 05-99099 A [0008]
