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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil, das einen Kraftstoffwirbel an einer stromaufwärtsliegenden Seite einer Kraftstoffeinspritzöffnung erzeugt und den verwirbelten Kraftstoff von der Kraftstoffeinspritzöffnung einspritzt.
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Dieser Kraftstoffeinspritzventiltyp ist bekannt und in der
japanischen vorläufigen Patentveröffentlichungs-Nr. 2003-336562 (nahstehend als „JP 2003-336562” bezeichnet) offenbart. Dieses Kraftstoffeinspritzventil weist ein Ventilsitzelement mit einem Ventilsitz und einer Einspritzplatte auf, die mit einer vorderen Endfläche des Ventilsitzelements verbunden ist und eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzöffnungen aufweist. Ferner sind ein Querkanal, der mit einer stromabwärtsliegenden Seite des Ventilsitzes in Verbindung steht, und eine Wirbelkammer, in der sich ein stromabwärtsliegendes Ende dieses Querkanals in eine Tangentialrichtung öffnet, für jede Kraftstoffeinspritzöffnung zwischen dem Ventilsitzelement und der Einspritzplatte vorgesehen. Der Kraftstoff wird in der Wirbelkammer verwirbelt und dieser verwirbelte Kraftstoff wird von der Kraftstoffeinspritzöffnung ausgestoßen oder eingespritzt. Die Kraftstoffeinspritzöffnung ist um einen vorbestimmten Abstand von einem Mittelpunkt der Wirbelkammer zu einem stromaufwärtsliegenden Ende des Querkanals versetzt oder dezentriert bzw. exzentrisch. Eine Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffs wird mit dieser Anordnung gefördert und ein Kraftstoffeinspritzansprechen bzw. -reaktion erhöht.
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Ferner ist in der
JP 2003-336562 der Querkanal so angeordnet, dass seine Richtung vom Mittelpunkt der Wirbelkammer versetzt ist, und sich das stromabwärtsliegende Ende des Querkanals in die Tangentialrichtung der Wirbelkammer öffnet. Außerdem ist eine Eintrittsöffnung der Kraftstoffeinspritzöffnung so ausgebildet, um eine Verlängerungslinie nicht zu kreuzen, die sich von und entlang einer Seitenfläche, die an der Mittelpunktseite der Wirbelkammer angeordnet ist, von den zwei Seitenflächen des Querkanals zur Wirbelkammer erstreckt, und auch so ausgebildet, um an der Mittelpunktseite der Wirbelkammer bezüglich der Verlängerungslinie auf einer Bodenfläche der Wirbelkammer positioniert zu sein. Das heißt, die Kraftstoffeinspritzöffnung ist auf der Bodenfläche der Wirbelkammer positioniert und öffnet sich auf dieser, von wo die Kraftstoffeinspritzöffnung nicht vom stromaufwärtsliegenden Ende der Querkanalseite durch den Querkanal sichtbar ist (siehe
6 und
12 auf
JP 2003-336562 ).
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Im Kraftstoffeinspritzventil, wie der
JP 2003-336562 , die den Querkanal, der mit der stromabwärtsliegenden Seite des Ventilsitzes in Verbindung ist, und die Wirbelkammer aufweist, in der sich das stromabwärtsliegende Ende des Querkanals in die Tangentialrichtung öffnet, hat ein Querschnittsbereich des Querkanals und ein Querschnittsbereich (ein Durchmesser) der Kraftstoffeinspritzöffnung einen Einfluss auf eine Durchflussmenge des Kraftstoffs, der von der Kraftstoffeinspritzöffnung eingespritzt wird. Infolge dessen ist es notwendig, den Querschnittsbereich des Querkanals und den Querschnittsbereich einer Kraftstoffeinspritzöffnung einzustellen, um einen Nutzen der Spezifikationen bzw. Vorgaben für die eingespritzte Kraftstoffdurchflussmenge zu erfüllen.
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Wenn jedoch der Querschnittsbereich des Querkanals und der Querschnittsbereich der Kraftstoffeinspritzöffnung geändert werden, um die eingespritzte Kraftstoffdurchflussmenge einzustellen, wird eine Spritzstrahlform bzw. Sprühform (ein Sprühwinkel und ein Partikeldurchmesser) des eingespritzten Kraftstoffs von der Kraftstoffeinspritzöffnung signifikant und danach eine Zerstäubungsleistung beträchtlich geändert. Daher sind der Querschnittsbereich des Querkanals und der Querschnittsbereich der Kraftstoffeinspritzöffnung nicht einfach zu gestalten, sodass sowohl die Zerstäubungsleistung als auch die Kraftstoffdurchflussmenge die Spezifikationen erfüllt. Oder es ist nicht einfach, im Kraftstoffeinspritzventil, das eingerichtet ist, um eine gewünschte Zerstäubungsleistung gewährleisten zu können, den Querschnittsbereich des Querkanals und den Querschnittsbereich der Kraftstoffeinspritzöffnung zu ändern, um die Kraftstoffdurchflussmenge einzustellen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung eines Kraftstoffeinspritzventils mit der Wirbelkammer und dem Querkanal (Querdurchgang), der mit der Wirbelkammer in Verbindung steht, zu schaffen, dass die Durchflussmenge des Kraftstoffs, der von der Kraftstoffeinspritzöffnung eingespritzt wird, einstellen kann, während die Änderung der Zerstäubungsleistung unterdrückt wird. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung weist ein Kraftstoffeinspritzventil auf: einen Ventilkörper; einen Ventilsitz, auf dem der Ventilkörper in einem Ventilschließzustand angeordnet ist, und von dem der Ventilkörper in einem Ventilöffnungszustand getrennt ist; und eine Düsenplatte, die an einer stromabwärtsliegenden Seite des Ventilsitzes vorgesehen ist. Die Düsenplatte weist auf: (a) eine Kraftstoffeinspritzöffnung; b) eine Wirbelkammer, auf deren Bodenfläche sich eine Eintrittsöffnung der Kraftstoffeinspritzöffnung öffnet, wobei die Bodenfläche mit einer inneren Umfangswand umschlossen ist und eine Wirbelstrompassage des Kraftstoffs um die Eintrittsöffnung herum ausgebildet ist; und (c) einen Querdurchgang, dessen eine Seitenwand mit einer stromaufwärtsliegenden Seite der inneren Umfangswand in eine Fließrichtung des verwirbelten Kraftstoffs verbunden ist, und dessen andere Seitenwand mit einer stromabwärtsliegenden Seite der inneren Umfangswand verbunden ist, um sich so zur inneren Umfangswand der Wirbelkammer zu öffnen, um den Kraftstoff der Wirbelkammer zuzuführen. Wenn eine erste Verlängerungslinie abgebildet wird, die die eine Seitenwand des Querdurchgangs kontaktiert und sich entlang der einen Seitenwand erstreckt, und eine zweite Verlängerungslinie abgebildet wird, die die andere Seitenwand des Querdurchgangs kontaktiert und sich entlang der anderen Seitenwand erstreckt, und wenn als Projektionszeichnung die Kraftstoffeinspritzöffnung, die Wirbelkammer, der Querdurchgang und die ersten und zweiten Verlängerungslinien auf eine ebene Fläche projiziert werden, die senkrecht zu einer axialen Mittellinie des Kraftstoffeinspritzventils ist, wird die Eintrittsöffnung der Kraftstoffeinspritzöffnung auf der ebenen Fläche festgelegt, sodass die Eintrittsöffnung die zweite Verlängerungslinie kreuzt und an einer Seite einer Seitenwand oder an einer Seite einer ersten Verlängerungslinie positioniert wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Durchflussmenge des Kraftstoffs, der von der Kraftstoffeinspritzöffnung eingespritzt wird, einzustellen, während die Änderung der Zerstäubungsleistung unterdrückt wird. Dies kann das Design bzw. die Gestaltung des Kraftstoffeinspritzventils erleichtern und die Designänderung einfacher machen.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung. Darin zeigt:
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1 eine Querschnittsansicht in axialer Richtung (einen vertikalen Querschnitt) eines Kraftstoffeinspritzventils, die entlang einer Ventilachse (einer axialen Mittellinie) des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der vorliegenden Erfindung geschnitten ist.
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2 eine vergrößerte Querschnittsansicht der Umgebung (eines Düsenteils) eines Ventilteils und eines Kraftstoffeinspritzteils des Kraftstoffeinspritzventils, das in 1 dargestellt ist, die entlang einer Linie II-II in 3 aufgenommen ist.
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3 eine obere Ansicht der Düsenplatte, wie sie von einer Linie III-III in 1 gesehen wird.
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4 eine vergrößerte obere Ansicht einer Wirbelkammer und einer Kraftstoffeinspritzöffnung (eine vergrößerte obere Ansicht eines IV-Bereichs in 3).
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5 eine Zeichnung, die ein Analysenergebnis eines Kraftstoffflusses an einem Querschnitt darstellt, der entlang einer Linie V-V in 4 aufgenommen ist.
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6 ein Vergleichsbeispiel einer Konfiguration eines Querdurchgangs, einer Wirbelkammer und einer Kraftstoffeinspritzöffnung.
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7 eine Zeichnung, die ein Analysenergebnis eines Kraftstoffflusses an einem Querschnitt darstellt, der entlang einer Linie VII-VII in 6 aufgenommen ist.
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8 ein Querschnitt eines Verbrennungsmotors, in dem das Kraftstoffeinspritzventil befestigt ist
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf 1 bis 8 erläutert.
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Eine allgemeine Konfiguration oder Anordnung eines Kraftstoffventils 1 wird unter Verwendung von 1 erläutert. 1 ist eine Querschnittsansicht in axialer Richtung (ein vertikaler Querschnitt) des Kraftstoffeinspritzventils 1, die entlang einer Ventilachse 1a (einer axialen Mittellinie) des Kraftstoffeinspritzventils 1 der vorlegenden Ausführungsform geschnitten ist. Die axiale Mittellinie 1a stimmt mit einer Achse (Ventilachse) eines beweglichen Elements 27 überein, an dem ein nachstehend erwähnter Ventilkörper 17 fixiert ist. Die axiale Mittellinie 1a stimmt auch mit einer axialen Mittellinie eines nachstehend erwähnten zylindrischen Körpers 5 und stimmt ferner mit einer Mittellinie eines nachstehend erwähnten Ventilsitzes 15b überein.
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Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist mit dem aus Metall hergestellten zylindrischen Körper 5 versehen, der sich von einem oberen Endbereich zu einem unteren Endbereich des Kraftstoffeinspritzventils 1 erstreckt. Ein Kraftstoffdurchfluss 3 ist innerhalb des zylindrischen Körpers 5 ausgebildet, um sich so im Wesentlichen entlang der axialen Mittellinie 1a zu erstrecken. In 1 ist der obere Endbereich (eine obere Endseite) als Basisendbereich (eine Basisendseite) und der untere Endbereich (eine untere Endseite) als oberer Endbereich (eine obere Endseite) bezeichnet. Dieser Basisendbereich (Basisendseite) und obere Endbereich (obere Endseite) basieren auf einer Kraftstofffließrichtung. Das heißt, der Basisendbereich ist eine stromaufwärtsliegende Seite in Kraftstofffließrichtung und der obere Endbereich ist eine stromabwärtsliegende Seite in die Kraftstofffließrichtung. In der vorliegenden Spezifikation basieren zur zweckmäßigen Erläuterung ferner obere und untere Positionen von jedem Element oder jeder Komponente auf 1, und diese oberen und unteren Positionen haben nichts mit oben-unten-Richtungen in einem befestigten Zustand des Kraftstoffeinspritzventils 1 in einem Verbrennungsmotor zu tun.
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Der zylindrische Körper 5 ist an einem Basisendbereich davon mit einer Kraftstoffzuführungsöffnung 2 versehen. Ein Kraftstofffilter 13 ist an der Kraftstoffzuführöffnung 2 fixiert. Der Kraftstofffilter 13 ist ein Element bzw. Bauteil, um Fremdkörper, die im Kraftstoff enthalten sind, zu filtern.
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Der zylindrische Körper 5 ist ferner am Basisendbereich davon mit einem O-Ring 11 versehen. Der O-Ring 11 fungiert als Abdichtelement, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 1 mit einer Kraftstoffleitung verbunden ist.
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Am oberen Endbereich des zylindrischen Körpers 5 sind ein Ventilteil 7, das durch den Ventilkörper 17 ausgebildet ist, und ein Ventilsitzelement 15 ausgebildet.
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Das Ventilsitzelement 15 weist eine stufenförmige Ventilkörper-Aufnahmeöffnung 15a auf, um den Ventilkörper 17 aufzunehmen. Eine konische Fläche ist an einer bestimmten Position innerhalb der Ventilkörper-Aufnahmeöffnung 15a und der Ventilsitz 15b in dieser kegelförmigen Fläche ausgebildet. Eine Führungsfläche 15c zur Führungsbewegung des Ventilkörpers 17 in eine Richtung entlang der axialen Mittellinie 1a ist an einer stromaufwärtsliegenden Seite (einer Basisendseite) bezüglich des Ventilsitzes 15b in der Ventilkörper-Aufnahmeöffnung 15a ausgebildet. In Verbindung mit dem Ventilsitz 15b und dem Ventilkörper 17 ist ein Kraftstoffdurchfluss bzw. Kraftstoffdurchgang geöffnet und geschlossen. Wenn insbesondere der Ventilkörper 17 auf dem Ventilsitz 15 angeordnet ist, ist der Kraftstoffdurchgang geschlossen, und wenn der Ventilkörper 17 vom Ventilsitz 15b getrennt ist, ist der Kraftstoffdurchgang geöffnet.
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Das Ventilsitzelement 15 ist in den zylindrischen Körper 5 an einer Innenseite eines oberen Endes des zylindrischen Körpers 5 eingesetzt und am zylindrischen Körper 5 durch Laserschweißung fixiert. Die Laserschweißung 19 (ein Laserschweißbereich) wird über einen gesamten Umfang des zylindrischen Körpers 5 von einer äußeren Umfangseite des zylindrischen Körpers 5 durchgehend ausgeführt.
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Die Ventilkörper-Aufnahmeöffnung 15a durchdringt das Ventilsitzelement 15 in die Richtung entlang der axialen Mittellinie 1a.
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Eine Düsenplatte 21n ist an einer unteren Endfläche (einer oberen Endfläche) des Ventilsitzelements 15 fixiert. Die Düsenplatte 21n schließt eine Öffnung des Ventilsitzelements 15, die durch die Ventilkörper-Aufnahmeöffnung 15a ausgebildet ist.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Kraftstoffeinspritzteil 21, das verwirbelten Kraftstoff ausstößt oder einspritzt, durch das Ventilsitzelement 15 und die Düsenplatte 21n ausgebildet. Die Düsenplatte 21n ist am Ventilsitzelement 15 durch Laserschweißung fixiert. Die Laserschweißung 23 (ein Laserschweißbereich) wird über einen Umfang eines vorgesehenen Bereichs der Einspritzöffnung bzw. den Einspritzöffnungs-Bestimmungsbereich durchgehend ausgeführt, wo Kraftstoffeinspritzöffnungen 220-1, 220-2, 220-3 und 220-4 (siehe 3) ausgebildet sind, um so den Einspritzöffnungs-Bestimmungsbereich zu umschließen.
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Das Ventilsitzelement 15 kann am zylindrischen Körper 5 durch Laserschweißung fixiert werden, nachdem es an der Innenseite des oberen Endes des zylindrischen Körpers 5 eingesetzt und durch Presspassung angeordnet ist.
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Als Ventilkörper 17 wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Kugelventil mit einer kugelförmigen Form verwendet. Daher wird eine Mehrzahl von ausgeschnittenen Flächen 17a in einigen bzw. vorgegebenen Abständen in eine Umfangsrichtung des Ventilkörpers 17 an einem Bereich ausgebildet, der der Führungsfläche 15c des Ventilsitzelements 15 zugewandt ist. Diese ausgeschnittenen Flächen 17a stellen Zwischenräume oder Aussparungen zwischen einer inneren Umfangsfläche des Ventilsitzelements 15 und des Ventilkörpers 17 dar, und der Kraftstoffdurchgang wird durch diese Zwischenräume gebildet. Hier kann der Ventilkörper 17 durch ein anderes Element als das Kugelventil ausgebildet werden. Es kann zum Beispiel ein Nadelventil verwendet werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform bilden das Ventilteil 7 mit dem Ventilsitzelement 15 und der Ventilkörper 17 und die Düsenplatte 21n ein Düsenteil, um den Kraftstoff auszustoßen oder einzuspritzen. Die Düsenplatte 21n, an der eine nachfolgend erwähnte Kraftstoffeinspritzöffnung 220 und ein Verwirbelungsdurchgang bzw. Wirbelpassage 210 (ein querlaufender Durchgang bzw. Querdurchgang 211 und eine Wirbelkammer 212) ausgebildet sind, ist an einer oberen Endfläche eines Düsenteilkörpers, der das Ventilteil 7 aufweist, fixiert.
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Ein Betätigungsteil 9, um den Ventilkörper 17 zu betätigen, ist an einem mittleren Teil des zylindrischen Körpers 5 angeordnet. Das Betätigungsteil 9 wird durch einen elektromagnetischen Aktuator gebildet. Insbesondere wird das Betätigungsteil 9 durch einen fixierten Kern 25, das bewegliche Element 27 (ein bewegliches Bauteil), eine elektromagnetische Spule 29 und einen Bügel 33 gebildet.
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Der fixierte Kern 25 ist aus einem magnetischen Metallwerkstoff hergestellt und an einer Innenseite am mittleren Teil der Längsrichtung des zylindrischen Körpers 5 durch Presspassung fixiert. Der fixierte Kern 25 ist zylinderförmig und weist eine Durchdringungsöffnung 25a auf, die die Mitte des fixierten Kerns 25 in die Richtung entlang der axialen Mittellinie 1a durchdringt. Der fixierte Kern 25 ist am zylindrischen Körper 5 durch Schweißung fixiert, oder kann am zylindrischen Körper 5 durch Presspassung und Schweißung fixiert werden.
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Das bewegliche Element 27 ist an einer oberen Endseite bezüglich des fixierten Kerns 25 im zylindrischen Körper 5 angeordnet. Ein beweglicher Kern 27a ist an einer Basisendseite des beweglichen Elements 27 vorgesehen. Der bewegliche Kern 27a ist dem fixierten Kern 25 über eine kleine Aussparung 6 zugewandt. Das bewegliche Element 27 ist an einer oberen Endseite davon mit einem kleinen Durchmesserteil 27b vorgesehen und der Ventilkörper 17 ist an einem oberen Ende dieses kleinen Durchmesserteils 27b durch Schweißung fixiert. In der vorliegenden Ausführungsform sind der bewegliche Kern 27a und ein fixiertes Teil 27b einstückig ausgebildet (als verbundenes bzw. integriertes Element, das aus demselben Material hergestellt ist). Diese beiden Elemente können jedoch separat vorgesehen und zusammen fixiert werden. Das bewegliche Element 27 weist den Ventilkörper 17 auf und bewegt den Ventilkörper 17 in eine Ventilöffnungs-/Schließrichtung.
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Der Ventilkörper 17 kontaktiert das (ist angeordnet auf dem) Ventilsitzelement 15 und eine äußere Umfangsfläche des beweglichen Kerns 27a kontaktiert ebenfalls eine innere Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 5, wodurch eine Bewegung in die Richtung entlang der axialen Mittellinie 1a (in die Ventilöffnungs-/Schließrichtung) des beweglichen Elements 27 an diesen zwei Punkten in die Ventilachsenrichtung abgestützt und geführt wird.
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Der bewegliche Kern 27a wird an einer Endfläche davon, die dem fixierten Kern 25 zugewandt ist, mit einem vertieften Bereich 27c vorgesehen. Ein Federsitz 27e einer Feder 39 (eine Schraubenfeder) ist an einer Bodenfläche des vertieften Bereichs 27c ausgebildet. An einer inneren Umfangsseite des Federsitzes 27e ist eine Durchdringungsöffnung 27f ausgebildet, um so das kleine Durchmesserteil 27b (das Fixierteil) bis zu einem oberen Endseiten-Endbereich des kleinen Durchmesserteils 27b (des Fixierteils) entlang der axialen Mittellinie 1a zu durchdringen. Ferner ist der kleine Durchmesserteil 27b an einer Seitenfläche davon mit einem Öffnungsbereich 27d versehen. Die Durchdringungsöffnung 27f öffnet sich zu einer Bodenfläche des vertieften Bereichs 27c und der Öffnungsbereich 27d öffnet sich auch zu einer äußeren Umfangsfläche des kleinen Durchmesserteils 27b, wodurch der Kraftstoffdurchgang 3 gebildet wird, der den Kraftstoffdurchgang 3, der am fixierten Kern 25 ausgebildet ist, und das Ventilteil 7 verbindet.
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Die elektromagnetische Spule 29 ist an einem äußeren Umfang des zylindrischen Körpers 5 in einer Position eingesetzt oder eingepasst, in der der fixierte Kern 25 und der bewegliche Kern 27a einander über die kleine Aussparung 6 zugewandt sind. Die elektromagnetische Spule 29 ist um eine rohrförmige Spule 31, die aus einem Kunstharzwerkstoff hergestellt ist, herumgewickelt, und wird danach am äußeren Umfang des zylindrischen Körpers 5 eingesetzt oder eingepasst. Die elektromagnetische Spule 29 ist elektrisch über ein Verdrahtungselement 45 mit einem Steckerstift 43, der an einem Stecker 41 vorgesehen ist, verbunden.
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Eine Antriebsschaltung bzw. Ansteuerungsschaltung (nicht dargestellt) ist mit dem Stecker 41 verbunden und ein Antriebsstrom fließt zur elektromagnetischen Spule 29 über den Steckerstift 43 und das Verdrahtungselement 45.
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Der Bügel 33 ist aus einem magnetischen Metallwerkstoff hergestellt. Der Bügel 33 ist an einer äußeren Umfangsseite der elektromagnetischen Spule 29 angeordnet, um so die elektromagnetische Spule 29 zu umschließen, und dient als Gehäuse des Kraftstoffeinspritzventils 1.
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Ferner liegt ein unterer Endbereich des Bügels 33 der äußeren Umfangsfläche des beweglichen Kerns 27a durch den zylindrischen Körper 5 gegenüber, steht dann mit dem beweglichen Kern 27a und dem fixierten Kern 25 in Verbindung, und der Bügel 33 bildet einen geschlossenen magnetischen Weg, wo ein magnetischer Fluss fließt, der durch eine Stromzufuhr zur elektromagnetischen Spule 29 erzeugt wird.
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Die Schraubenfeder 39 ist in einem zusammengedrückten Zustand von der Durchdringungsöffnung 25a des fixierten Kerns 25 zum vertieften Bereich 27c des beweglichen Elements 27 eingesetzt. Die Schraubenfeder 39 fungiert als Druckelement, das das bewegliche Element 27 in eine Richtung drückt (in eine Ventilschließrichtung), in der der Ventilkörper 17 den Ventilsitz 15b kontaktiert (darauf angeordnet ist).
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Ein Einsteller 35 (ein Einstellelement) ist innerhalb der Durchdringungsöffnung 25a des fixierten Kerns 25 angeordnet. Ein Basisendseiten-Endbereich der Schraubenfeder 39 berührt eine obere Endseiten-Endfläche des Einstellers 35. Durch Einstellen einer Position des Einstellers 35 in die Richtung entlang der axialen Mittellinie 1a in der Durchdringungsöffnung 25a wird eine Vorspannkraft des beweglichen Elements 7 (das heißt des Ventilkörpers 17) durch die Schraubenfeder 39 eingestellt.
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Der Einsteller 35 weist den Kraftstoffdurchgang 3 auf, der die Mitte des Einstellers 35 in die Richtung entlang der axialen Mittellinie 1a durchdringt.
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Nachdem der Kraftstoff im Kraftstoffdurchgang 3 des Einstellers 35 fließt, fließt der Kraftstoff zum Kraftstoffdurchgang 3 eines oberen Endseitenbereichs der Durchdringungsöffnung 25a des fixierten Kerns 25, und fließt danach in den Kraftstoffdurchgang 3, der im beweglichen Element 27 ausgebildet ist.
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Der zylindrische Körper 5 ist am oberen Endbereich davon mit einem O-Ring 46 versehen. Der O-Ring 46 fungiert als Dichtung, die eine Aussparung zwischen einer inneren Umfangsfläche einer Einsetzöffnung 109a (siehe 8), die an der Motorseite ausgebildet ist, und eine äußere Umfangsfläche des Bügels 33 luft- und flüssigkeitsdicht ab, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 1 im Verbrennungsmotor befestigt ist.
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Das Kraftstoffeinspritzventil 1 wird gegossen bzw. geformt und durch eine Kunstharzabdeckung 47 von der Mitte bis fast zu einem Basisendseiten-Endbereich des Kraftstoffeinspritzventils 1 abgedeckt. Ein oberer Endseiten-Endbereich der Kunstharzabdeckung 47 deckt einen Teil eines Basisendbereichs des Bügels 33 ab.
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Ferner deckt die Kunstharzabdeckung 47 auch das Verdrahtungselement 45 ab. Der Stecker 41 ist einstückig mit der Kunstharzabdeckung 47 ausgebildet.
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Als nächstes wird eine Funktion bzw. Tätigkeit des Kraftstoffeinspritzventils 1 erläutert.
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Wenn die elektromagnetische Spule nicht unter Strom gesetzt ist (das heißt, wenn der Antriebsstrom nicht in der elektromagnetischen Spule 29 fließt), wird das bewegliche Element 27 in die Ventilschließrichtung durch die Schraubenfeder 39 gedrückt, und der Ventilkörper 17 kontaktiert den Ventilsitz 15b (ist darauf angeordnet). In diesem Fall ist die Aussparung 6 zwischen einer oberen Endseiten-Endfläche des fixierten Kerns 25 und einer Basisendseiten-Endfläche des beweglichen Kerns 27a vorhanden. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht diese Aussparung 6 hier einem Hub des beweglichen Elements 27 (das heißt einem Hub des Ventilkörpers 17).
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Wenn der Antriebsstrom in der elektromagnetischen Spule 29 fließt und die elektromagnetische Spule unter Strom gesetzt ist, wird der magnetische Fluss im geschlossenen magnetischen Weg erzeugt, der durch den beweglichen Kern 27a, den fixierten Kern 25 und den Bügel 33 gebildet wird. Eine magnetische Anziehungskraft wird dann zwischen dem fixierten Kern 25 und dem beweglichen Kern 27a, die einander durch die Aussparung 6 zugewandt sind, durch den magnetischen Fluss erzeugt. Wenn diese magnetische Anziehungskraft eine resultierende Kraft der Vorspannkraft durch die Schraubenfeder 39 und einen Kraftstoffdruck, der auf das bewegliche Element 27 in die Ventilschließrichtung aufgebracht wird, überschreitet, beginnt sich das bewegliche Element 27 in die Ventilöffnungsrichtung zu bewegen. Wenn der Ventilkörper 17 vom Ventilsitz 15b getrennt ist, wird dann eine Aussparung (ein Kraftstoffdurchgang) zwischen dem Ventilkörper 17 und dem Ventilsitz 15b gebildet, und eine Einspritzung des Kraftstoffs gestartet.
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Wenn sich in der vorliegenden Ausführungsform das bewegliche Element 27 um einen Abstand 6 bewegt, der gleich dem Abstand 6 in die Ventilöffnungsrichtung ist, und der bewegliche Kern 27a den fixierten Kern 25 kontaktiert, wird die Bewegung des beweglichen Kerns 27a in die Ventilöffnungsrichtung gestoppt und der bewegliche Kern 27a (das bewegliche Element 27) in einen statischen Ventilöffnungszustand gebracht.
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Wenn der Antriebsstrom zur elektromagnetischen Spule 29 gestoppt wird, nimmt die magnetische Anziehungskraft ab, und verschwindet dann endgültig. Während die magnetische Anziehungskraft abnimmt, wenn die magnetische Anziehungskraft kleiner als die Vorspannkraft der Schraubenfeder 39 wird, beginnt sich das bewegliche Element 27 in die Ventilschließrichtung zu bewegen. Wenn der Ventilkörper 17 den Ventilsitz 15b kontaktiert und darauf angeordnet wird, dann wird der Ventilkörper 17 des Ventilteils 7 in einen statischen Ventilschließzustand gebracht.
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Als nächstes wird jede Anordnung oder Konfiguration des Ventilteils 7 und des Kraftstoffeinspritzteils 21 unter Bezugnahme auf 2 und 3 erläutert.
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2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Umgebung (des Düsenteils) des Ventilteils 7 und des Kraftstoffeinspritzteils 21 des Kraftstoffeinspritzventils 1, das in 1 dargestellt ist, die entlang einer Linie II-II in 3 aufgenommen ist.
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3 ist eine obere Ansicht der Düsenplatte 21n, wie sie von einer Linie III-III in 1 ersichtlich ist.
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Die obere Ansicht von 3 ist eine obere Ansicht der Düsenplatte 21n, wie sie von einer Eintrittsseite der Kraftstoffeinspritzöffnung ersichtlich ist, und ist eine obere Ansicht einer Seite einer oberen Endfläche 21nu der Düsenplatte 21n. Die obere Endfläche 21nu ist eine Fläche, die einer oberen Endfläche 15t des Ventilsitzelements 15 zugewandt ist. Eine Endfläche der Düsenplatte 21n, die eine gegenüberliegende Seite zur oberen Endfläche 21nu ist, ist eine untere Endfläche 21nb.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Düsenplatte 21n, wie in 2 dargestellt, durch ein Plattenelement ausgebildet, dessen beide Endflächen eben sind, und die obere Endfläche 21nu und die untere Endfläche 21nb sind parallel miteinander. Das heißt, die Düsenplatte 21n wird durch eine ebene Platte mit einer einheitlichen Dicke ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Kraftstoffeinspritzventil 1 hier so konfiguriert, dass die axiale Mittellinie 1a die Düsenplatte 21n an einem Mittelpunkt 21no (siehe 3) kreuzt.
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Die obere Endfläche 15t (eine untere Endfläche) des Ventilsitzelements 15 ist durch eine ebene Fläche ausgebildet, die zur axialen Mittellinie 1a senkrecht ist. Die Düsenplatte 21n wird an der oberen Endfläche 15t des Ventilsitzelements 15 fixiert, und die obere Endfläche 15t ist mit der oberen Endfläche 21nu der Düsenplatte 21n in Kontakt oder zu dieser angrenzend.
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Auf der Düsenplatte 21n, wie in 3 dargestellt, sind Querdurchgänge 211-1, 211-2, 211-3 und 211-4, Wirbelkammern 212-1, 212-2, 212-3 und 212-4 und Kraftstoffeinspritzöffnungen 220-1, 220-2, 220-3 und 220-4 ausgebildet. Vier Sätze von Verwirbelungsdurchgängen 210-1, 210-2, 210-3 und 210-4 und die Kraftstoffeinspritzöffnungen 220-1, 220-2, 220-3 und 220-4 sind in derselben Weise wie die anderen ausgebildet. In der folgenden Beschreibung sind diese somit nicht gekennzeichnet und werden wie der Verwirbelungsdurchgang 211, die Wirbelkammer 212 und die Kraftstoffeinspritzöffnung 220 erläutert. In einem Fall jedoch, in dem eine Struktur oder Konfiguration von jedem Satz geändert wird, wird er, wenn nötig, erläutert.
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Hier bilden der Querdurchgang 211 und die Wirbelkammer 212 den Verwirbelungsdurchgang 210, um eine Verwirbelungskraft für den Kraftstoff vorzusehen und um den verwirbelten Kraftstoff von der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 auszustoßen oder einzuspritzen.
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Wie in 2 dargestellt, ist der konische Ventilsitz 15b am Ventilsitzelement 15 ausgebildet, sodass ein Durchmesser des Ventilsitzes 15b zur stromabwärtsliegenden Seite reduziert wird. Ein stromabwärtsliegendes Ende des Ventilsitzes 15b ist mit einer Kraftstoffeinführöffnung 300 verbunden. Ein stromabwärtsliegendes Ende der Kraftstoffeinführöffnung 300 öffnet sich zur oberen Endfläche 15t des Ventilsitzelements 15. Die Kraftstoffeinführöffnung 300 bildet den Kraftstoffdurchgang, der der den Kraftstoff in den Verwirbelungsdurchgang 210 einführt bzw. einleitet.
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Damit der Verwirbelungsdurchgang 210 eine Zuführung des Kraftstoffs von der Kraftstoffeinführöffnung 300 aufnimmt, ist ein stromaufwärtsliegender Endbereich des Querdurchgangs 211 vorgesehen, um so einer Öffnungsfläche der Kraftstoffeinführöffnung 300 gegenüberzuliegen. In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 3 dargestellt, sind die vier Querdurchgänge 211-1, 211-2, 211-3 und 211-4 so ausgebildet, dass ihre stromaufwärtsliegenden Endbereiche miteinander in Verbindung stehen. Diese vier Querdurchgänge 211-1, 211-2, 211-3 und 211-4 können jedoch getrennt voneinander ausgebildet werden.
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In 2 sind der Querdurchgang 211, die Wirbelkammer 212 und die Kraftstoffeinspritzöffnung 220 alle in der Düsenplatte 21n ausgebildet, die durch ein Plattenelement ausgebildet ist. Jedoch kann die Düsenplatte 21n in eine Dickenrichtung getrennt und durch eine Mehrzahl von Platten ausgebildet werden. Der Querdurchgang 211 und die Wirbelkammer 212 können zum Beispiel in einer Platte und die Kraftstoffeinspritzöffnung 220 in einer anderen Platte ausgebildet werden. Durch schichtweises Stapeln oder Anordnen dieser Platten wird dann die Düsenplatte ausgebildet.
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In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 2 dargestellt, ist ferner die Kraftstoffeinspritzöffnung 220 parallel zur axialen Mittellinie 1a ausgebildet. Die Kraftstoffeinspritzöffnung 220 kann jedoch so ausgebildet werden, um einen Neigungswinkel aufzuweisen, der größer als 0° bezüglich der axialen Mittelinie 1a ist. Durch Unterscheidung einer Neigungsrichtung von jeder Kraftstoffeinspritzöffnung 220 kann der Kraftstoff in eine Vielzahl von Richtungen ausgestoßen oder eingespritzt werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 3 dargestellt, bilden der Verwirbelungsdurchgang 210-1 und die Kraftstoffeinspritzöffnung 220-1 einen Kraftstoffdurchgang, der Verwirbelungsdurchgang 210-2 und die Kraftstoffeinspritzöffnung 220-2 einen Kraftstoffdurchgang, der Verwirbelungsdurchgang 210 und die Kraftstoffeinspritzöffnung 220-3 einen Kraftstoffdurchgang und der Verwirbelungsdurchgang 210-4 und die Kraftstoffeinspritzöffnung 220-4 einen Kraftstoffdurchgang.
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Der Verwirbelungsdurchgang 210-1 ist durch den Querdurchgang 211-1 und die Wirbelkammer 212-1, der Verwirbelungsdurchgang 210-2 durch den Querdurchgang 211-2 und die Wirbelkammer 212-2, der Verwirbelungsdurchgang 210-3 durch den Querdurchgang 211-3 und die Wirbelkammer 212-3 und der Verwirbelungsdurchgang 210-4 durch den Querdurchgang 211-4 und die Wirbelkammer 212-4 ausgebildet.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind die vier Kraftstoffdurchgangssätze, wobei jeder von ihnen durch den Verwirbelungsdurchgang 210 und die Kraftstoffeinspritzöffnung 220 gebildet ist, an der Düsenplatte 21n vorgesehen. Jeder dieser vier Kraftstoffdurchgangssätze ist so ausgebildet, um sich radial von der Seite des Mittelpunkts 21no der Düsenplatte 21n zu einem äußeren Umfang der Düsenplatte 21n zu erstrecken. Das heißt, der Querdurchgang 211 ist so vorgesehen, um sich radial von der Seite des Mittelpunkts 21no der Düsenplatte 21n zum äußeren Umfang der Düsenplatte 21n zu erstrecken.
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Ferner sind die Kraftstoffdurchgänge in rechtwinkligen Abständen von 90° in eine Umfangsrichtung ausgebildet.
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Bei Betrachtung der Anzahl der Kraftstoffdurchgangssätze, wobei jeder von ihnen durch den Verwirbelungsdurchgang 210 und durch die Kraftstoffeinspritzöffnung 220 gebildet ist, sind diese nicht auf vier begrenzt und es könnten zwei oder drei oder fünf oder mehr sein. Ferner könnte nur ein Satz aus dem Verwirbelungsdurchgang 210 und der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 gebildet werden.
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Ein strukturelles Verhältnis zwischen der Wirbelkammer 212 und der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 wird hier detailliert unter Bezugnahme auf 4 erläutert. 4 ist eine vergrößerte obere Ansicht der Wirbelkammer 212 und der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 (eine vergrößerte obere Ansicht eines IV-Bereichs in 3).
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Der Querdurchgang 211 ist mit der Wirbelkammer 212 verbunden, um somit bezüglich eines Mittelpunkts O einer Eintrittsöffnung 220i der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 versetzt oder dezentriert zu sein. Der Mittelpunkt O ist auch ein Mittelpunkt der Wirbelkammer 212. Dadurch ist der Querdurchgang 211 mit der Wirbelkammer 212 ebenfalls verbunden, um somit bezüglich des Mittelpunkts der Wirbelkammer 212 versetzt oder dezentriert zu sein. Ein stromabwärtsliegendes Ende des Querdurchgangs 211 ist mit einer inneren Umfangswand 212c (einer Seitenwand) der Wirbelkammer 212 verbunden und bildet eine Öffnung in der inneren Umfangswand 212c.
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Die innere Umfangswand 212c der Wirbelkammer 212 ist so vorgesehen, um einen Umfang um die Eintrittsöffnung 220i der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 herum zu bilden, so dass der Kraftstoff, der vom Querdurchgang 211 in die Wirbelkammer 212 fließt, verwirbelt wird. Das heißt, ein Verwirbelungsflussdurchgang bzw. Wirbelstrompassage des Kraftstoffs wird zwischen der inneren Umfangswand 212c der Wirbelkammer 212 und der Eintrittsöffnung 220i der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 gebildet.
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Der Querdurchgang 2011 ist im Querschnitt rechtwinklig, das heißt, senkrecht zur Verlängerungs- beziehungsweise Ausdehnungsrichtung des Querdurchgangs 211 oder der Kraftstofffließrichtung. Zudem sind Seitenwände 211o und 211i (Seitenflächen) und eine Bodenfläche 211b des Querdurchgangs 211 durch die Düsenplatte 21n ausgebildet. Ferner ist eine obere Fläche 211u (eine Deckenfläche) (siehe 2) des Querdurchgangs 211 durch die untere Endfläche 15t des Ventilsitzelements 15 ausgebildet.
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Die Seitenwand 211o des Querdurchgangs 211 ist an ihrer stromabwärtsliegenden Endseite mit einem Wand-Anfangsbereich 212cs der inneren Umfangswand 212c der Wirbelkammer 212 verbunden. Ferner ist die Seitenwand 211i des Querdurchgangs 211 an ihrer stromabwärtsliegenden Endseite mit einem Wand-Endbereich 212ce der inneren Umfangswand 212c der Wirbelkammer 212 verbunden.
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Der Wand-Anfangsbereich 212cs ist ein Endbereich, der an einer Seite positioniert ist, wo der Kraftstoff in die Wirbelkammer 212 fließt (das heißt an einer stromaufwärtsliegenden Seite in die Wirbelkammer 212). Das heißt, der Wand-Anfangsbereich 212cs ist ein Endbereich, der an einer stromaufwärtsliegenden Seite der inneren Umfangswand 212c in eine Fließrichtung des verwirbelten Kraftstoffs positioniert ist. Andererseits ist der Wand-Endbereich 212ce ein Endbereich, der an einer Seite positioniert ist, wo der Kraftstoff, der in die Wirbelkammer 212 fließt, entlang der inneren Umfangswand 212c verwirbelt wird und dann abwärts fließt (das heißt, an einer stromabwärtsliegenden Seite der inneren Umfangswand 212c in die Fließrichtung des verwirbelten Kraftstoffs in der Wirbelkammer 212).
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Ferner ist die Seitenwand 211o eine Seitenwand, die an einer radial äußeren Seite in der Wirbelkammer 212 positioniert ist (an einer äußeren Durchmesserseite in eine Radialrichtung der Wirbelkammer 212). Andererseits ist die Seitenwand 212i eine Seitenwand, die an einer radialen inneren Seite in der Wirbelkammer 212 positioniert ist (an einer inneren Durchmesserseite in die Radialrichtung der Wirbelkammer 212) (an einer inneren Seite bezüglich des Außendurchmessers).
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In der vorliegenden Ausführungsform öffnet sich das stromabwärtsliegende Ende des Fließrichtungsdurchgangs 211 zur inneren Umfangswand 212c (oder steht mit der Wirbelkammer 212 in Verbindung) mit einer Seitenwand 211o, die mit der stromaufwärtsliegenden Seite der inneren Umfangswand 212c in die Fließrichtung des verwirbelten Kraftstoffs verbunden ist, und mit der anderen Seitenwand 211i, die mit der stromabwärtsliegenden Seite der inneren Umfangswand 212c in die Fließrichtung des verwirbelten Kraftstoffs verbunden ist.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Wirbelkammer 212 so ausgebildet, dass die innere Umfangswand 212c vom Wand-Anfangsbereich 212cs zum Wand-Endbereich 212ce einen konstanten Radius R vom Mittelpunkt O der Eintrittsöffnung 220i der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 aufweist. Das heißt, die innere Umfangswand 212c ist durch einen Teil eines Umfangs eines vollkommenen Kreises ausgebildet. Mit dieser Anordnung ist eine Bodenfläche 212b, die einen Kraftstoffdurchgang bildet, zwischen der Eintrittsöffnungskante 220i der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 und der inneren Umfangswand 212c der Wirbelkammer 212 ausgebildet.
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Die innere Umfangswand 212c kann in einer Spiralkurve oder Evolventenkurve ausgebildet werden, sodass sich der Kraftstoff beim Verwirbeln der Eintrittsöffnung 220i der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 oder dem Mittelpunkt O der Eintrittsöffnung 220i annähert. In diesem Fall verringert sich ein Querschnittsbereich einer Wirbelstrompassage allmählich zur stromabwärtsliegenden Seite. In einem Fall, in dem die innere Umfangswand 212c in einer Spiralkurve ausgebildet ist, ist hier der Mittelpunkt O der Wirbelkammer 212 ein Verwirbelungsmittelpunkt der Spiralkurve. In einem Fall, in dem die innere Umfangswand 212c in einer Evolventenkurve ausgebildet ist, ist der Mittelpunkt O der Wirbelkammer 212 ein Mittelpunkt eines Basiskreises.
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Die Eintrittsöffnungskante 220i der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 ist quer über eine Verlängerungslinie 211il der Seitenwand 211i zur Seitenwand 211o des Querdurchgangs 211 oder einer Verlängerungslinie 211ul der Seitenwand 211o positioniert und an der Seite der Seitenwand 211o oder der Seite der Verlängerungslinie 211ol positioniert. Wie in 4 dargestellt, wird die Verlängerungslinie 211il durch Verlängern der Seitenwand 211i, die mit dem Wand-Endbereich 212ce verbunden ist, zur Wirbelkammer 212 erhalten. Diese Verlängerungslinie 211il ist eine gedachte Linie, die die Seitenwand 211i kontaktiert und sich entlang der Seitenwand 211i erstreckt. Die Verlängerungslinie 211ol ist eine gedachte Linie, die die Seitenwand 211o kontaktiert und sich entlang der Seitenwand 211o erstreckt.
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Um die Erläuterung leicht verstehen zu können, wird die Erläuterung der folgenden Beschreibung auf der Basis einer Projektionszeichnung vorgesehen, in der die Kraftstoffeinspritzöffnung 220, die Wirbelkammer 212, der Querdurchgang 211, die Verlängerungslinie 211ol (eine erste Verlängerungslinie) und die Verlängerungslinie 211il (eine zweite Verlängerungslinie) auf eine ebene Fläche (eine Projektionsfläche) projiziert sind, die senkrecht zur axialen Mittellinie 1a des Kraftstoffeinspritzventils 1 ist. Die Zeichnung ist dieselbe wie die obere Ansicht von 4. Das heißt, die Kraftstoffeinspritzöffnung 220, die Wirbelkammer 212, der Querdurchgang 211, die Verlängerungslinie 211ol und die Verlängerungslinie 211il in der Projektionszeichnung entsprechen oder stimmen jeweils mit der Kraftstoffeinspritzöffnung 220, Wirbelkammer 212, Querdurchgang 211, Verlängerungslinie 211ol und Verlängerungslinie 211il überein, wie in 4 dargestellt.
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Daher wird die Erläuterung unter der Verwendung von 4 dargestellt. Weil hier ein projizierter Punkt, eine projizierte Linie und eine projizierte Figur (das heißt, eine Projektionszeichnung) den Originalpunkt (nicht projizierten Punkt), die Originallinie (nicht projizierte Linie) und die Originalfigur (nicht projizierte Figur) jeweils überlappen, werden die selben Bezugsziffern wie diejenigen der Originale in 4 auf die Projizierten für die folgende Erläuterung festgelegt.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Punkt O (der Projektionszeichnung), der durch Projizieren des Mittelpunkts O der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 erhalten wird, auf eine Linie 211il (der Projektionszeichnung) positioniert, die durch Projizieren der Verlängerungslinie 211il der Seitenwand 211i erhalten wird. Somit kreuzt eine Öffnung 220i (der Projektionszeichnung), die durch Projizieren der Eintrittsöffnung 220i der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 erhalten wird, eine Linie 211il (der Projektionszeichnung), die durch Projizieren der Verlängerungslinie 211il 220 erhalten wird, um einen Radius r der Kraftstoffeinspritzöffnung, um so von der Linie 211il (der Projektionszeichnung) hervorzustehen, und liegt oder ist an einer Seite einer Linie 211o (der Projektionszeichnung) oder einer Seite der Linie 211ol (der Projektionszeichnung) positioniert. Hier ist die Linie 211o (der Projektionszeichnung) eine Linie, die durch Projizieren der Seitenwand 211o erhalten wird, und die Linie 211ol (der Projektionszeichnung) eine Linie, die durch Projizieren der Verlängerungslinie 211ol erhalten wird.
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Als eine wesentliche Konfiguration für die vorliegende Ausführungsform kreuzt die Projektionszeichnung 220i der Eintrittsöffnungskante 220i der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 die Projektionszeichnung 211il der Verlängerungslinie 211il der Seitenwand 211i, um so von der Projektionszeichnung 211il hervorzustehen, und liegt oder ist an der Seite Projektionszeichnung 211o oder der Seite der Projektionszeichnung 211ol positioniert. Hier ist die Projektionszeichnung 211o eine Projektionszeichnung der Seitenwand 211o, und die Projektionszeichnung 211ol eine Projektionszeichnung der Verlängerungslinie 211ol. Ein Vorragausmaß oder eine Größenordnung der Projektionszeichnung 220i ist nicht auf einen Abstand des Radius r der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 begrenzt, wie in 4 dargestellt. Ferner stimmt der Mittelpunkt der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 und der Mittelpunkt der Wirbelkammer 212 nicht unbedingt mit dem Mittelpunkt O überein, und beide Mittelpunkte können unterschiedlich voneinander sein.
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Die Projektionszeichnung 220i in der Eintrittsöffnungskante 220i der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 schneidet sich mit der Projektionszeichnung 211il der Verlängerungslinie 211il an zwei Punkten 220ia und 220ib. Weil die Bodenfläche 212b der Wirbelkammer 212 in der vorliegenden Ausführungsform ausgebildet ist, um so senkrecht zur axialen Mittellinie 1a zu sein, können die Verlängerungslinie 211il und die Eintrittsöffnungskante 220i auf die Bodenfläche 212b anstatt der ebenen Fläche, die senkrecht zur axialen Mittellinie 1a ist, projiziert werden.
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Wenn in der vorliegenden Ausführungsform, als Kraftstoffeinspritzventil 1 mit der obigen Konfiguration, die erste Verlängerungslinie 211ol, die die eine Seitenwand 211o des Querdurchgangs 211 kontaktiert und sich entlang der einen Seitenwand 211o erstreckt, abgebildet wird, und auch die zweite Verlängerungslinie 211il, die die andere Seitenwand 211i des Querdurchgangs 211 kontaktiert und sich entlang der anderen Seitenwand 211i erstreckt, abgebildet wird, und wenn die Kraftstoffeinspritzöffnung 220, die Wirbelkammer 212, der Querdurchgang 211, die erste Verlängerungslinie 211ol und zweite Verlängerungslinie 211il auf die ebene Fläche projiziert werden, die senkrecht zur axialen Mittellinie 1a des Kraftstoffeinspritzventils 1 ist, kreuzt die Projektionszeichnung 220i der Eintrittsöffnung 220i der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 die Linie 211il (der Projektionszeichnung), die durch Projizieren der zweiten Verlängerungslinie 211il erhalten wird, und liegt oder ist an der Seite der Linie 211o (der Projektionszeichnung) oder der Seite der Linie 211ol (der Projektionszeichnung) positioniert. Hier ist die Linie 211o (der Projektionszeichnung) die Linie, die durch Projizieren der einen Seitenwand 211o erhalten wird, und die Linie 211ol (der Projektionszeichnung) die Linie, die durch Projizieren der ersten Verlängerungslinie 211ol erhalten wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform schneiden sich die Projektionszeichnung 220i der Eintrittsöffnung 220i der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 und die Projektionszeichnung 211il der Verlängerungslinie 211il an zwei Punkten.
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Damit beim Verwirklichen der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform die Eintrittsöffnungskante 220e der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 die Verlängerung 211il der Seitenwand 211i mühelos bzw. sicher kreuzt und von dieser hervorsteht und an der Seite der Seitenwand 211o oder der Seite der Verlängerungslinie 211ol liegt oder positioniert ist, ist die gesamte Projektionszeichnung 220i der Eintrittsöffnung 220i der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 auf der Projektionszeichnung angeordnet, um so an der Seite des Mittelpunkts O der Wirbelkammer 212 bezüglich einer Linie 212cel (siehe 4), ohne die Linie 212cel zu kreuzten, positioniert zu sein. Die Linie 212cel ist als zweite Linie 212cel auf der Projektionszeichnung abgebildet, die durch einen Punkt 212ce (der Projektionszeichnung) hindurchgeht, der durch Projizieren des stromabwärtsliegenden Endbereichs 212ce der inneren Umfangswand 212c erhalten wird, und ist senkrecht zur Linie 211il (eine erste Linie), die durch Projizieren der zweiten Verlängerungslinie 211il erhalten wird.
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Der stromabwärtsliegende Endbereich 212ce der inneren Umfangswand 212c ist ferner ein Verbindungsbereich der inneren Umfangswand 212c und der Seitenwand 211i des Querdurchgangs 211. Ein abgeschrägter Bereich, wie zum Beispiel ein geneigter Bereich und ein runder Bereich, ist am stromabwärtsliegenden Endbereich 212ce bei Bearbeitung oder Verarbeitung ausgebildet. In diesem Fall wird ein Schnitt- oder Kreuzungspunkt, an dem sich die gedachten Verlängerungslinien der inneren Umfangswand 212c und der Seitenwand 211i kreuzen, als der stromabwärtsliegende Endbereich 212ce festgelegt.
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Als nächstes wird der Kraftstofffluss im Verwirbelungsdurchgang 210 und der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 erläutert.
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Der Kraftstofffluss, der in die Wirbelkammer 212 vom Querdurchgang 211 fließt, fließt entlang der inneren Umfangswand 212c der Wirbelkammer 212 und wird um die Eingangsöffnung 220i der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 herum verwirbelt. In diesem Stadium wird der Kraftstoff mit der Verwirbelungskraft beaufschlagt. Der Kraftstofffluss, der mit der Verwirbelungskraft beaufschlagt wird, fließt während des Verwirbelns in die Kraftstoffeinspritzöffnung 220. Der Kraftstoff, der von der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 ausgestoßen oder eingespritzt wird, bildet einen Flüssigkeitsfilm, während die Verwirbelungskraft beibehalten wird, und verteilt sich als Tröpfchenzustand weiter. Anschließend wird der zerstäubte Kraftstoffspray bzw. Kraftstoffnebel gebildet.
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Weil die Eintrittsöffnung 220i der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 in der vorliegenden Ausführungsform eingerichtet ist, um so die Verlängerungslinie 211il der Seitenwand 211i zu kreuzen und zur Seitenwand 211o hervorzustehen, fließt der Kraftstoff, der in die Wirbelkammer 212 vom Querdurchgang 211 fließt, in die Kraftstoffeinspritzöffnung 220 nahezu ohne Verwirbelung in der Wirbelkammer 212. Das heißt, der Kraftstoff fließt mühelos in die Kraftstoffeinspritzöffnung 220. Durch Ändern oder Einstellen des Vorragausmaßes der Projektionszeichnung 220i (der Kraftstoffeinspritzöffnung 220) zur Seitenwand 211o, ist es möglich, den Kraftstofffluss einzustellen, damit er leicht in die Kraftstoffeinspritzöffnung 220 fließt. Das heißt, eine Fließmenge des Kraftstoffs, der in die Kraftstoffeinspritzöffnung 220 fließt, das heißt, eine Einspritzmenge, kann eingestellt werden. Da das Vorragausmaß der Projektionszeichnung 220i (der Kraftstoffeinspritzöffnung 220) zur Seitenwand 211o eingestellt wird, um größer zu sein, nimmt hier die Fließmenge des Kraftstoffs, die in die Kraftstoffeinspritzöffnung 220 fließt (das heißt, die Einspritzmenge), zu.
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Der Kraftstofffluss, der in die Kraftstoffeinspritzöffnung 220 von der Wirbelkammer 212 fließt, wird unter Bezugnahme auf 5 bis 7 erläutert.
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5 ist eine Zeichnung, die ein Analysenergebnis eines Kraftstoffflusses an einem Querschnitt darstellt, der entlang einer Linie V-V in 4 aufgenommen ist.
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6 ist ein Vergleichsbeispiel einer Konfiguration eines Querdurchgangs 211', einer Wirbelkammer 212' und einer Kraftstoffeinspritzöffnung 220'.
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7 ist eine Zeichnung, die ein Analysenergebnis eines Kraftstoffflusses an einem Querschnitt darstellt, der entlang einer Linie VII-VII in 6 aufgenommen ist.
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Eine Spray- bzw. Sprühform der vorliegenden Ausführungsform ist in 5 dargestellt. An einer Seite 501, wo der Kraftstoff in die Kraftstoffeinspritzöffnung 220 ohne angemessenes Verwirbeln in der Wirbelkammer 212 fließt, ist eine Kraftstofffließgeschwindigkeit (oder eine Kraftstoffdurchflussgeschwindigkeit) (eine axiale Richtungsgeschwindigkeit) in eine axiale Richtung der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 hoch, und es wird ein Kraftstoffspray mit einer hohen Durchdringungskraft gebildet. An der Seite 501 ist ferner ein Sprühwinkel klein und dauert die Durchdringung lange.
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An einer Seite 502 fließt andererseits der Kraftstofffluss, der in der Wirbelkammer 212 verwirbelt wird, in die Kraftstoffeinspritzöffnung 220. An der Seite 502 ist dadurch im Vergleich mit der Seite 501 die axiale Richtungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs klein, und das Kraftstoffspray wird mit einer kleinen Durchdringungskraft gebildet. Weil an der Seite 502, im Vergleich mit der Seite 501, ferner die Verwirbelungskraft groß ist, ist der Sprühwinkel groß und dauert die Durchdringung kurz.
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In Bezug auf das in 6 dargestellte Vergleichsbeispiel ist die gesamte Eintrittsöffnung 220i' der Kraftstoffeinspritzöffnung 220' an einer Seite eines Mittelpunkts O' in der Wirbelkammer 212 bezüglich der Verlängerungslinie 211il der Seitenwand 211i angeordnet. In diesem Fall fließt der Kraftstofffluss, der mit der Verwirbelungskraft beaufschlagt ist, durchweg über einen gesamten Umfang der Eintrittsöffnung 220i' in die Kraftstoffeinspritzöffnung 220'. Im Fall des in 7 dargestellten Vergleichsbeispiels sind als Sprühform der Sprühwinkel und die Kraftstofffließgeschwindigkeit an einer Seite 701 und der Sprühwinkel und die Kraftstofffließgeschwindigkeit ein einer Seite 702 einander gleich.
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Weil an der Seite 501 in der vorliegenden Ausführungsform die Verwirbelungskraft des Kraftstoffflusses klein ist, ist eine Zerstäubungswirkung bei Verwendung der Verwirbelungskraft reduziert. Weil jedoch die axiale Richtungsgeschwindigkeit groß ist, kann verhindert werden, dass die Zerstäubungsleistung kleiner wird, oder kann unter Verwendung einer Reibungswärme zwischen dem Kraftstofffluss und der Luft beibehalten oder verbessert werden. Folglich ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Kraftstoffeinspritzmenge während eines Unterdrückens der Abnahme der Zerstäubungsleistung ohne weiteres einzustellen. Obwohl ferner die Sprühform des Kraftstoffs (der Winkel und eine Größenordnung des Sprays oder eines Tröpfchens) geändert wird, im Vergleich mit einem Fall, in dem die Querschnittsbereiche des Querdurchgangs 211 und der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 geändert werden, um die Kraftstofffließmenge einzustellen, wie oben beschrieben, kann eine Änderungsgröße der Sprayform kleiner sein.
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Beim Einstellen der Kraftstoffeinspritzöffnung 220, um so die Verlängerungslinie 211il der Seitenwand 211i zu kreuzen und zur Seitenwand 211o hervorzustehen, wie zum Beispiel im Fall des Vergleichsbeispiels von 6, wird die Kraftstoffeinspritzöffnung 220' zusätzlich in eine Richtung nach unten in 6 verschoben. Das heißt, die Kraftstoffeinspritzöffnung 220' ist in eine Richtung verschoben, die sich von einer inneren Umfangswand 212c' wegbewegt, die an einer oberen Seite in 6 positioniert ist. Wenn hier die Kraftstoffeinspritzöffnung 220' nur unerheblich verschoben wird, weil die Kraftstoffeinspritzöffnung 220' von der inneren Umfangswand 212c' getrennt ist, wird der Kraftstofffluss in die Kraftstoffeinspritzöffnung 220' gehemmt beziehungsweise verhindert. Somit ist es vorteilhaft, dass sich die innere Umfangswand 212c', die an der oberen Seite in 6 positioniert ist, der Kraftstoffeinspritzöffnung 220' mit einem Abstand, der einem Verschiebungsausmaß der Kraftstoffeinspritzöffnung 220' in die untere Richtung entspricht, annähert. Wenn sich die innere Umfangswand 212c', die an der oberen Seite in 6 positioniert ist, der Kraftstoffeinspritzöffnung 220' annähert, kann ein Volumen der Wirbelkammer 212 klein werden, danach kann ein Totvolumen, das an einer stromabwärtsliegenden Seite des Ventilsitzes 15b gebildet wird, reduziert werden.
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Als nächstes wird der Verbrennungsmotor, in dem das Kraftstoffeinspritzventil der vorliegenden Erfindung angeordnet ist, bezüglich 8 erläutert. 8 ist ein Querschnitt des Verbrennungsmotors, in dem das Kraftstoffeinspritzventil 1 angeordnet ist.
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Ein Zylinder 102 ist in einem Motorblock 101 eines Verbrennungsmotors 100 ausgebildet, und eine Ansaugöffnung 103 und eine Auslassöffnung 104 sind oben am Zylinder 102 vorgesehen. Die Ansaugöffnung 103 ist mit einem Ansaugventil 105 versehen, das die Ansaugöffnung 103 öffnet/schließt. Die Auslassöffnung 104 ist mit einem Auslass 106 versehen, der die Auslassöffnung 104 öffnet/schließt. Eine Ansaugleitung 108 ist mit einem Eingangsseiten-Endbereich 107a einer Ansaugleitung bzw. eines Ansaugdurchgangs 107 verbunden, der am Motorblock 101 ausgebildet ist und mit der Ansaugöffnung 103 in Verbindung steht.
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Eine Kraftstoffleitung 110 ist mit der Kraftstoffzuführöffnung 2 (wie in 1) des Kraftstoffeinspritzventils 1 verbunden.
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Ein Fixierbereich 109 für das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist an der Ansaugleitung 108 ausgebildet, und der Fixierbereich 109 ist mit einer Einsetzöffnung 109a versehen, in die das Kraftstoffeinspritzventil 1 eingesetzt wird. Die Einsetzöffnung 109a durchdringt eine innere Fläche der Ansaugleitung 108 bis zu einem Ansaugdurchgang der Ansaugleitung 108, und der Kraftstoff, der vom Kraftstoffeinspritzventil 1, das in der Einsetzöffnung 109a eingesetzt ist, ausgestoßen oder eingespritzt wird, wird in den Ansaugdurchgang ausgestoßen oder eingespritzt.
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Im Fall eines Zwei-Richtungs-Sprays sind zwei Ansaugöffnungen 103 am Motorblock 101 vorgesehen, und die Kraftstoffsprays werden in jede Ansaugöffnung 103 (jedes Ansaugventil 105) eingespritzt.
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Die vorliegende Erfindung ist oben auf der Basis der obigen Ausführungsform erläutert worden. Jedoch ist die Konfiguration oder Struktur von jedem Element oder jeder Komponente nicht auf diese Ausführungsform begrenzt. Ein Teil der Konfiguration oder Struktur kann entfernt werden, oder ein Element oder eine Komponente, die in der obigen Ausführungsform offenbar sind, können hinzugefügt werden. Ferner können das Element oder die Komponente in der obigen Ausführungsform geändert oder hinzugefügt werden.
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Der gesamte Inhalt der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-177753 , die am 02. September 2014 eingereicht wurde, wird hiermit durch Bezugnahme zum Offenbarungsgehalt vorliegender Anmeldung gemacht.
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Obwohl die Erfindung gemäß den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist sie nicht auf diese oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt. Abänderungen und Varianten der oben beschriebenen Ausführungsformen erscheinen den Durchschnittsfachleuten im Licht der oben genannten Lehre. Sie werden durch die folgenden Ansprüche definiert. Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit ergänzend auf die zeichnerische Darstellung in 1 bis 8 Bezug genommen.
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Zusammenfassend kann folgendes festgehalten werden:
Ein Kraftstoffeinspritzventil 1 umfasst einen Ventilkörper 17; einen Ventilsitz 15b, auf dem der Ventilkörper 17 angeordnet ist; und eine Düsenplatte 21n, die an einer stromabwärtsliegenden Seite des Ventilsitzes 15b vorgesehen ist. Die Düsenplatte 21n umfasst eine Kraftstoffeinspritzöffnung 220; eine Wirbelkammer 212 mit einer inneren Umfangswand 212c und einer Bodenfläche 211b, auf der sich eine Eintrittsöffnung 220i der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 öffnet; und einen Querdurchgang 211, dessen eine Seitenwand 211o mit einer stromaufwärtsliegenden Seite 212cs der inneren Umfangswand 212c in eine Fließrichtung des verwirbelten Kraftstoffs verbunden ist und dessen andere Seitenwand 211i mit einer stromabwärtsliegenden Seite 212ce der inneren Umfangswand 212c verbunden ist, um so mit der Wirbelkammer 212 in Verbindung zu stehen. Wenn eine erste Verlängerungslinie 211ol abgebildet wird, die sich entlang der einen Seitenwand 211o erstreckt, und eine zweite Verlängerungslinie 211il abgebildet wird, die sich entlang der anderen Seitenwand 211i erstreckt, und wenn als Projektionszeichnung die Kraftstoffeinspritzöffnung 220, die Wirbelkammer 212, der Querdurchgang 211 und die ersten und zweiten Verlängerungslinie 211ol, 211il auf eine ebene Fläche projiziert werden, die rechtwinklig zu einer axialen Mittellinie 1a des Kraftstoffeinspritzventils 1 ist, wird die Eintrittsöffnung 220i der Kraftstoffeinspritzöffnung 220 auf der ebenen Fläche festgelegt, sodass die Eintrittsöffnung 220i die zweite Verlängerungslinie 211il kreuzt und an einer Seite einer Seitenwand 211o oder an einer Seite einer ersten Verlängerungslinie 211ol positioniert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftstoffeinspritzventil
- 1a
- axiale Mittellinie
- 2
- Kraftstoffzuführöffnung
- 3
- Kraftstoffdurchgang bzw. Kraftstoffleitung
- 5
- zylindrischer Körper
- 7
- Ventilteil
- 9
- Betätigungsteil
- 11
- O-Ring
- 13
- Kraftstofffilter
- 15
- Ventilsitzelement
- 15a
- Ventilkörper-Aufnahmeöffnung
- 15b
- Venilsitz
- 15c
- Führungsfläche
- 15t
- obere Endfläche
- 17
- Ventilkörper
- 17a
- ausgeschnittene Flächen
- 19, 23
- Laser-Schweißführung bzw. Laser-Schweißbereich
- 21
- Kraftstoffeinspritzteil
- 21n
- Düsenplatte
- 21nb
- untere Endfläche
- 21no
- Mittelpunkt
- 21nu
- obere Endfläche
- 25
- fixierter Kern
- 25a
- Durchdringungsöffnung
- 27
- bewegliches Element
- 27a
- beweglicher Kern
- 27b
- kleines Durchmesserteil
- 27c
- vertiefter Bereich
- 27d
- Öffnungsbereich
- 27e
- Federsitz
- 27f
- Durchdringungsöffnung
- 29
- elektromagnetische Spule
- 31
- rohrförmige Spule
- 33
- Bügel bzw. Joch
- 35
- Einsteller bzw. Einstellelement
- 39
- Schraubenfeder
- 41
- Stecker
- 43
- Steckerstift
- 45
- Verdrahtungselement
- 46
- O-Ring
- 47
- Kunstharzabdeckung
- 100
- Verbrennungsmotor
- 101
- Motorblock
- 102
- Zylinder
- 103
- Ansaugöffnung
- 104
- Auslassöffnung
- 105
- Ansaugventil
- 106
- Auslass
- 107
- Ansaugleitung bzw. Ansaugdurchgang
- 107a
- Eingangsseiten-Endbereich
- 108
- Ansaugleitung
- 109
- Fixierbereich
- 109a
- Einsetzöffnung
- 110
- Kraftstoffleitung
- 210-1 bis -4
- Verwirbelungsdurchgänge bzw. Wirbelpassagen
- 211-1 bis -4
- Querdurchgänge bzw. Querpassagen
- 212-1 bis -4
- Wirbelkammern
- 220-1 bis -4
- Kraftstoffeinspritzöffnungen
- 211b
- Bodenfläche
- 211i, o
- Seitenwände
- 211il, ol
- Verlängerungslinie
- 212c
- Innere Umfangswand
- 212ce
- Wand-Endbereich
- 212cel
- zweite Linie
- 212cs
- Wand-Anfangsbereich
- 220i
- Eintrittsöffnung bzw. Eintrittsöffnungskante
- 220ia, ib
- zwei Punkte
- 300
- Kraftstoffeinführöffnung
- 501, 502
- Seite
- 701, 702
- Seite
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2003-336562 [0002, 0003, 0003, 0004]
- JP 2014-177753 [0108]
