DE102016116690A1

DE102016116690A1 - Kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE102016116690A1
Application number: DE102016116690.1A
Authority: DE
Inventors: Yuuta HASHIMOTO; Kazufumi SERIZAWA; Fumihiro Fujikake
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2016-09-07
Publication date: 2017-03-30
Also published as: JP6510940B2; JP2017061869A

Abstract

Ein Teil (33, 34) eines axialen Endes einer Nadel (3) ist in einem Ventilschließzustand in einer Sackkammer (26) eines Kraftstoffeinspritzventils (1) angeordnet, so dass eine Achslinie (103) eines Düsenlochs (27) eine äußere Seitenfläche (331) der Nadel (3) bei einem Schnittpunkt (51) des Ventilschließzustands schneidet. Die äußere Seitenfläche (331, 341) der Nadel (3) besitzt einen Winkel-Veränderungspunkt (6) für einen Seitenflächenwinkel (θ1, θ2) in einem axialen Bereich ausgehend von dem Schnittpunkt (51) hin zu einem vorderen Ende (37). Der Winkel-Veränderungspunkt (6), welcher einem ersten Punkt entspricht, bei dem der Seitenflächenwinkel in dem axialen Bereich ausgehend von dem Schnittpunkt (51) hin zu dem vorderen Ende (37) erstmalig verändert wird, ist bei einer Position auf einer stromabwärtigen Seite einer Einlassöffnung (26b) der Sackkammer (26) angeordnet. Der Seitenflächenwinkel (θ2) bei einem Betrieb mit großem Hubbetrag ist größer als der Seitenflächenwinkel (θ1) bei einem Betrieb mit kleinem Hubbetrag.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für eine Verbrennungskraftmaschine, welches Kraftstoff in Verbrennungskammern der Verbrennungskraftmaschine einspritzt.
Ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine (nachfolgend die Maschine) ist im Stand der Technik bekannt, wie beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung mit der Nummer 2010-174819 offenbart ist. Das Kraftstoffeinspritzventil besitzt einen Düsenkörper und eine Nadel, welche in dem Düsenkörper beweglich aufgenommen ist. Der Düsenkörper besitzt eine Sackkammer bei dessen axial vorderen Ende, wobei ein Düsenloch bzw. Düsenlöcher bei dem axial vorderen Ende ausgebildet ist bzw. sind und mit der Sackkammer verbunden ist/sind, um den Kraftstoff einzuspritzen. Wenn die Nadel auf den bei dem Düsenkörper ausgebildeten Sitzoberflächenabschnitt gesetzt bzw. mit diesem in Anlage gebracht wird, wird ein zwischen der Nadel und dem Düsenkörper ausgebildeter Kraftstoffdurchlass blockiert, um dadurch die Kraftstoffeinspritzung zu beenden. Wenn die Nadel andererseits ausgehend von dem Sitzoberflächenabschnitt angehoben (getrennt bzw. gelöst) wird, wird der Kraftstoffdurchlass geöffnet, um dadurch den Kraftstoff von dem bzw. den Düsenlöchern einzuspritzen. Bei dem Kraftstoffeinspritzventil dieser Art wird ein von dem Düsenloch einzuspritzender Kraftstoffbetrag (ein Kraftstoffeinspritzbetrag) durch Anpassen eines Hubbetrags der Nadel gesteuert.
Bei dem Kraftstoffeinspritzventil des vorstehenden Standes der Technik wird jedoch eine Kraftstoffzerstäubungseigenschaft des eingespritzten Kraftstoffes, beispielsweise einschließlich einer Kraftstoffpenetration bzw. -eindringtiefe und einem Spritzwinkel, nicht in Abhängigkeit des Kraftstoffeinspritzbetrags verändert. Bei einer bestimmten Betriebsbedingung der Maschine kann eine Verbrennungswärme des eingespritzten Kraftstoffes von einer Wandoberfläche eines Maschinenzylinders entweichen. Folglich kann ein thermischer Verlust erhöht sein und/oder die Erzeugung von Russ kann erhöht sein.
Die vorliegende Offenbarung erfolgt mit Blick auf das vorstehende Problem. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Kraftstoffeinspritzventil vorzusehen, gemäß welchem eine Kraftstoffzerstäubungseigenschaft in Abhängigkeit eines Kraftstoffeinspritzbetrags verändert werden kann.
Gemäß einem von Merkmalen der vorliegenden Offenbarung besitzt ein Kraftstoffeinspritzventil (1, 71, 72) einen Düsenkörper (2), eine Nadel (3) und eine Sackkammer (26).
Der Düsenkörper (2) ist in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet und besitzt eine Nadel-Aufnahmekammer (23) zum beweglichen Aufnehmen der Nadel (3), ein Düsenloch (27), welches bei einem axial vorderen Ende des Düsenkörpers (2) ausgebildet ist und Kraftstoff ausgehend davon einspritzt, und einen Sitzoberflächenabschnitt (28), welcher in der Nadel-Aufnahmekammer (23) bei einer Position auf einer stromaufwärtigen Seite des Düsenlochs (27) ausgebildet ist.
Die Nadel (3) ist in der Nadel-Aufnahmekammer (23) beweglich aufgenommen, um dadurch einen ringförmigen Kraftstoffdurchlass (4, 41) zwischen einer äußeren Seitenfläche (3a, 331) der Nadel (3) auf einer Innenfläche (25) des Düsenkörpers (2) auszubilden. Die Nadel (3) besitzt einen Ventiloberflächenabschnitt (36) als einen Teil der äußeren Seitenfläche, welcher wirkend auf den Sitzoberflächenabschnitt (28) des Düsenkörpers (2) gesetzt bzw. mit diesem in Anlage gebracht wird, so dass eine Kraftstoffeinspritzung von dem Düsenloch (27) beendet wird, wenn der Ventiloberflächenabschnitt (36) mit dem Sitzoberflächenabschnitt (28) des Düsenkörpers (2) in Anlage gebracht wird, während die Kraftstoffeinspritzung ausgehend von dem Düsenloch (27) ausgeführt wird, wenn der Ventiloberflächenabschnitt (36) von dem Sitzoberflächenabschnitt (28) getrennt ist.
Die Sackkammer (26) ist bei dem axial vorderen Ende des Düsenkörpers (2) zum Aufnehmen des Kraftstoffes von dem ringförmigen Kraftstoffdurchlass (4, 41) ausgebildet und steht mit dem Düsenloch (27) in Verbindung.
Bei einem Ventilschließvorgang, bei welchem der Ventiloberflächenabschnitt (36) mit dem Sitzoberflächenabschnitt (28) in Anlage gebracht wird, ein Teil der Nadel (3) auf einer Seite des axial vorderen Endes in der Sackkammer (26) angeordnet ist und eine Achslinie (103) des Düsenlochs (27) einen Teil der äußeren Seitenfläche (331) der Nadel (3) schneidet, wobei der Teil der äußeren Seitenfläche (331) in der Sackkammer (26) angeordnet ist.
Bei der äußeren Seitenfläche (331, 341) der Nadel (3) in einem axialen Bereich zwischen dem Ventiloberflächenabschnitt (36) und einem vorderen Ende (37) der Nadel (3) ist zumindest ein Winkel-Veränderungspunkt (6, 351, 381) ausgebildet, wobei ein Seitenflächenwinkel (θ1, θ2), der zwischen der äußeren Seitenfläche (331, 341) der Nadel (3) und der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) ausgebildet ist, bei dem Winkel-Veränderungspunkt (6, 351, 381) verändert wird.
Ein erster Winkel-Veränderungspunkt (6, 351, 381), welcher dem einen Winkel-Veränderungspunkt entspricht, oder welcher einem der Winkel-Veränderungspunkte entspricht, und bei welchem der Seitenflächenwinkel in dem axialen Bereich ausgehend von dem Ventiloberflächenabschnitt (36) hin zu dem vorderen Ende (37) der Nadel (3) erstmalig verändert wird, in der Sackkammer (26) bei einer stromabwärtsseitigen Position einer Einlassöffnung (26b) der Sackkammer (26) angeordnet ist, wenn der Ventiloberflächenabschnitt (36) mit dem Sitzoberflächenabschnitt (28) in Anlage gebracht ist.
Der Winkel-Veränderungspunkt oder die Winkel-Veränderungspunkte umfasst bzw. umfassen einen stromabwärtsseitigen Winkel-Veränderungspunkt (6), welcher bei einer Position auf einer stromabwärtigen Seite der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) angeordnet ist, wenn der Ventiloberflächenabschnitt (36) mit dem Sitzoberflächenabschnitt (28) in Anlage gebracht ist.
Der zwischen der äußeren Seitenfläche (331, 341) der Nadel (3) und der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) ausgebildete Seitenflächenwinkel (θ1, θ2) wird verändert, wenn der stromabwärtsseitige Winkel-Veränderungspunkt (6) gemäß einem Hubbetrag der Nadel (3) bei einem Ventilöffnungsvorgang, bei welchem der Ventiloberflächenabschnitt (36) von dem Sitzoberflächenabschnitt (28) getrennt wird, ausgehend von der Position auf der stromabwärtigen Seite der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) hin zu der Position auf der stromaufwärtigen Seite der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) bewegt wird.
Wenn das Kraftstoffeinspritzventil geöffnet wird, wird der zwischen der Nadel und dem Düsenkörper ausgebildete Kraftstoffdurchlass geöffnet, so dass der Kraftstoff ausgehend von dem Kraftstoffdurchlass in die Sackkammer strömt. Eine Hauptströmung des in die Sackkammer eintretenden Kraftstoffes strömt entlang der äußeren Seitenfläche der Nadel und anschließend in das Düsenloch, so dass der Kraftstoff von dem Düsenloch eingespritzt wird.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, die Kraftstoffströmung ausgehend von der Sackkammer in das Düsenloch in Abhängigkeit des Hubbetrags der Nadel, das heißt, des Kraftstoffeinspritzbetrags, zu steuern, da der Seitenflächenwinkel, welcher zwischen der äußeren Seitenfläche der Nadel und der Achslinie des Düsenlochs ausgebildet ist, in Abhängigkeit des Hubbetrags der Nadel verändert wird. Folglich ist es möglich, eine turbulente Strömung in dem Düsenloch in Abhängigkeit des Hubbetrags der Nadel (des Kraftstoffeinspritzbetrags) zu erhöhen oder zu verringern.
Wenn die turbulente Strömung in dem Düsenloch erhöht ist, wird die Kraftstoffzerstäubungseigenschaft so verändert, dass die Kraftstoffeindringtiefe kleiner wird, während ein Spritzwinkel größer wird. Wenn die turbulente Strömung in dem Düsenloch andererseits verringert ist, wird die Kraftstoffeindringtiefe größer und der Spritzwinkel wird kleiner. Wie vorstehend angegebenen, ist es bei der vorliegenden Offenbarung möglich, die Kraftstoffzerstäubungseigenschaft in Abhängigkeit des Kraftstoffeinspritzbetrags zu verändern.
Zusätzlich ist der erste Winkel-Veränderungspunkt auf der äußeren Seitenfläche der Nadel ausgebildet, so dass der Seitenflächenwinkel der Nadel erstmalig in dem axialen Bereich ausgehend von dem Ventiloberflächenabschnitt der Nadel hin zu dem vorderen Ende der Nadel verändert wird. Der erste Winkel-Veränderungspunkt befindet sich bei der Position auf der stromabwärtigen Seite der Einlassöffnung der Sackkammer, wenn der Ventiloberflächenabschnitt mit dem Sitzoberflächenabschnitt des Düsenkörpers in Anlage gebracht ist. Gemäß der vorstehenden Struktur ist die äußere Seitenfläche der Nadel zwischen dem Ventiloberflächenabschnitt und dem ersten Winkel-Veränderungspunkt (auf der stromabwärtigen Seite der Einlassöffnung der Sackkammer angeordnet) durch eine glatte bzw. flache Oberfläche ausgebildet. Mit anderen Worten, der Seitenflächenwinkel ist in dem axialen Bereich zwischen dem Ventiloberflächenabschnitt und dem ersten Winkel-Veränderungspunkt konstant. Es wird einfacher, die Kraftstoffströmung zu steuern, so dass der Kraftstoff entlang der äußeren Seitenfläche der Nadel in die Sackkammer strömt, um dadurch eine gewünschte Kraftstoffströmung und Kraftstoffzerstäubungseigenschaft zu erhalten.
Die vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, welche mit Bezug auf die beigefügten Abbildungen ausgeführt ist, ersichtlicher. In den Abbildungen sind:
1 eine schematische Querschnittsansicht, welche relevante Abschnitte mit Bezug auf einen vorderen Endabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 eine vergrößerte schematische Querschnittsansicht, welche einen in 1 mit einer gestrichelten Linie A umgebenen Abschnitt zeigt;
3 eine vergrößerte schematische Querschnittsansicht, welche relevante Abschnitte des Kraftstoffeinspritzventils einschließlich eines vorderen Endabschnitts einer Nadel, einer Sackkammer und eines Düsenlochs in einem Zustand zeigt, bei welchem die Nadel bei einem Ventilöffnungsvorgang um einen kleinen Betrag abgehoben ist;
4 eine vergrößerte schematische Querschnittsansicht, welche die relevanten Abschnitte des Kraftstoffeinspritzventils einschließlich des vorderen Endabschnitts der Nadel, der Sackkammer und des Düsenlochs in einem Zustand zeigt, bei welchem die Nadel bei dem Ventilöffnungsvorgang um einen großen Betrag abgehoben ist;
5 ein Diagramm, welches eine Veränderung eines minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs mit Bezug auf einen Hubbetrag der Nadel zeigt;
6 eine vergrößerte schematische Querschnittsansicht, welche relevante Abschnitte des Kraftstoffeinspritzventils (den vorderen Endabschnitt der Nadel, die Sackkammer und das Düsenloch) in einem Fall eines Betriebs mit kleinem Hubbetrag zum Erläutern einer Beziehung zwischen einem stromabwärtsseitigen ringförmigen Durchlassbereich und einem Düsenloch-Durchlassbereich zeigt;
7 ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen dem Hubbetrag der Nadel und einem Durchlassbereichverhältnis des stromabwärtsseitigen ringförmigen Durchlassbereichs mit Bezug auf den Düsenloch-Durchlassbereich zeigt;
8 ein Diagramm, welches zeigt, dass ein Seitenflächenwinkel zwischen einer äußeren Seitenfläche der Nadel und einer Achslinie des Düsenlochs mit Bezug auf den Hubbetrag der Nadel stufenartig verändert wird;
9 eine vergrößerte schematische Querschnittsansicht, welche relevante Abschnitte des Kraftstoffeinspritzventils (den vorderen Endabschnitt der Nadel, die Sackkammer und das Düsenloch) im Falle des Betriebs mit kleinem Hubbetrag zum Erläutern einer Kraftstoffströmung zeigt, welche in die Sackkammer eingeführt wird und in das Düsenloch strömt;
10 eine vergrößerte schematische Querschnittsansicht, welche relevante Abschnitte des Kraftstoffeinspritzventils (den vorderen Endabschnitt der Nadel, die Sackkammer und das Düsenloch) in einem Fall eines Betriebs mit großem Hubbetrag zum Erläutern der Kraftstoffströmung zeigt, welche in die Sackkammer eingeführt wird und in das Düsenloch strömt;
11 eine schematische Ansicht, welche einen von dem Kraftstoffeinspritzventil in einen Zylinder der Maschine eingespritzten Kraftstoffstrahl zeigt;
12 ein Diagramm, welches eine Veränderung der Eindringtiefe des Kraftstoffstrahls mit Bezug auf den Seitenflächenwinkel zwischen der äußeren Seitenfläche der Nadel und der Achslinie des Düsenlochs zeigt;
13 ein Diagramm, welches eine Veränderung eines Spritzwinkels mit Bezug auf den Seitenflächenwinkel zwischen der äußeren Seitenfläche der Nadel und der Achslinie des Düsenlochs zeigt;
14 eine schematische Querschnittsansicht, welche relevante Abschnitte mit Bezug auf einen vorderen Endabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
15 eine schematische Querschnittsansicht, welche relevante Abschnitte mit Bezug auf einen vorderen Endabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
16 ein Diagramm, welches zeigt, dass der Seitenflächenwinkel zwischen der äußeren Seitenfläche der Nadel und der Achslinie des Düsenlochs mit Bezug auf den Hubbetrag der Nadel kontinuierlich verändert wird.
Die vorliegende Offenbarung wird nachfolgend über mehrere Ausführungsformen und/oder Modifikationen mit Bezug auf die Abbildungen erläutert. Den gleichen oder ähnlichen Bauteilen oder Abschnitten bei den mehreren Ausführungsformen und Modifikationen sind die gleichen Bezugszeichen zugeordnet, um auf eine sich wiederholende Erläuterung zu verzichten.
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist mit Bezug auf die Abbildungen erläutert.
1 zeigt einen Teil eines vorderen Endabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventils 1 der vorliegenden Ausführungsform. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 wird auf ein Kraftstoffeinspritzsystem vom Common-Rail-Typ für eine Verbrennungskraftmaschine (beispielsweise eine Dieselmaschine; nachfolgend die Maschine), welche in einem Fahrzeug eingebaut ist, angewendet. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist an einem Zylinderkopf der Maschine befestigt, um Hochdruckkraftstoff, welcher von einem Common-Rail (nicht gezeigt) zugeführt wird, direkt in jeden Zylinder der Maschine einzuspritzen.
Zunächst ist eine Struktur des Kraftstoffeinspritzventils 1 erläutert. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist aus einem Düsenkörper 2, einer Nadel 3 usw. gebildet. Ein oberes Ende (nicht gezeigt) des Düsenkörpers 2 ist durch eine Sicherungsmutter (nicht gezeigt) an einem zylindrischen Haltekörper (nicht gezeigt) fixiert. Der Düsenkörper 2 besitzt ein Führungsloch 23 (eine Nadel-Aufnahmekammer) zum beweglichen Aufnehmen der Nadel 3, und Düsenlöcher 27 zum Einspritzen des Kraftstoffes, wenn die Nadel 3 abgehoben wird.
Der Düsenkörper 2 besitzt einen zylindrischen Körperabschnitt 21 und einen vorderen Endabschnitt 22, welche in einer axialen Richtung des Kraftstoffeinspritzventils 1 ausgehend von einer oberen Seite des Düsenkörpers 2 in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Der vordere Endabschnitt 22 erstreckt sich ausgehend von einem unteren Ende (einem stromabwärtsseitigen Ende) des zylindrischen Körperabschnitts 21 in der axialen Richtung, und ein Innendurchmesser des vorderen Endabschnitts 22 ist in der axialen Richtung hin zu einem axial vorderen Ende des Düsenkörpers 2 reduziert. Zusätzlich ist der vordere Endabschnitt 22 aus einem ersten Endabschnitt 221 und einem zweiten Endabschnitt 222 gebildet. Eine Innenfläche 25 des ersten Endabschnitts 221 ist als eine konische Oberfläche (nachfolgend die konische Innenfläche 25) ausgebildet. Der zweite Endabschnitt 222 ist so ausgebildet, dass dieser in der axialen Richtung ausgehend von einem unteren Ende des ersten Endabschnitts 221 vorsteht. Der zweite Endabschnitt 222 ist annähernd in einer halbkugelförmigen Gestalt ausgebildet. Das in dem Düsenkörper 2 ausgebildete Führungsloch 23 ist bei dem zweiten Endabschnitt 222 verschlossen.
Ein Raum 26, welcher bei dem zweiten Endabschnitt 222 ausgebildet ist und als eine Sackkammer 26 dient, ist mit einem unteren Ende der konischen Innenfläche 25 des ersten Endabschnitts 221 verbunden. Eine obere (eine stromaufwärtsseitige) Innenwandfläche der Sackkammer 26 ist als eine zylindrische Fläche mit dem gleichen Durchmesser wie dieser des unteren Endes (eines stromabwärtsseitigen Endes) der konischen Innenfläche 25 ausgebildet. Eine untere (eine stromabwärtsseitige) Innenwandfläche der Sackkammer 26 ist mit einer gekrümmten Fläche ausgebildet, welche in der axialen Richtung hin zu dem axial vorderen Ende des Düsenkörpers 2 vertieft ist. Eine Gestalt der Sackkammer 26 ist nicht darauf beschränkt, was in den Abbildungen gezeigt ist. Die Sackkammer 26 besitzt die Gestalt zum Aufnehmen des Kraftstoffes, welcher über einen Kraftstoffdurchlassabschnitt 4 mit einer ringförmigen Gestalt, welcher zwischen einer Innenfläche des Düsenkörpers 2 und einer äußeren Seitenfläche 3a der Nadel 3 ausgebildet ist, in die Sackkammer 26 strömt. Die Sackkammer 26 steht mit den Düsenlöchern 27 in Verbindung.
Das Führungsloch 23 ist in dem Düsenkörper 2 ausgebildet, um sich in der axialen Richtung ausgehend von der oberen Seite (nicht gezeigt) des Düsenkörpers 2 in Richtung hin zu dem axial vorderen Ende des Düsenkörpers 2 zu erstrecken. Das Führungsloch 23 ist aus einer zylindrischen Bohrung 24, welche in dem zylindrischen Körperabschnitt 21 ausgebildet ist, einer konischen Bohrung, welche mit einem unteren Ende der zylindrischen Bohrung 24 verbunden und in dem vorderen Endabschnitt 22 (den ersten und zweiten Endabschnitten 221 und 222) durch die konische Innenfläche 25 ausgebildet ist, und einer halbkugelförmigen Bohrung, welche in der Sackkammer 26 ausgebildet und mit einem unteren Ende der konischen Bohrung verbunden ist, gebildet. Jede von mittleren Achslinien der zylindrischen Bohrung 24, der konischen Bohrung und der halbkugelförmigen Bohrung fallen zusammen. Die zylindrische Bohrung 24, die konische Bohrung und die halbkugelförmige Bohrung stehen in der axialen Richtung in dieser Reihenfolge miteinander in Verbindung.
Nachfolgend ist eine mittlere Achslinie 101 der zylindrischen Bohrung 24, der konischen Bohrung 25 und der halbkugelförmigen Bohrung 26, das heißt, eine mittlere Achslinie 101 des Führungslochs 23, als eine Achslinie des Düsenkörpers 2 bezeichnet. Die Achslinie 101 und eine Achslinie 102 der Nadel 3 (nachstehend erläutert) fallen mit einer Achslinie des Kraftstoffeinspritzventils 1 zusammen.
Ein oder mehrere Düsenlöcher 27 sind in dem zweiten Endabschnitt 222 ausgebildet, welcher in der axialen Richtung des Kraftstoffeinspritzventils 1 bei dem vorderen Endabschnitt angeordnet ist, so dass der Kraftstoff von dem bzw. den Düsenlöchern 27 in die jeweiligen Zylinder der Maschine eingespritzt wird. Bei der in 1 gezeigten vorliegenden Ausführungsform sind die mehreren (zwei) Düsenlöcher 27 ausgebildet. Jedes der Düsenlöcher 27 ist in dem zweiten Endabschnitt 222 so ausgebildet, um sich ausgehend von der inneren Wandoberfläche der Sackkammer 26 hin zu einer äußeren Wandoberfläche des zweiten Endabschnitts 222 zu erstrecken.
Jedes der Düsenlöcher 27 ist so ausgebildet, dass dieses mit Bezug auf die Achslinie 102 der Nadel 3 geneigt ist. Genauer gesagt, die Einlassöffnung des Düsenlochs 27 hin zu der Sackkammer 26 befindet sich in der axialen Richtung bei einer mittleren Position der Sackkammer 26. Das Düsenloch 27 erstreckt sich ausgehend von dessen Einlassöffnung in einer mit Bezug auf die axiale Richtung nach unten geneigten Richtung gerade. Eine Auslassöffnung des Düsenlochs 27 ist bei einer Position ausgebildet, welche sich in der axialen Richtung näher an dem axial vorderen Ende des Düsenkörpers 2 befindet als diese des Einlassabschnitts. Mit anderen Worten, eine gerade Linie 103, welche einer Achslinie des Düsenlochs 27 entspricht, die jeweilige Mitten von jedem Querschnitt des Düsenlochs 27 durchläuft, schneidet die Achslinie 101 des Düsenkörpers 2. Ein Winkel „α”, welcher zwischen der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 und der Achslinie 101 des Düsenkörpers 2 ausgebildet ist, ist größer als null „0” und kleiner als 90 Grad. Genauer gesagt, der Winkel „α” ist zwischen einem unteren Teil der Achslinie 101 und der Achslinie 103 ist Düsenlochs 27 ausgebildet. Der untere Teil der Achslinie 101 ist auf einer stromabwärtigen Seite eines Schnittpunkts zwischen der Achslinie 103 und der Achslinie 101 angeordnet.
Wenn die mehreren Düsenlöcher 27 ausgebildet sind, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, sind die mehreren Düsenlöcher 27 vorzugsweise in einer Umfangsrichtung um die Achslinie 101 bei gleichen Abständen angeordnet. Jedes der Düsenlöcher 27 ist in der axialen Richtung bei der gleichen Höhe zueinander angeordnet. Jeder der Winkel „α” ist gleich. Es ist jedoch nicht immer notwendig, die mehreren Düsenlöcher 27 in der Umfangsrichtung bei gleichen Abständen anzuordnen, diese auf den gleichen Höhen zueinander anzuordnen und die Winkel „α” gleich zu gestalten.
Ein ringförmiger Raum 4 (der Kraftstoffdurchlassabschnitt 4) ist zwischen der Innenfläche des Düsenkörpers 2 (der Innenfläche des Führungslochs 23) und einer äußeren Umfangsfläche (der äußeren Seitenfläche 3a) der Nadel 3 ausgebildet. Der ringförmige Raum 4 dient als ein Kraftstoffdurchlass zum Zuführen des Hochdruckkraftstoffes hin zu den Düsenlöchern 27. Ein stromaufwärtiges Ende des Kraftstoffdurchlassabschnitts 4 ist bei einer oberen Fläche (nicht gezeigt) des Düsenkörpers 2 offen und mit einem anderen Kraftstoffdurchlass (nicht gezeigt) verbunden, welcher in dem zylindrischen Haltekörper (nicht gezeigt) ausgebildet ist.
Die Nadel 3 ist in dem Führungsloch 23 (der Nadel-Aufnahmekammer 23) beweglich aufgenommen. Die Nadel 3 ist in einer stabförmigen Gestalt ausgebildet, welche sich in der axialen Richtung erstreckt. Die Nadel 3 ist bei einer solchen Position angeordnet, dass die Achslinie 102 der Nadel 3 (eine Linie in einer Längsrichtung der Nadel 3) im Wesentlichen mit der Achslinie 101 des Düsenkörpers 2 zusammenfällt. Die Nadel 3 ist aus einem Haupt-Säulenabschnitt 31, welcher sich in der axialen Richtung erstreckt, einem ersten konischen Abschnitt 32, welcher sich ausgehend von einem unteren Ende des Haupt-Säulenabschnitts 31 in einer solchen Art und Weise axial erstreckt, dass ein Außendurchmesser in der axialen Richtung hin zu dem axial vorderen Ende des Kraftstoffeinspritzventils 1 allmählich reduziert ist, einem zweiten konischen Abschnitt 33, welcher sich ausgehend von einem unteren Ende des ersten konischen Abschnitts 32 in einer solchen Art und Weise axial erstreckt, dass ein Außendurchmesser in der axialen Richtung hin zu dem axialen vorderen Ende des Kraftstoffeinspritzventils 1 allmählich reduziert ist, und einem vorderen Endabschnitt 34 mit einer säulenförmigen Gestalt, welcher sich ausgehend von einem unteren Ende des zweiten konischen Abschnitts 33 axial erstreckt, gebildet.
Ein Außendurchmesser des Haupt-Säulenabschnitts 31 ist derart gestaltet, dass dieser kleiner als ein Innendurchmesser des zylindrischen Körperabschnitts 21 ist, so dass der Haupt-Säulenabschnitt 31 der Nadel 3 beweglich in der zylindrischen Bohrung 24 des Führungslochs 23 aufgenommen ist.
Der Außendurchmesser eines oberen Endes des ersten konischen Abschnitts 32 ist derart gestaltet, dass dieser gleich diesem des Haupt-Säulenabschnitts 31 ist. Der erste konische Abschnitt 32 ist als ein Kegelstumpf ausgebildet, wobei ein oberer Abschnitt des Konus aus- bzw. abgeschnitten ist. Zumindest ein unterer Abschnitt des ersten konischen Abschnitts 32 (einschließlich des unteren Endes davon) ist in der durch die konische Innenfläche 25 ausgebildeten konischen Bohrung angeordnet, wenn sich das Kraftstoffeinspritzventil 1 in dessen Ventilschließzustand befindet. Das untere Ende des ersten konischen Abschnitts 32 ist ebenso als ein stromabwärtsseitiges Ende 36 oder ein Grenzabschnitt 36 (später erläutert) bezeichnet.
Ein Oberflächen-Neigungswinkel einer äußeren Seitenfläche des ersten konischen Abschnitts 32 unterscheidet sich geringfügig von einem Oberflächen-Neigungswinkel der konischen Innenfläche 25. Der Oberflächen-Neigungswinkel, welcher zwischen der äußeren Seitenfläche des ersten konischen Abschnitts 32 und der Achslinie 102 der Nadel 3 ausgebildet ist, das heißt, ein konischer Winkel des ersten konischen Abschnitts 32, ist insbesondere auf einen Wert eingestellt, welcher kleiner als der Oberflächen-Neigungswinkel ist, der zwischen der konischen Innenfläche 25 und der Achslinie 101 des Düsenkörpers 2 ausgebildet ist (ein konischer Winkel der konischen Innenfläche 25).
Der Außendurchmesser eines oberen Endes des zweiten konischen Abschnitts 33 ist derart gestaltet, dass dieser gleich diesem des stromabwärtsseitigen Endes 36 des ersten konischen Abschnitts 32 ist. Der zweite konische Abschnitt 33 ist gleichermaßen als Kegelstumpf ausgebildet, wobei der obere Abschnitt des Konus abgeschnitten ist. Ein konischer Winkel des zweiten konischen Abschnitts 33 ist derart gestaltet, dass dieser nicht nur geringfügig größer als der konische Winkel des ersten konischen Abschnitts 32 ist, sondern ebenso als der konische Winkel der konischen Innenfläche 25.
Wie in 2 gezeigt ist, wird der Grenzabschnitt 36 zwischen dem ersten konischen Abschnitt 32 und dem zweiten konischen Abschnitt 33 (gemäß dem stromabwärtsseitigen Ende 36 des ersten konischen Abschnitts 32 und einem stromaufwärtsseitigen Ende des zweiten konischen Abschnitts 33) mit einem Teil 28 der konischen Innenfläche 25 in Kontakt gebracht (auf diesen gesetzt bzw. mit diesem in Anlage gebracht), wenn das Kraftstoffeinspritzventil 1 hin zu dessen Ventilschließposition bewegt wird. Wenn der Grenzabschnitt 36 mit dem Teil 28 der konischen Innenfläche 25 (nachfolgend dem Sitzoberflächenabschnitt 28) in Anlage gebracht wird, wird die Verbindung zwischen dem Kraftstoffdurchlassabschnitt 4 und der Sackkammer 26 blockiert, um dadurch die Kraftstoffeinspritzung von den Düsenlöchern 27 zu beenden. Wie vorstehend angegebenen ist, dient der Grenzabschnitt 36 der Nadel 3 als eine Ventilfläche, welche wirkend mit dem Sitzoberflächenabschnitt 28 der konischen Innenfläche 25 des Düsenkörpers 2 in Anlage gebracht wird. Ein Zustand, bei welchem der Grenzabschnitt 36 (welcher ebenso als der Ventiloberflächenabschnitt 36 bezeichnet ist) mit dem Sitzoberflächenabschnitt 28 in Anlage gebracht bzw. auf diesen gesetzt ist, entspricht dem Ventilschließzustand des Kraftstoffeinspritzventils 1. 1 zeigt den Zustand, bei welchem der Grenzabschnitt 36 (der Ventiloberflächenabschnitt 36) mit dem Sitzoberflächenabschnitt 28 in Anlage gebracht ist. In 1 ist eine Sitzposition des Grenzabschnitts 36 mit Bezug auf den Sitzoberflächenabschnitt 28 in der axialen Richtung bei einem mittleren Abschnitt der konischen Innenfläche 25 eingestellt. Die Sitzposition des Ventiloberflächenabschnitts 36 ist jedoch nicht auf die in 1 gezeigte Position beschränkt.
Der zweite konische Abschnitt 33 ist so ausgebildet, dass sich ein Teil des zweiten konischen Abschnitts 33 einschließlich des unteren Endes davon in die Sackkammer 26 erstreckt, wenn sich das Kraftstoffeinspritzventil 1 in dem Ventilschließzustand befindet. Genauer gesagt, der zweite konische Abschnitt 33 erstreckt sich zumindest hin zu einem Schnittpunkt 51, bei welchem die Achslinie 103 des Düsenlochs 27 eine äußere Seitenfläche 331 (in 3 angegeben) des zweiten konischen Abschnitts 33 schneidet. Der Schnittpunkt 51 ist als der Schnittpunkt 51 des Ventilschließzustands bezeichnet.
Der Außendurchmesser des vorderen Endabschnitts 34 ist derart gestaltet, dass dieser gleich diesem des unteren Endes des zweiten konischen Abschnitts 33 ist. Der vordere Endabschnitt 34 befindet sich bei einer Position, welche auf einer stromabwärtigen Seite der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 liegt, das heißt, einer Position auf einer Seite näher an einem Bodenabschnitt 26a der Sackkammer 26, wenn sich das Kraftstoffeinspritzventil 1 in dem Ventilschließzustand befindet. Gemäß der vorstehenden Struktur ist ein Winkel-Veränderungspunkt 6 bei der äußeren Seitenfläche der Nadel 3 zwischen dem Schnittpunkt 51 und einem vorderen Ende 37 der Nadel 3 ausgebildet, wenn sich das Kraftstoffeinspritzventil 1 in dem Ventilschließzustand befindet. Der Oberflächen-Neigungswinkel, welcher zwischen der äußeren Seitenfläche der Nadel 3 und der Achslinie 102 der Nadel 3 ausgebildet ist, wird bei dem Winkel-Veränderungspunkt 6 verändert.
Der Winkel-Veränderungspunkt 6 befindet sich auf einer Grenze zwischen dem zweiten konischen Abschnitt 33 und dem vorderen Endabschnitt 34. Der Winkel-Veränderungspunkt 6 entspricht einem ersten Winkel-Veränderungspunkt, bei welchem der Oberflächen-Neigungswinkel zwischen der äußeren Seitenfläche der Nadel 3 und der Achslinie 102 der Nadel 3 in einem axialen Bereich ausgehend von dem Grenzabschnitt 36 (dem Ventiloberflächenabschnitt 36) hin zu dem vorderen Ende 37 des vorderen Endabschnitts 34 erstmalig verändert wird. Zusätzlich entspricht der Winkel-Veränderungspunkt 6 einem stromabwärtsseitigen Winkel-Veränderungspunkt, welcher auf einer stromabwärtigen Seite der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 liegt, wenn sich das Kraftstoffeinspritzventil 1 in dem Ventilschließzustand befindet. Der Winkel-Veränderungspunkt 6 des ersten Winkel-Veränderungspunkts befindet sich bei einer Position, welche auf einer stromabwärtigen Seite einer Einlassöffnung 26b der Sackkammer 26 liegt, wenn sich das Kraftstoffeinspritzventil 1 in dem Ventilschließzustand befindet. Da der vordere Endabschnitt 34 in der säulenförmigen Gestalt ausgebildet ist, ist eine äußere Seitenfläche 341 (in 3 angegeben) des vorderen Endabschnitts 34 parallel zu der Achslinie 102 der Nadel 3.
Ein Seitenflächenwinkel der äußeren Seitenfläche 331 des zweiten konischen Abschnitts 33 und ein Seitenflächenwinkel einer äußeren Seitenfläche 341 des vorderen Endabschnitts 34 sind nachfolgend miteinander verglichen, wobei jeder der Seitenflächenwinkel einem Winkel entspricht, welcher zwischen der äußeren Seitenfläche 331/341 der Nadel 3 und der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 ausgebildet ist.
Wie in 3 gezeigt ist, schneidet die Achslinie 103 die äußere Seitenfläche 331 des zweiten konischen Abschnitts 33 bei einem ersten Schnittpunkt 52, wenn die Grenze 6 (der Winkel-Veränderungspunkt 6) zwischen dem zweiten konischen Abschnitt 33 und dem vorderen Endabschnitt 34 bei der Position unter der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 (auf der stromabwärtigen Seite der Achslinie 103) angeordnet ist, das heißt, der Position näher an dem Bodenabschnitt 26a der Sackkammer 26 als die Achslinie 103. Der Seitenflächenwinkel, welcher zwischen der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 und einem Teil der äußeren Seitenfläche 331 des zweiten konischen Abschnitts 33 auf einer stromaufwärtigen Seite des ersten Schnittpunkts 52 (ein stromaufwärtsseitiger Oberflächenabschnitt der äußeren Seitenfläche 331) ausgebildet ist, ist als ein Niedrighubwinkel „θ1” definiert. Der erste Schnittpunkt 52 entspricht dem Schnittpunkt 51 des Ventilschließzustands, wenn sich das Kraftstoffeinspritzventil 1 in dem Ventilschließzustand befindet.
Wenn die Grenze 6 zwischen dem zweiten konischen Abschnitt 33 und dem vorderen Endabschnitt 34 darüber hinaus auf einer stromaufwärtigen Seite der Achslinie 103 des Düsenlochs 27, das heißt, einer Position näher an der Einlassöffnung 26b der Sackkammer 26 als die Achslinie 103, angeordnet ist, wie in 4 gezeigt, schneidet die Achslinie 103 die äußere Seitenfläche 341 des vorderen Endabschnitts 34 bei einem zweiten Schnittpunkt 53. Der zwischen der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 und einem Teil der äußeren Seitenfläche 341 des vorderen Endabschnitts 34 auf der stromaufwärtigen Seite des zweiten Schnittpunkts 53 (einem stromaufwärtsseitigen Oberflächenabschnitt der äußeren Seitenfläche 341) ausgebildete Seitenflächenwinkel ist als ein Hochhubwinkel „θ2” definiert.
Der Seitenflächenwinkel bei jeder der äußeren Seitenflächen 331 und 341 ist so ausgebildet, dass der Hochhubwinkel „θ2” größer als der Niedrighubwinkel „θ1” ist. Der Niedrighubwinkel „θ1” entspricht einem ersten Seitenflächenwinkel, während der Hochhubwinkel „θ2” einem zweiten Seitenflächenwinkel entspricht.
Das Kraftstoffeinspritzventil 1 besitzt eine Feder (nicht gezeigt) zum nach unten Drücken eines Endes (nicht gezeigt) der Nadel 3 auf der oberen Seite, um die Nadel 3 in einer Ventilschließrichtung (in den Abbildungen eine Richtung nach unten) vorzuspannen, und eine Gegendruckkammer (nicht gezeigt) zum Aufbringen eines Kraftstoff-Hochdrucks (eines Gegendrucks) auf das Ende der Nadel 3 auf der oberen Seite. Die Nadel 3 ist außerdem durch den Gegendruck in der Ventilschließrichtung vorgespannt.
Der Hochdruckkraftstoff wird ausgehend von dem Common-Rail (nicht gezeigt) in einen stromaufwärtsseitigen Abschnitt des zylindrischen Haltekörpers (einen Abschnitt des zylindrischen Haltekörpers auf einer Seite entgegengesetzt zu den Düsenlöchern) geführt. Obwohl der zylindrische Haltekörper in den Abbildungen nicht gezeigt ist, trägt der zylindrische Haltekörper den Düsenkörper 2. Der Kraftstoffdurchlass (nicht gezeigt) zum Einführen des von dem Common-Rail in den Kraftstoffdurchlassabschnitt 4 des Düsenkörpers 2 geführten Kraftstoffes, und eine Aufnahmebohrung (nicht gezeigt) zum Aufnehmen einer elektromagnetischen Ventileinheit (nicht gezeigt) sind in dem zylindrischen Haltekörper vorgesehen. Die elektromagnetische Ventileinheit bewegt die Nadel 3 in einer Ventilöffnungsrichtung (in den Abbildungen eine Richtung nach oben).
Wie vorstehend erläutert, ist die elektromagnetische Ventileinheit in der Aufnahmebohrung des zylindrischen Haltekörpers aufgenommen. Die elektromagnetische Ventileinheit ist aus einem Stator mit einer elektromagnetischen Spule, einem Anker, welcher mit Bezug auf den Stator beweglich angeordnet ist, einem Steuerungsventil, welches mit dem Anker integral beweglich ist und die Gegendruckkammer zu oder von einer Niedrigdruckseite öffnet oder schließt, einer Feder zum Vorspannen des Steuerungsventils in einer Ventilschließrichtung usw. gebildet.
Nachfolgend ist ein Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 1 erläutert.
Wenn eine elektrische Leistungszuführung hin zu der elektromagnetischen Spule unterbrochen wird, verschließt das Steuerungsventil die Gegendruckkammer von der Niederdruckseite. Dann wird eine Vorspannkraft zum Vorspannen der Nadel 3 in der Ventilschließrichtung (eine Summe des Kraftstoffdrucks in der Gegendruckkammer und der Vorspannkraft der Feder) größer als eine Hubkraft zum Abheben der Nadel 3 in der Ventilöffnungsrichtung (eine in der Ventilöffnungsrichtung durch den Kraftstoff auf die Nadel 3 aufgebrachte Kraft). Folglich wird der Ventiloberflächenabschnitt 36 mit dem Sitzoberflächenabschnitt 28 in Anlage gebracht, um die Verbindung zwischen dem Kraftstoffdurchlassabschnitt 4 und den Düsenlöchern 27 zu blockieren. Dadurch wird die Kraftstoffeinspritzung beendet.
Wenn die elektrische Leistung andererseits hin zu der elektromagnetischen Spule geführt wird, wird der Anker durch einen bei der elektromagnetischen Spule erzeugten magnetischen Fluss magnetisiert und durch eine magnetische Anziehungskraft in einer Richtung hinter dem Stator bewegt. Das Steuerungsventil wird geöffnet, wenn der Anker hin zu dem Stator bewegt wird, so dass die Gegendruckkammer hin zu der Niedrigdruckseite geöffnet ist. Der auf das Ende der Nadel 3 auf der oberen Seite aufgebrachte Kraftstoffdruck wird verringert. Wenn die Hubkraft zum Abheben der Nadel 3 in der Ventilöffnungsrichtung größer als die Vorspannkraft zum Vorspannen der Nadel 3 in der Ventilschließrichtung wird, wird die Nadel 3 an- bzw. abgehoben. Mit anderen Worten, der Ventiloberflächenabschnitt 36 wird von dem Sitzoberflächenabschnitt 28 getrennt. Der Kraftstoff in dem Kraftstoffdurchlassabschnitt 4, welcher in dem Kraftstoffdurchlassabschnitt 4 in einem ringförmigen Zustand vorliegt, strömt in die Sackkammer 26 und wird dann von den Düsenlöchern 27 eingespritzt.
Wenn die elektrische Leistungszuführung hin zu der elektromagnetischen Spule danach unterbrochen wird, wird der Anker durch die Feder zurückgedrückt, um die Verbindung zwischen der Gegendruckkammer und der Niederdruckseite zu blockieren. Dadurch wird der Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer erneut erhöht. Wenn die Vorspannkraft zum Vorspannen der Nadel 3 in der Ventilschließrichtung größer als die Hubkraft zum Abheben der Nadel 3 in der Ventilöffnungsrichtung wird, wird die Nadel 3 in der Ventilschließrichtung nach unten gedrückt. Wenn der Ventiloberflächenabschnitt 36 mit dem Sitzoberflächenabschnitt 28 in Kontakt gebracht wird, wird die Verbindung zwischen dem Kraftstoffdurchlassabschnitt 4 und den Düsenlöchern 27 blockiert, um dadurch die Kraftstoffeinspritzung zu beenden.
Ein Betrag der Kraftstoffeinspritzung wird durch Anpassen einer Zeit zum Beenden der elektrischen Leistungszuführung hin zu der elektromagnetischen Spule nach dem Start der elektrischen Leistungszuführung dorthin gesteuert. Die Nadel 3 ist ausgehend von deren unterster Position (einem unteren Totpunkt) hin zu deren maximalen Hubpunkt (einem oberen Totpunkt) beweglich. Es ist möglich, einen effektiven Hubbetrag der Nadel 3 zwischen dem unteren Totpunkt und dem oberen Totpunkt durch Anpassen der Zeit zum Beenden der elektrischen Leistungszuführung hin zu der elektromagnetischen Spule zu steuern. Genauer gesagt, der effektive Hubbetrag kann stärker erhöht werden, während die Zeit zum Beenden der elektrischen Leistungszuführung stärker verzögert ist. Wenn der effektive Hubbetrag größer wird, wird eine Zeitphase bzw. -dauer zum Verbinden des Kraftstoffdurchlassabschnitts 4 mit den Düsenlöchern 27 länger. Der Betrag der Kraftstoffeinspritzung wird dadurch erhöht.
Der Kraftstoffdurchlassabschnitt 4, welcher zwischen der Innenfläche des Düsenkörpers 2 (der Innenfläche des Führungslochs 23) und der äußeren Umfangsfläche 3a der Nadel 3 ausgebildet ist, ist als der ringförmige Durchlassabschnitt 4 definiert. Zusätzlich umfasst der ringförmige Durchlassabschnitt 4 nicht nur einen Kraftstoffdurchlass, welcher zwischen der konischen Innenfläche 25 und den äußeren Seitenflächen (331, 341) der ersten und zweiten konischen Abschnitte 32 und 33 ausgebildet ist, sondern ebenso einen Kraftstoffdurchlass, welcher zwischen einer inneren Umfangsfläche der Sackkammer 26 und der äußeren Seitenfläche 341 des vorderen Endabschnitts 34 der Nadel 3 ausgebildet ist.
Ein Querschnittsbereich des ringförmigen Durchlassabschnitts 4, welcher einem Bereich eines Querschnitts des ringförmigen Durchlassabschnitts 4 auf einer Ebene senkrecht zu der axialen Richtung (der Richtung der Achslinien 101 und 102) entspricht, ist als ein stromaufwärtsseitiger ringförmiger Durchlassbereich definiert.
Ein Querschnittsbereich des Düsenlochs 27, welcher einem Bereich eines Querschnitts des Düsenlochs 27 auf einer Ebene senkrecht zu der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 entspricht, ist als ein Düsenloch-Durchlassbereich definiert. Wenn wie bei der vorliegenden Ausführungsform mehrere Düsenlöcher 27 vorliegen, entspricht der Düsenloch-Durchlassbereich einer Summe der Düsenloch-Durchlassbereiche der jeweiligen Düsenlöcher 27.
Darüber hinaus ist ein minimaler Wert aus den stromaufwärtsseitigen ringförmigen Durchlassbereichen bei jeweiligen Hubpositionen der Nadel 3 während eines Ventilöffnungsvorgangs oder dem Düsenloch-Durchlassbereich, welcher auch immer kleiner als der andere ist, als ein minimaler Kraftstoffdurchlassbereich definiert. Nachfolgend ist ein Durchlassabschnitt des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs ebenso als ein beschränkter Kraftstoffdurchlassabschnitt bezeichnet.
Wie in 3 gezeigt ist, besitzt ein ringförmiger Durchlassabschnitt 41, welcher bei einer Position benachbart zu dem Ventiloberflächenabschnitt 36 ausgebildet ist, wenn der Hubbetrag der Nadel 3 bei dem Ventilöffnungsvorgang klein ist, den stromaufwärtsseitigen ringförmigen Durchlassbereich, welcher kleiner als der Düsenloch-Durchlassbereich der Düsenlöcher 27 ist. Da der stromaufwärtsseitige ringförmige Durchlassbereich bei dem ringförmigen Durchlassabschnitt 41 kleiner als der Düsenloch-Durchlassbereich ist, ist der minimale Kraftstoffdurchlassbereich (der beschränkte Kraftstoffdurchlassabschnitt) in dem ringförmigen Durchlassabschnitt 41 angeordnet.
Der bei der Position benachbart zu dem Ventiloberflächenabschnitt 36 ausgebildete ringförmige Durchlassabschnitt 41 steht für einen ringförmigen Kraftstoffdurchlass, welcher zwischen der äußeren Seitenflächen der Nadel 3 auf einer stromabwärtigen Seite des Ventiloberflächenabschnitts 36 (das heißt, der äußeren Seitenfläche 331 des zweiten konischen Abschnitts 33) und der konischen Innenfläche 25 auf der Seite näher an dem vorderen Endabschnitt 34 ausgebildet ist. Der Querschnittsbereich (das heißt, der stromaufwärtsseitige ringförmige Durchlassbereich) des ringförmigen Durchlassabschnitts 41 ist vergrößert, wenn der Hubbetrag der Nadel 3 größer wird. Wenn der Hubbetrag der Nadel 3 größer als ein vorbestimmter Wert wird, wird der stromaufwärtsseitige ringförmige Durchlassbereich größer als der Düsenloch-Durchlassbereich. Dann wird eine Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs (des beschränkten Kraftstoffdurchlassabschnitts) ausgehend von dem ringförmigen Durchlassabschnitt 41 hin zu dem Düsenloch 27 verändert.
Wie vorstehend angegeben ist, befindet sich die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs (des beschränkten Kraftstoffdurchlassabschnitts) bei der von dem Düsenloch 27 abweichenden Position, wenn der Hubbetrag der Nadel 3 klein ist. Das heißt, die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs ist anfangs bei dem ringförmigen Durchlassabschnitt 41 angeordnet. Dann wird die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs ausgehend von dem ringförmigen Durchlassabschnitt 41 hin zu dem Düsenloch 27 verändert, wenn der Hubbetrag der Nadel 3 größer als der vorbestimmte Wert wird, wie in 5 gezeigt ist.
Wie in 5 gezeigt ist, ist der minimale Kraftstoffdurchlassbereich gemäß einer Zunahme des Hubbetrags der Nadel 3 in einem ersten Betriebsbereich 301, in welchem die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs in dem ringförmigen Durchlassabschnitt 41 angeordnet ist, allmählich vergrößert. Der minimale Kraftstoffdurchlassbereich ist in einem zweiten Betriebsbereich 302, in welchem die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs in dem Düsenloch 27 angeordnet ist, andererseits unabhängig von dem Hubbetrag der Nadel 3 konstant.
Wenn sich die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs (des beschränkten Kraftstoffdurchlassabschnitts) bei der von dem Düsenloch 27 abweichenden Position befindet, das heißt, bei der Position in dem ringförmigen Durchlassabschnitt 41, schneidet die Achslinie 103 des Düsenlochs 27 die äußere Seitenfläche 331 des zweiten konischen Abschnitts 33, wie in 3 gezeigt ist. Mit anderen Worten, die Grenze 6 (der erste Winkel-Veränderungspunkt 6) zwischen dem zweiten konischen Abschnitt 33 und dem vorderen Endabschnitt 34 befindet sich bei der Position unter der Achslinie 103 des Düsenlochs 27, das heißt, bei der Position auf der stromabwärtigen Seite der Achslinie 103 und näher an dem Bodenabschnitt 26a der Sackkammer 26.
Wenn sich der minimale Kraftstoffdurchlassbereich (der beschränkte Kraftstoffdurchlassabschnitt) andererseits in dem Düsenloch 27 befindet, schneidet die Achslinie 103 des Düsenlochs 27 die äußere Seitenfläche 341 des vorderen Endabschnitts 34, wie in 4 gezeigt ist. Mit anderen Worten, die Grenze 6 (der erste Winkel-Veränderungspunkt 6) zwischen dem zweiten konischen Abschnitt 33 und dem vorderen Endabschnitts 34 befindet sich auf der stromaufwärtigen Seite der Achslinie 103 des Düsenlochs 27, das heißt, bei der Position auf der Seite näher an der Einlassöffnung 26b der Sackkammer 26.
Dies bedeutet, dass sich die Grenze 6 bei dem zweiten Schnittpunkt 53 befindet, wenn der Hubbetrag der Nadel 3 auf den vorbestimmten Wert erhöht ist, bei welchem der erste Betriebsbereich 301 hin zu dem zweiten Betriebsbereich 302 verändert wird, wie in 5 gezeigt ist. Die Grenze 6, welche die Achslinie 103 des Düsenlochs 27 schneidet, kann jedoch bei einer solchen Position ausgebildet sein, welche zu der vorbestimmten Position, bei welcher der erste Betriebsbereich 301 hin zu dem zweiten Betriebsbereich 302 verändert wird, geringfügig verschoben ist.
Eine Ventilbetriebsbedingung, bei welcher sich die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs bei der von dem Düsenloch 27 abweichenden Position befindet (das heißt, in dem ringförmigen Durchlassabschnitt 41), ist als ein Betrieb mit kleinem Hubbetrag definiert. Andererseits ist eine Ventilbetriebsbedingung, bei welcher sich die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs in dem Düsenloch 27 befindet, als ein Betrieb mit großem Hubbetrag definiert. Wenn der zwischen der äußeren Seitenfläche 331 der Nadel 3 und der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 ausgebildete Seitenflächenwinkel bei dem Betrieb mit kleinem Hubbetrag (das heißt, dem Niedrighubwinkel „θ1”) mit dem zwischen der äußeren Seitenfläche 341 der Nadel 3 und der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 ausgebildeten Seitenflächenwinkel bei dem Betrieb mit großem Hubbetrag (das heißt, dem Hochhubwinkel „θ2”) verglichen wird, ergibt sich eine Beziehung, dass der Niedrighubwinkel „θ1” kleiner als der Hochhubwinkel „θ2” ist („θ1” < „θ2”).
Wie in 6 gezeigt, ist ein Kraftstoffdurchlassabschnitt 263 mit einer ringförmigen Gestalt in der Sackkammer 26 zwischen einem Randabschnitt 343 bei dem vorderen Ende des Abschnitts 34 der Nadel 3 bei dem vorderen Ende und der Innenfläche der Sackkammer 26 (der Innenfläche des Düsenkörpers 2) ausgebildet. Der Kraftstoffdurchlassabschnitt 263 mit der ringförmigen Gestalt ist als ein stromabwärtsseitiger ringförmiger Durchlassabschnitt 263 definiert. Genauer gesagt, der stromabwärtsseitige ringförmige Durchlassabschnitt 263 entspricht dem Kraftstoffdurchlassabschnitt, welcher zwischen dem Randabschnitt 343 des vorderen Endes des vorderen Endabschnitts 34 und einem am nächsten liegenden Punkt der Innenfläche des Düsenkörpers 2 ausgebildet ist, wobei der am nächsten liegende Punkt einem Oberflächenpunkt entspricht, dessen Abstand zu dem Randabschnitt 343 des vorderen Endes aus Oberflächenpunkten der Sackkammer 26 am kürzesten ist. Darüber hinaus entspricht der stromabwärtsseitige ringförmige Durchlassabschnitt 263 einer Seitenfläche eines Raums 262 mit einer kegelstumpfartigen Gestalt, welcher zwischen dem vorderen Ende 37 der Nadel 3 und einem Teil der Innenfläche des Düsenkörpers 2 (einem Teil eines Bodens der Sackkammer 26) gegenüberliegend zu dem vorderen Ende 37 ausgebildet ist. Der Raum 262 mit der kegelstumpfartigen Gestalt ist in 6 durch eine Schraffur „X” angegeben.
Wenn sich die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs bei den von dem Düsenloch 27 abweichenden Positionen befindet, das heißt, wenn sich die Betriebsbedingung des Kraftstoffeinspritzventils 1 bei dem Betrieb mit kleinem Hubbetrag in dem ersten Betriebsbereich 301 in 5 befindet, ist ein Durchlassbereich „X” des stromabwärtsseitigen ringförmigen Durchlassabschnitts 263 (gleich einem Bereich des durch die Schraffur „X” angegebenen Raums 262) kleiner als ein Durchlassbereich „Y” des Düsenlochs 27 (der Durchlassbereich „Y” ist in 6 durch eine Schraffur „Y” angegeben). In einem Fall, bei welchem, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, mehrere Düsenlöcher 27 existieren, steht der Durchlassbereich „Y” für eine Summe der Durchlassbereiche „Y” sämtlicher Düsenlöcher 27.
Der Durchlassbereich „X” des stromabwärtsseitigen ringförmigen Durchlassabschnitts 263 ist als ein stromabwärtsseitiger ringförmiger Durchlassbereich „X” bezeichnet, während der Durchlassbereich „Y” dem Düsenloch-Durchlassbereich „Y” entspricht.
Wenn die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs hin zu dem Düsenloch 27 bewegt wird, das heißt, wenn sich die Betriebsbedingung des Kraftstoffeinspritzventils 1 bei dem Betrieb mit großem Hubbetrag des zweiten Betriebsbereichs 302 in 5 befindet, wird der stromabwärtsseitige ringförmige Durchlassbereich „X” größer als der Düsenloch-Durchlassbereich „Y”.
Wie in 7 gezeigt, ist ein Durchlassbereichverhältnis „X/Y” des stromabwärtsseitigen Durchlassbereichs „X” mit Bezug auf den Düsenloch-Durchlassbereich „Y” kleiner als „1”, wenn sich die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs bei den von dem Düsenloch 27 abweichenden Positionen befindet, während das Durchlassbereichverhältnis „X/Y” größer als „1” wird, wenn die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs hin zu dem Düsenloch 27 bewegt wird.
Genauer gesagt, der stromabwärtsseitige ringförmige Durchlassbereich „X” wird allmählich vergrößert, während der Hubbetrag der Nadel 3 größer wird, während der Düsenloch-Durchlassbereich „Y” unabhängig von dem Hubbetrag der Nadel 3 auf einem konstanten Wert verbleibt.
Wenn sich die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs bei den von dem Düsenloch 27 abweichenden Positionen befindet, wird das Durchlassbereichverhältnis „X/Y” in einem ersten Bereich, welcher kleiner als „1” ist, allmählich vergrößert, während der Hubbetrag der Nadel 3 größer wird. Wenn die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs hin zu dem Düsenloch 27 bewegt ist, wird das Durchlassbereichverhältnis „X/Y” außerdem in einem zweiten Bereich, welcher größer als „1” ist, allmählich vergrößert, wenn der Hubbetrag der Nadel 3 größer wird.
Wenn die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs ausgehend von der von dem Düsenloch 27 abweichenden Position hin zu der Position in dem Düsenloch 27 verändert wird, wird das Durchlassbereichverhältnis „X/Y” gleich „1”. Das heißt, der stromabwärtsseitige ringförmige Durchlassbereich „X” wird gleich dem Düsenloch-Durchlassbereich „Y”. Der Hubbetrag der Nadel 3 ist als ein Grenz-Hubbetrag der Nadel 3 bezeichnet, wenn die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs ausgehend von der von dem Düsenloch 27 abweichenden Position hin zu dem Düsenloch 27 verändert wird.
Wenn sich der erste Winkel-Veränderungspunkt 6 (der stromabwärtsseitige Winkel-Veränderungspunkt 6) bei der stromabwärtsseitigen Position der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 befindet, ist der stromabwärtsseitige ringförmige Durchlassbereich „X” kleiner als der Düsenloch-Durchlassbereich „Y”. Wenn der erste Winkel-Veränderungspunkt 6 andererseits hin zu der stromaufwärtsseitigen Position der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 bewegt wird, wird der stromabwärtsseitige ringförmige Durchlassbereich „X” größer als der Düsenloch-Durchlassbereich „Y”.
Wenn der erste Winkel-Veränderungspunkt 6 hin zu der Schnittposition bewegt wird, bei welcher die Achslinie 103 des Düsenlochs 27 die äußere Seitenfläche 341 der Nadel 3 schneidet, wird der stromabwärtsseitige ringförmige Durchlassbereich „X” gleich dem Düsenloch-Durchlassbereich „Y”. Der Hubbetrag der Nadel 3, bei welchem das Durchlassbereichverhältnis „X/Y” gleich „1” wird, kann ausgehend von dem Grenz-Hubbetrag der Nadel 3, bei welchem die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs ausgehend von der von dem Düsenloch 27 abweichenden Position hin zu dem Düsenloch 27 verändert wird, geringfügig verschoben sein.
Nachfolgend sind Vorteile des Kraftstoffeinspritzventils 1 der vorliegenden Ausführungsform erläutert.
Die Nadel 3 besitzt in dem axialen Bereich ausgehend von dem Schnittpunkt 51 des Ventilschließzustands hin zu dem vorderen Ende 37 lediglich einen Winkel-Veränderungspunkt 6, bei welchem der Seitenflächenwinkel der Nadel 3 verändert wird. Der zwischen der äußeren Seitenfläche 331/341 der Nadel 3 und der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 ausgebildete Seitenflächenwinkel wird in Abhängigkeit des Hubbetrags der Nadel 3 (in Abhängigkeit eines Kraftstoffeinspritzbetrags) stufenweise verändert, wie in 8 gezeigt ist. Genauer gesagt, der Seitenflächenwinkel bleibt in dem Bereich des Betriebs mit kleinem Hubbetrag auf dem konstanten Wert des Niedrighubwinkels „θ1”, während der Seitenflächenwinkel in dem Bereich des Betriebs mit großem Hubbetrag konstant auf dem Hochhubwinkel „θ2” liegt.
Ein Abschnitt ohne Winkelveränderung ist so definiert, so dass dieser einem Abschnitt der Nadel 3 entspricht, bei welchem der Seitenflächenwinkel der Nadel 3 nicht verändert wird, auch wenn der Hubbetrag der Nadel 3 verändert wird. Die äußere Seitenfläche 331 des zweiten konischen Abschnitts 33 entspricht beispielsweise einem der Abschnitte ohne Winkelveränderung, während die äußere Seitenfläche 341 des vorderen Endabschnitts 34 einem anderen Abschnitt ohne Winkelveränderung entspricht. Eine stufenweise Veränderung des Seitenflächenwinkels, wie vorstehend erläutert (8), bedeutet, dass bei der äußeren Seitenfläche der Nadel 3 mehrere Abschnitte ohne Winkelveränderung existieren und sich der Seitenflächenwinkel bei jedem Abschnitt ohne Winkelveränderung von dem Seitenflächenwinkel bei einem benachbarten Abschnitt ohne Winkelveränderung unterscheidet. Mit anderen Worten, die stufenweise Veränderung des Seitenflächenwinkels bedeutet, dass die äußere Seitenfläche der Nadel 3 so ausgebildet ist, dass der Seitenflächenwinkel der äußeren Seitenfläche bei einem der Punkte zwischen dem Ventiloberflächenabschnitt 36 und dem vorderen Ende 37 in der axialen Richtung stufenweise verändert wird. Das heißt, die äußere Seitenfläche der Nadel 3 ist in einem Querschnitt auf einer Ebene einschließlich der Achslinie 102 aus mehreren geraden Linien (entsprechend den Oberflächen 331 und 341) gebildet, wobei jede der geraden Linien einen unterschiedlichen Oberflächen-Neigungswinkel zueinander mit Bezug auf die Achslinie 102 aufweist.
Wenn die Nadel 3 abgehoben wird, wird der Kraftstoffdurchlass auf der stromaufwärtigen Seite des Ventil-Sitzabschnitts 36 geöffnet und mit den Düsenloch 27 verbunden, der Kraftstoff des Kraftstoffdurchlasses wird durch die äußere Seitenfläche 331 des zweiten konischen Abschnitts 33 geführt und strömt in die Sackkammer 26. Eine Haupt-Kraftstoffströmung, welche in die Sackkammer 26 eintritt, strömt in die Düsenlöcher 27, nachdem diese durch die äußere Seitenfläche 331 des zweiten konischen Abschnitts 33 und die äußere Seitenfläche 341 des vorderen Endabschnitts 34 geführt wird, so dass der Kraftstoff von jedem Düsenloch 27 eingespritzt wird.
Wenn sich der zwischen der äußeren Seitenfläche 331 der Nadel 3 und der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 ausgebildete Seitenflächenwinkel in dem Bereich des Niedrighubwinkels „θ1” befindet, ist die äußere Seitenfläche 331 des zweiten konischen Abschnitts 33 bei der Position gegenüberliegend zu dem Düsenloch 27 angeordnet, wie in 9 gezeigt ist. Mit anderen Worten, die Achslinie 103 des Düsenlochs 27 schneidet die äußere Seitenfläche 331 des zweiten konischen Abschnitts 33. Die äußere Seitenfläche 331 des zweiten konischen Abschnitts 33 ist mit Bezug auf die Achslinie 102 der Nadel 3 geneigt, so dass die äußere Seitenfläche 331 in der axialen Richtung ausgehend von einer stromaufwärtigen Seite hin zu einer stromabwärtigen Seite von dem Düsenloch 27 weiter entfernt liegt (insbesondere von einer Einlassöffnung davon weiter entfernt liegt). Eine Hauptströmung 201 des in die Sackkammer 26 eintretenden Kraftstoffes strömt entlang der äußeren Seitenfläche 331 des zweiten konischen Abschnitts 33, und diese strömt in einer Richtung, so dass sich der Kraftstoff der Hauptströmung 201 von dem Düsenloch 27 entfernt. Ein Kraftstoffbetrag einer Kraftstoffströmung 202, welche direkt in das Düsenloch 27 strömt, ist dadurch klein.
Ein Hauptteil des Kraftstoffes der Hauptströmung 201 strömt entlang der äußeren Seitenfläche 331 des zweiten konischen Abschnitts 33 und der äußeren Seitenfläche 341 des vorderen Endabschnitts 34. Dann strömt der Kraftstoff entlang der inneren Oberfläche der Sackkammer 26 näher an den Bodenabschnitt 26a davon, und dieser strömt schließlich in das Düsenloch 27. Insbesondere wenn sich der Seitenflächenwinkel in dem Bereich des Niedrighubwinkels „θ1” befindet, liegt die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs in dem ringförmigen Durchlassabschnitt 41, und eine Strömungsgeschwindigkeit des ausgehend von dem ringförmigen Durchlassabschnitt 41 in die Sackkammer 26 eintretenden Kraftstoffes ist hoch. Daher strömt der Kraftstoff der Hauptströmung 201 auf einfache Art und Weise hin zu dem Bodenabschnitt 26a der Sackkammer 26.
Infolge der vorstehenden Struktur und des Betriebs trifft der Kraftstoff der Hauptströmung 201 ausgehend von dem Bodenabschnitt 26a bei der Einlassöffnung des Düsenlochs 27 mit der ausgehend von der äußeren Seitenfläche 331 direkt in das Düsenloch 27 strömenden Kraftstoffströmung 202 zusammen. Der Kraftstoff der Hauptströmung 201 ausgehend von dem Bodenabschnitt 26a verläuft in der Aufwärtsrichtung, während der Kraftstoff der Kraftstoffströmung 202 ausgehend von der äußeren Seitenfläche 331 in einer Querrichtung (in einer Richtung ausgehend von der äußeren Seitenfläche 331 in Richtung hin zu dem Düsenloch 27) verläuft. Da sich die Richtungen der Hauptströmung 201 und der Kraftstoffströmung 202 stark voneinander unterscheiden, wird in dem Düsenloch 27 eine turbulente Strömung erzeugt und erhöht. Insbesondere wird die turbulente Strömung in dem Düsenloch 27 erhöht, da der Kraftstoff der Hauptströmung 201 in einer Richtung in das Düsenloch 27 eintritt, welche sich von der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 stark unterscheidet.
Wie vorstehend mit Bezug auf 6 und 7 erläutert, ist der Durchlassbereich „X” des stromabwärtsseitigen ringförmigen Durchlassabschnitts 263, welcher bei dem Betrieb mit kleinem Hubbetrag als der beschränkte Kraftstoffdurchlass für die Sackkammer 26 dient, kleiner als der Durchlassbereich „Y” des Düsenlochs 27. Wie in 6 gezeigt, ist ein kleiner Raum 261 (durch eine weitere Schraffur angegeben) ausgebildet, welcher durch die äußeren Seitenflächen 331 und 341 und die Innenfläche der Sackkammer 26 umgeben ist. Eine Stärke der Hauptströmung 201, deren Kraftstoff in das Düsenloch 27 strömt, kann durch den kleinen Raum 261 erhöht bzw. verstärkt werden. Eine Stärke der turbulenten Strömung in dem Düsenloch 27 wird dadurch weiter erhöht. Eine Zerstäubungseigenschaft des von dem Düsenloch 27 eingespritzten Kraftstoffes variiert in Abhängigkeit einer Strömungsgeschwindigkeit und einer Strömungsrichtung des Kraftstoffes bei einer Auslassöffnung des Düsenlochs 27. Wenn die turbulente Strömung jedoch erhöht ist, sind Vektoren jedes Flüssigkeitströpfchens des Kraftstoffes bei der Auslassöffnung des Düsenlochs 27 in unkoordinierten Richtungen ausgerichtet. Wie in 11 gezeigt ist, wird dadurch ein Spritzwinkel zum Angeben eines Streugrades des Kraftstoffstrahls größer. Andererseits wird entsprechend eine Penetration bzw. eine Eindringtiefe des Kraftstoffstrahls (ebenso in 11 gezeigt), welche einer Länge des Kraftstoffstrahls entspricht, entsprechend kürzer.
12 ist ein experimentelles Ergebnis, welches eine Variation der Eindringtiefe des Kraftstoffstrahls mit Bezug auf den Seitenflächenwinkel zwischen der äußeren Seitenfläche der Nadel 3 und der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 zeigt. Wie in 12 gezeigt ist, wird die Kraftstoffstrahl-Eindringtiefe kleiner, wenn der Seitenflächenwinkel kleiner wird. Dadurch wird bei dem Betrieb mit kleinem Hubbetrag (in dem Bereich des Niedrighubwinkels „θ1”) der Kraftstoffstrahl mit der kleineren Eindringtiefe ausgeführt, wobei die Eindringtiefe des Kraftstoffstrahls kleiner ist als diese bei dem Betrieb mit großem Hubbetrag (in dem Bereich des Hochhubwinkels „θ2”).
13 ist ein experimentelles Ergebnis, welches eine Variation des Spritzwinkels mit Bezug auf den Seitenflächenwinkel zwischen der äußeren Seitenfläche der Nadel 3 und der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 zeigt. Wie in 13 gezeigt ist, wird der Spritzwinkel größer, wenn der Seitenflächenwinkel kleiner wird. Daher wird bei dem Betrieb mit kleinem Hubbetrag (in dem Bereich des Niedrighubwinkels „θ1”) der Kraftstoffstrahl des größeren Spritzwinkels ausgeführt, wobei der Spritzwinkel des Kraftstoffstrahls größer ist als dieser bei dem Betrieb mit großem Hubbetrag (in dem Bereich des Hochhubwinkels „θ2”).
Wie vorstehend angegeben ist, weist der Kraftstoffstrahl in dem Bereich des Niedrighubwinkels „θ1”, das heißt, wenn der Hubbetrag der Nadel 3 klein ist und dadurch der Kraftstoffeinspritzbetrag klein ist, die Zerstäubungseigenschaft mit der kleineren Eindringtiefe und dem größeren Spritzwinkel auf. Folglich wird es möglich, eine Situation zu vermeiden, bei welcher der von dem Kraftstoffeinspritzventil 1 eingespritzte Kraftstoff bei der Position näher an einer Innenwandoberfläche 210 (11) eines Maschinenzylinders verbrannt wird, wenn die Maschine in einer Niedriglast-Betriebsbedingung betrieben wird, bei welcher der Kraftstoffeinspritzbetrag klein ist. Dadurch ist es möglich, einen Kühlverlust zu unterdrücken, bei welchem eine Verbrennungswärme der Kraftstoffeinspritzung über die Innenwandoberfläche 210 nach außerhalb der Maschine abgestrahlt werden kann. Ein Kraftstoffverbrauchsverhältnis kann erhöht werden, wenn der Kühlverlust unterdrückt wird.
Wenn der zwischen den äußeren Seitenflächen 341 der Nadel 3 und der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 ausgebildete Seitenflächenwinkel in dem Bereich des Hochhubwinkels „θ2” liegt, befindet sich die äußere Seitenfläche 341 des vorderen Endabschnitts 34 bei der Position gegenüberliegend zu dem Düsenloch 27, wie in 10 gezeigt ist. Mit anderen Worten, die Achslinie 103 des Düsenlochs 27 schneidet die äußere Seitenfläche 341 des vorderen Endabschnitts 34. Die äußere Seitenfläche 341 des vorderen Endabschnitts 34 ist parallel zu der Achslinie 103 der Nadel 3, so dass der Oberflächen-Neigungswinkel der äußeren Seitenfläche 341 mit Bezug auf die Achslinie 102 auf einen solchen Wert eingestellt ist, der kleiner als dieser der äußeren Seitenfläche 331 des zweiten konischen Abschnitts 33 ist. Daher ist ein Grad bzw. Ausmaß einer Separierung (ein Grad einer Abstandszunahme) zwischen der äußeren Seitenfläche 341 und dem Düsenloch 27 mit Bezug auf die axiale Richtung ausgehend von der stromaufwärtigen Seite hin zu der stromabwärtigen Seite kleiner als diese zwischen der äußeren Seitenfläche 331 und dem Düsenloch 27.
Gemäß der vorstehenden Struktur strömt ein Hauptteil 203 des in die Sackkammer 26 eintretenden Kraftstoffes (die Hauptströmung) direkt in das Düsenloch 27, ohne hin zu dem Bodenabschnitt 26a der Sackkammer 26 zu strömen, nachdem dieser entlang den äußeren Seitenflächen 331 und 341 geleitet wurde.
Der stromaufwärtsseitige ringförmige Durchlassbereich des ringförmigen Durchlassabschnitts 41 ist insbesondere vergrößert, da sich die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs (des beschränkten Durchlassabschnitts) während des Betriebs des Hochhubwinkels „θ2” in dem Düsenloch 27 befindet. Die Strömungsgeschwindigkeit des ausgehend von dem ringförmigen Durchlassabschnitt 41 in die Sackkammer 26 eintretenden Kraftstoffes wird langsamer. Dadurch ist es möglich, den Betrag des hin zu dem Bodenabschnitt 26a der Sackkammer 26 strömenden Kraftstoffes zu unterdrücken, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes langsamer wird.
Bei dem vorstehenden Betrieb strömen der Kraftstoff 203 der Hauptströmung ausgehend von der äußeren Seitenfläche 341 sowie der Kraftstoff ausgehend von anderen Abschnitten (beispielsweise ein Kraftstoff 204 ausgehend von der äußeren Seitenfläche 331) in das Düsenloch 27. Eine Richtung des Kraftstoffes 203 der Hauptströmung ist annähernd gleich dieser der Achslinie 103 des Düsenlochs 27, und ein Betrag des Kraftstoffes 204 ausgehend von den anderen Abschnitten ist kleiner als dieser des Kraftstoffes 203 der Hauptströmung. Dadurch ist es möglich, die Erzeugung der turbulenten Strömung in dem Düsenloch 27 zu reduzieren. Zusätzlich ist es möglich, die Erzeugung der turbulenten Strömung weiter zu unterdrücken, da der stromabwärtsseitige ringförmige Durchlassbereich „X” bei dem Betrieb mit großem Hubbetrag größer als der Düsenloch-Durchlassbereich „Y” ist.
Wenn die turbulente Strömung reduziert ist, verlaufen die Vektoren jedes Flüssigkeitströpfchens des Kraftstoffes bei der Auslassöffnung des Düsenlochs 27 einheitlich in der Richtung gleich der Achslinie 103 des Düsenlochs 27. Bei dem Betrieb mit großem Hubbetrag (in dem Bereich des Hochhubwinkels „θ2”) wird die Eindringtiefe des Kraftstoffstrahls größer und der Spritzwinkel wird kleiner als diese des Betriebs mit kleinem Hubbetrag (in dem Bereich des Niedrighubwinkels „θ1”). Folglich kann, wie in 12 und 13 gezeigt ist, die Kraftstoffeinspritzung mit der Kraftstoffzerstäubungseigenschaft der größeren Eindringtiefe und des kleineren Spritzwinkels ausgeführt werden.
Entsprechend kann der von dem Kraftstoffeinspritzventil 1 eingespritzte Kraftstoff bei dem Hochlast-Maschinenbetrieb, bei welchem der größere Betrag des Kraftstoffes eingespritzt wird, in einer positiven Art und Weise gegen die Innenwandoberfläche 210 des Maschinenzylinders aufgebracht werden. Dann kann der Kraftstoff in dem Maschinenzylinder einheitlich verteilt werden. Da der Kraftstoff wirkungsvoll mit Luft vermischt werden kann, kann dadurch die Erzeugung von Russ, welcher von der Maschine ausgestoßen wird, reduziert werden.
Der Winkel-Veränderungspunkt 6 (der erste Winkel-Veränderungspunkt) befindet sich bei der Position, welche auf der stromabwärtigen Seite der Einlassöffnung 26b der Sackkammer 26 liegt. Ein Abstand eines glatten Oberflächenabschnitts (mit dem gleichen Seitenflächenwinkel) in dem axialen Bereich zwischen dem Grenzabschnitt 36 (dem Ventiloberflächenabschnitt 36) und dem Winkel-Veränderungspunkt 6 kann im Vergleich zu einem Fall, bei welchem sich der Winkel-Veränderungspunkt 6 bei einer Position auf einer stromaufwärtigen Seite der Einlassöffnung 26b befindet, verlängert werden. Es wird einfacher, die Kraftstoffströmung zu steuern, so dass der Kraftstoff entlang der äußeren Seitenfläche 331 der Nadel 3 in der Sackkammer 26 strömt. Es wird einfacher, die Kraftstoffströmung zu steuern, so dass die turbulente Strömung bei dem Betrieb mit kleinem Hubbetrag erhöht ist, um dadurch die Kraftstoffeinspritzung mit der Kraftstoffzerstäubungseigenschaft mit der kleineren Eindringtiefe und dem größeren Spritzwinkel auszuführen. Andererseits wird es einfacher, die Kraftstoffströmung zu steuern, so dass die turbulente Strömung bei dem Betrieb mit großem Hubbetrag reduziert ist, um dadurch die Kraftstoffeinspritzung mit der Kraftstoffzerstäubungseigenschaft der größeren Eindringtiefe und dem kleineren Spritzwinkel auszuführen.
Der Winkel-Veränderungspunkt 6 (der erste Winkel-Veränderungspunkt) kann sich bei einem Betrieb mit maximalem Hubbetrag bei einer solchen Position befinden, welche auf einer stromaufwärtigen Seite der Einlassöffnung 26b der Sackkammer 26 liegt. Gemäß der Struktur, bei welcher sich der Winkel-Veränderungspunkt 6 bei dem Betrieb mit maximalem Hubbetrag auf der stromabwärtigen Seite der Einlassöffnung 26b der Sackkammer 26 befindet, befindet sich der Winkel-Veränderungspunkt 6 während des Ventilöffnungsbetriebs stets bei der Position in der Sackkammer 26. Es wird weiter einfacher, die Kraftstoffströmung zu steuern, so dass der Kraftstoff entlang der äußeren Seitenfläche 331 der Nadel 3 in die Sackkammer 26 strömt.
Zusätzlich weist die äußere Seitenfläche 331 des zweiten konischen Abschnitts 33 zwischen dem Grenzabschnitt 36 (dem Ventiloberflächenabschnitt 36) und dem stromabwärtsseitigen Winkel-Veränderungspunkt 6 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den konstanten Seitenflächenwinkel auf, da der Winkel-Veränderungspunkt 6 nicht nur dem ersten Winkel-Veränderungspunkt entspricht, sondern ebenso dem stromabwärtsseitigen Winkel-Veränderungspunkt. Es ist wesentlich einfacher, die Kraftstoffströmung zu steuern, so dass der Kraftstoff entlang der äußeren Seitenfläche 331 der Nadel 3 in die Sackkammer 26 strömt. Die Kraftstoffströmung und die Kraftstoffzerstäubungseigenschaft können wie gewünscht erhalten werden. Darüber hinaus ist es möglich, eine Gestalt des vorderen Endabschnitts 34 einfacher zu gestalten als diese in einem Fall, bei welchem der erste Winkel-Veränderungspunkt bei einer von dem stromabwärtsseitigen Winkel-Veränderungspunkt entfernten Position ausgebildet ist.
(Zweite Ausführungsform)
Nachfolgend ist eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert. 14 zeigt einen Teil eines vorderen Endabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventils 71 der zweiten Ausführungsform schematisch. In 14 sind den Abschnitten, welche ähnlich oder gleich diesen der ersten Ausführungsform sind, die gleichen Bezugszeichen zugeordnet.
Das Kraftstoffeinspritzventil 71 weist den Düsenkörper 2 und die Nadel 3 auf. Der Düsenkörper 2 besitzt die gleiche Struktur wie dieser der ersten Ausführungsform. Die Nadel 3 weist eine Gestalt auf, welche sich von dieser der ersten Ausführungsform unterscheidet.
Genauer gesagt, die Nadel 3 ist aus dem Haupt-Säulenabschnitt 31, welcher sich in der axialen Richtung erstreckt, dem ersten konischen Abschnitt 32, welcher sich ausgehend von dem Ende des Haupt-Säulenabschnitts 31 auf der unteren Seite in einer solchen Art und Weise axial erstreckt, dass der Außendurchmesser in der axialen Richtung hin zu dem axial vorderen Ende des Kraftstoffeinspritzventils 71 allmählich reduziert ist, dem zweiten konischen Abschnitt 33, welcher sich ausgehend von dem Ende des ersten konischen Abschnitts 32 auf der unteren Seite in einer solchen Art und Weise axial erstreckt, dass der Außendurchmesser in der axialen Richtung hin zu dem axial vorderen Ende allmählich reduziert ist, einem dritten konischen Abschnitt 35, welcher sich ausgehend von dem Ende des zweiten konischen Abschnitts 33 auf der unteren Seite in einer solchen Art und Weise axial erstreckt, dass ein Außendurchmesser in der axialen Richtung hin zu dem axial vorderen Ende allmählich reduziert ist, und dem vorderen Endabschnitt 34 mit der säulenförmigen Gestalt, welcher sich ausgehend von einem Ende des dritten konischen Abschnitts 35 auf der unteren Seite axial erstreckt, gebildet. Wie vorstehend angegeben ist, unterscheidet sich die Nadel 3 der zweiten Ausführungsform dahingehend von der Nadel 3 der ersten Ausführungsform, dass der dritte konische Abschnitt 35 zwischen dem zweiten konischen Abschnitt 33 und dem vorderen Endabschnitt 34 ausgebildet ist. Bei der zweiten Ausführungsform arbeitet der Grenzabschnitt 36 (ebenso als ein erster Grenzabschnitt 36 bezeichnet) zwischen dem ersten konischen Abschnitt 32 und dem zweiten konischen Abschnitt 33 als der Ventiloberflächenabschnitt 36, welche mit der konischen Innenfläche 25 des Düsenkörpers 2 in Kontakt gebracht wird (auf diese gesetzt bzw. mit dieser in Anlage gebracht wird).
Wie in 14 gezeigt ist, befindet sich ein gesamter Abschnitt des dritten konischen Abschnitts 35 in dem Ventilschließzustand in der Sackkammer 26. Mit anderen Worten, ein Grenzabschnitt 351 zwischen dem zweiten konischen Abschnitt 33 und dem dritten konischen Abschnitt 35 (ein zweiter Grenzabschnitt 351) befindet sich bei einer Position, welche in dem Ventilschließzustand auf der stromabwärtigen Seite der Einlassöffnung 26b der Sackkammer 26 liegt. Der zweite Grenzabschnitt 351 entspricht dem ersten Winkel-Veränderungspunkt, bei welchem der Seitenflächenwinkel der äußeren Seitenfläche der Nadel 3 in dem axialen Bereich ausgehend von dem ersten Grenzabschnitt 36 hin zu dem vorderen Ende 37 der Nadel 3 erstmalig verändert wird. Der zweite Grenzabschnitt 351, welcher als der erste Winkel-Veränderungspunkt dient, befindet sich bei der Position, welche in dem Ventilschließzustand auf der stromaufwärtigen Seite der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 liegt. Wie vorstehend angegeben, sind der erste Winkel-Veränderungspunkt 351 und der stromabwärtsseitige Winkel-Veränderungspunkt 6 bei der vorliegenden Ausführungsform individuell ausgebildet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Außendurchmesser eines Endes des dritten konischen Abschnitts 35 auf der oberen Seite derart gestaltet, dass dieser gleich diesem des Endes des zweiten konischen Abschnitts 33 auf der unteren Seite ist, wie in 14 gezeigt ist. Der dritte konische Abschnitt 35 ist als ein Kegelstumpf ausgebildet, wobei ein oberer Abschnitt des Konus abgeschnitten ist. Ein konischer Winkel des dritten konischen Abschnitts 35 ist auf einen Wert eingestellt, welcher sich von diesem des zweiten konischen Abschnitts 33 unterscheidet. Bei der in 14 gezeigten vorliegenden Ausführungsform ist der konische Winkel des dritten konischen Abschnitts 35 derart gestaltet, dass dieser etwas größer ist als dieser des zweiten konischen Abschnitts 33. Der konische Winkel des dritten konischen Abschnitts 35 kann jedoch derart gestaltet sein, dass dieser etwas kleiner als dieser des zweiten konischen Abschnitts 33 ist.
Der dritte konische Abschnitt 35 erstreckt sich in dem Ventilschließzustand zumindest hin zu einem Schnittpunkt, bei welchem die Achslinie 103 des Düsenlochs 27 eine äußere Seitenfläche des dritten konischen Abschnitts 35 schneidet. Mit anderen Worten, der vordere Endabschnitt 34 befindet sich in dem Ventilschließzustand in gleicher Art und Weise wie bei der ersten Ausführungsform bei der Position auf der stromabwärtigen Seite der Achslinie 103 näher an dem Bodenabschnitt 26a der Sackkammer 26.
Zusätzlich ist eine Beziehung zwischen einem Seitenflächenwinkel des dritten konischen Abschnitts 35 und dem Seitenflächenwinkel des vorderen Endabschnitts 34 derart gestaltet, dass diese gleich dieser zwischen dem Seitenflächenwinkel des zweiten konischen Abschnitts 33 und dem Seitenflächenwinkel des vorderen Endabschnitts 34 der ersten Ausführungsform ist (θ1 < θ2). Mit anderen Worten, der Seitenflächenwinkel des vorderen Endabschnitts 34 mit Bezug auf die Achslinie 103 des Düsenlochs 27 ist größer als dieser des dritten konischen Abschnitts 35 mit Bezug auf die Achslinie 103 des Düsenlochs 27.
Zusätzlich schneidet die Achslinie 103 des Düsenlochs 27 die äußere Seitenfläche des dritten konischen Abschnitts 35, wenn sich die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs (des beschränkten Durchlassabschnitts) bei den von dem Düsenloch 27 abweichenden Positionen befindet. Wenn sich die Position des minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs (des beschränkten Durchlassabschnitts) andererseits in dem Düsenloch 27 befindet, schneidet die Achslinie 103 des Düsenlochs 27 die äußere Seitenfläche des vorderen Endabschnitts 34.
Bei der zweiten Ausführungsform können ebenso die gleichen Vorteile wie diese der ersten Ausführungsform erhalten werden. In einigen Fällen besteht eine Schwierigkeit dahingehend, den Seitenflächenwinkel des zweiten konischen Abschnitts 33 mit Blick auf die konische Innenfläche 25 des Düsenkörpers 2 frei zu verändern, wenn die Nadel 3 gestaltet wird. Andererseits wird es möglich, den Seitenflächenwinkel des dritten konischen Abschnitts 35 mit Bezug auf die Achslinie 103 des Düsenlochs 27 unabhängig von der konischen Innenfläche 25 des Düsenkörpers 2 auf einfache Art und Weise zu verändern. Daher wird es möglich, einen gewünschten Wert für den Seitenflächenwinkel für den dritten konischen Abschnitt 35 zu realisieren.
Folglich ist es möglich, eine gewünschte Kraftstoffzerstäubungseigenschaft bei dem Betrieb mit kleinem Hubbetrag zu erhalten. Insbesondere ist es möglich, die turbulente Strömung in dem Düsenloch 27 zu vergrößern, wenn der Seitenflächenwinkel des dritten konischen Abschnitts 35 größer gestaltet ist als dieser des zweiten konischen Abschnitts 33. Bei dem Betrieb mit kleinem Hubbetrag wird es einfacher, die Kraftstoffeinspritzung mit der geringeren Eindringtiefe und dem größeren Kraftstoff-Spritzwinkel zu erhalten.
(Dritte Ausführungsform)
Nachfolgend ist eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert. 15 zeigt schematisch einen Teil eines vorderen Endabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventils 72 der dritten Ausführungsform. In 15 sind den Abschnitten, welche gleich oder ähnlich diesen der ersten Ausführungsform sind, die gleichen Bezugszeichen zugeordnet.
Das Kraftstoffeinspritzventil 72 weist den Düsenkörper 2 und die Nadel 3 auf. Der Düsenkörper 2 besitzt die gleiche Struktur wie dieser der ersten Ausführungsform. Die Nadel 3 weist eine Gestalt auf, welche sich von dieser der ersten Ausführungsform unterscheidet.
Genauer gesagt, die Nadel 3 weist den Haupt-Säulenabschnitt 31, den ersten konischen Abschnitt 32 und den zweiten konischen Abschnitt 33 auf, welche gleich diesen der ersten Ausführungsform sind. Eine Gestalt eines vorderen Endabschnitts 38, welcher mit dem Ende des zweiten konischen Abschnitts 33 auf der unteren Seite verbunden ist, unterscheidet sich jedoch von dieser des vorderen Endabschnitts 34 der ersten Ausführungsform.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in 15 gezeigt ist, ein Außendurchmesser eines Endes des vorderen Endabschnitts 38 auf der oberen Seite derart gestaltet, dass dieser gleich diesem des Endes des zweiten konischen Abschnitts 33 auf der unteren Seite ist. Der vordere Endabschnitt 38 ist so ausgebildet, dass der Außendurchmesser in der axialen Richtung ausgehend von dessen stromaufwärtsseitigen Ende hin zu dessen stromabwärtsseitigen Ende allmählich und kontinuierlich reduziert ist. Das heißt, der vordere Endabschnitt 38 ist in einer konischen Gestalt ausgebildet.
Genauer gesagt, ein Oberflächen-Neigungswinkel einer äußeren Seitenfläche des vorderen Endabschnitts 38 mit Bezug auf die Achslinie 102 der Nadel 3 ist in der axialen Richtung der Nadel 3 kontinuierlich verändert. Mit anderen Worten, die äußere Seitenfläche des vorderen Endabschnitts 38 ist so ausgebildet, dass diese in deren Querschnitt auf einer Ebene einschließlich der Achslinie 102 der Nadel 3 gekrümmt ist. Genauer gesagt, die äußere Seitenfläche des vorderen Endabschnitts 38 ist in einer gekrümmten Fläche ausgebildet, so dass der Oberflächen-Neigungswinkel der äußeren Seitenfläche in einer Richtung ausgehend von deren stromaufwärtiger Seite hin zu deren stromabwärtiger Seite in einer solchen Art und Weise verändert ist, dass der Oberflächen-Neigungswinkel mit einem bestimmten Wert mit Bezug auf die Achslinie 102 hin zu einem Wert gleich null verändert wird.
Genauer gesagt, der zwischen der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 und der äußeren Seitenfläche des vorderen Endabschnitts 38 (genauer gesagt, einem Teil der äußeren Seitenfläche, welcher sich auf der stromaufwärtigen Seite der Achslinie 103 befindet, das heißt, ein Teil der äußeren Seitenfläche oberhalb eines Schnittpunkts, bei welchem die Achslinie 103 die äußere Seitenfläche des vorderen Endabschnitts 38 schneidet) ausgebildete Seitenflächenwinkel ist gemäß der Zunahme des Hubbetrags der Nadel 3 (dem Kraftstoffeinspritzbetrag) allmählich und kontinuierlich vergrößert, wie in 16 gezeigt ist. Der Seitenflächenwinkel ist mit Bezug auf den Hubbetrag der Nadel 3 linear vergrößert, wie in 16 mit einer geraden Linie 401 angegeben ist. Alternativ kann der Seitenflächenwinkel mit Bezug auf den Hubbetrag der Nadel 3 vergrößert sein, wie eine gekrümmte Linie 402 mit einer konvexen Gestalt in einer Aufwärtsrichtung in 16. Darüber hinaus kann der Seitenflächenwinkel mit Bezug auf den Hubbetrag der Nadel 3 vergrößert sein, wie eine gekrümmte Linie 403 mit einer konvexen Gestalt in einer Abwärtsrichtung in 16. Eine vordere Endfläche des vorderen Endabschnitts 38 ist mit einer flachen Oberfläche ausgebildet, die sich in einer Richtung senkrecht zu der Achslinie 102 der Nadel 3 erstreckt.
Der vordere Endabschnitt 38 ist so ausgebildet, dass sich ein Teil des vorderen Endabschnitts 38 bei der Position befindet, die auf einer unteren Seite der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 (auf der Seite näher an dem Bodenabschnitt 26a der Sackkammer 26) liegt, wenn sich das Kraftstoffeinspritzventil in dem Ventilschließzustand befindet. Mit anderen Worten, die Achslinie 103 des Düsenlochs 27 schneidet in dem Ventilschließzustand die äußere Seitenfläche des vorderen Endabschnitts 38. Ein Ende 381 des vorderen Endabschnitts 38 auf der oberen Seite befindet sich bei einer Position, welcher in dem Ventilschließzustand auf der stromabwärtigen Seite der Einlassöffnung 26b der Sackkammer 26 liegt. Das Ende 381 des vorderen Endabschnitts 38 auf der oberen Seite entspricht dem ersten Winkel-Veränderungspunkt, bei welchem der Seitenflächenwinkel der äußeren Seitenfläche der Nadel 3 in dem axialen Bereich ausgehend von dem Grenzabschnitt 36 (dem Ventiloberflächenabschnitt 36) in Richtung hin zu dem vorderen Ende der Nadel 3 erstmalig verändert wird. Ein Schnittpunkt, bei welchem die Achslinie 103 des Düsenlochs 27 die äußere Seitenfläche des vorderen Endabschnitts 38 schneidet, und welcher in dem Ventilschließzustand auf der stromabwärtigen Seite der Achslinie 103 angeordnet ist, entspricht dem stromabwärtsseitigen Winkel-Veränderungspunkt. Wie vorstehend angegeben ist, sind der erste Winkel-Veränderungspunkt 381 und der stromabwärtsseitige Winkel-Veränderungspunkt bei der vorliegenden Ausführungsform bei solchen Positionen ausgebildet, die in der axialen Richtung voneinander getrennt sind.
Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht jeder Punkt auf der äußeren Seitenfläche des vorderen Endabschnitts 38 dem Winkel-Veränderungspunkt, da die äußere Seitenfläche des vorderen Endabschnitts 38 in der axialen Richtung der Nadel 3 in der gekrümmten Oberfläche ausgebildet ist. Wie in 16 gezeigt ist, wird der zwischen der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 und der äußeren Seitenfläche des vorderen Endabschnitts 38 der Nadel 3 ausgebildete Seitenflächenwinkel gemäß der Zunahme des Hubbetrags der Nadel 3 kontinuierlich verändert. Daher ist der Seitenflächenwinkel bei dem Betrieb mit großem Hubbetrag, ebenso wie bei den ersten und zweiten Ausführungsformen, größer als dieser bei dem Betrieb mit kleinem Hubbetrag.
Folglich kann die Kraftstoffeinspritzung mit der Kraftstoffzerstäubungseigenschaft der kleineren Eindringtiefe und dem größeren Spritzwinkel in der gleichen Art und Weise wie bei den ersten und zweiten Ausführungsformen bei dem Niedriglast-Maschinenbetrieb (dem Betrieb mit kleinem Hubbetrag mit dem kleineren Kraftstoffeinspritzbetrag) ausgeführt werden. Andererseits kann bei dem Hochlast-Maschinenbetrieb (dem Betrieb mit großem Hubbetrag mit dem größeren Kraftstoffeinspritzbetrag) die Kraftstoffeinspritzung mit der Kraftstoffzerstäubungseigenschaft der größeren Eindringtiefe und dem kleineren Spritzwinkel ausgeführt werden.
Zusätzlich ist es bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Kraftstoffzerstäubungseigenschaft in Abhängigkeit des Hubbetrags der Nadel (des Kraftstoffeinspritzbetrags) kontinuierlich zu verändern, da der Seitenflächenwinkel der äußeren Seitenfläche der Nadel 3 gemäß der Zunahme des Hubbetrags der Nadel 3 kontinuierlich verändert wird.
(Weitere Ausführungsformen und/oder Modifikationen)
Bei den vorstehenden ersten und zweiten Ausführungsformen weist die Nadel 3 in dem axialen Bereich ausgehend von dem Schnittpunkt 51 des Ventilschließzustands hin zu dem vorderen Ende 37 lediglich einen stromabwärtsseitigen Winkel-Veränderungspunkt 6 auf, so dass der zwischen der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 und der äußeren Seitenfläche 331/341 der Nadel 3 ausgebildete Seitenflächenwinkel in Abhängigkeit des Hubbetrags der Nadel 3 in den beiden Stufen (stufenweise) verändert wird.
Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Die Nadel 3 kann mehrere stromabwärtsseitige Winkel-Veränderungspunkte in dem axialen Bereich ausgehend von dem Schnittpunkt 51 des Ventilschließzustands hin zu dem vorderen Ende 37 aufweisen, so dass der zwischen der Achslinie 103 des Düsenlochs 27 und der äußeren Seitenfläche 331/341 der Nadel 3 ausgebildete Seitenflächenwinkel in Abhängigkeit des Hubbetrags der Nadel 3 in mehreren, mehr als zwei Stufen (stufenweise) verändert wird. Dadurch wird es möglich, die Kraftstoffzerstäubungseigenschaft in Abhängigkeit des Hubbetrags der Nadel 3 (in Abhängigkeit des Kraftstoffeinspritzbetrags) in den mehreren, mehr als zwei Stufen zu verändern. Beispielsweise kann die Kraftstoffzerstäubungseigenschaft bei einem Betrieb mit mittleren Hubbetrag ausgehend von diesen der Betriebe mit kleinem und großem Hubbetrag verändert werden.
Bei den vorstehenden Ausführungsformen ist die äußere Seitenfläche der Nadel 3 so ausgebildet, dass eine Winkelbeziehung „der Niedrighubwinkel θ1 < der Hochhubwinkel θ2” erfüllt ist.
Die äußere Seitenfläche der Nadel 3 kann jedoch so ausgebildet sein, dass eine Winkelbeziehung „der Niedrighubwinkel θ1 > der Hochhubwinkel θ2” erfüllt ist. Gemäß einer solchen Modifikation ist es möglich, die Kraftstoffzerstäubungseigenschaft der größeren Eindringtiefe und des kleineren Spritzwinkels bei dem Betrieb mit kleinem Hubbetrag (bei dem Betrieb des kleineren Kraftstoffeinspritzbetrags) zu erhalten, während es möglich ist, bei dem Betrieb mit großem Hubbetrag die Kraftstoffzerstäubungseigenschaft mit der geringeren Eindringtiefe und dem größeren Spritzwinkel zu erhalten (bei dem Betrieb mit dem großen Kraftstoffeinspritzbetrag).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2010-174819 [0002]

Claims

Kraftstoffeinspritzventil (1, 71, 72), aufweisend: einen Düsenkörper (2) mit einer zylindrischen Gestalt und einer Nadel-Aufnahmekammer (23) zum beweglichen Aufnehmen einer Nadel (3), einem Düsenloch (27), welches bei einem axial vorderen Ende des Düsenkörpers (2) ausgebildet ist und Kraftstoff ausgehend davon einspritzt, und einem Sitzoberflächenabschnitt (28), welcher in der Nadel-Aufnahmekammer (23) bei einer Position auf einer stromaufwärtigen Seite des Düsenlochs (27) ausgebildet ist; wobei die Nadel (3) in der Nadel-Aufnahmekammer (23) beweglich aufgenommen ist, um dadurch einen ringförmigen Kraftstoffdurchlass (4, 41) zwischen einer äußeren Seitenfläche (3a, 331) der Nadel (3) auf einer Innenfläche (25) des Düsenkörpers (2) auszubilden, wobei die Nadel (3) einen Ventiloberflächenabschnitt (36) als einen Teil der äußeren Seitenfläche besitzt, welcher wirkend mit dem Sitzoberflächenabschnitt (28) des Düsenkörpers (2) in Anlage gebracht wird, so dass eine Kraftstoffeinspritzung von dem Düsenloch (27) beendet wird, wenn der Ventiloberflächenabschnitt (36) mit dem Sitzoberflächenabschnitt (28) des Düsenkörpers (2) in Anlage gebracht wird, während die Kraftstoffeinspritzung ausgehend von dem Düsenloch (27) ausgeführt wird, wenn der Ventiloberflächenabschnitt (36) von dem Sitzoberflächenabschnitt (28) getrennt ist; und eine Sackkammer (26), welche bei dem axial vorderen Ende des Düsenkörpers (2) zum Aufnehmen des Kraftstoffes von dem ringförmigen Kraftstoffdurchlass (4, 41) ausgebildet ist und mit dem Düsenloch (27) in Verbindung steht, wobei bei einem Ventilschließvorgang, bei welchem der Ventiloberflächenabschnitt (36) mit dem Sitzoberflächenabschnitt (28) in Anlage gebracht wird, ein Teil der Nadel (3) auf einer Seite des axial vorderen Endes in der Sackkammer (26) angeordnet ist und eine Achslinie (103) des Düsenlochs (27) einen Teil der äußeren Seitenfläche (331) der Nadel (3) schneidet, wobei der Teil der äußeren Seitenfläche (331) in der Sackkammer (26) angeordnet ist, wobei bei der äußeren Seitenfläche (331, 341) der Nadel (3) in einem axialen Bereich zwischen dem Ventiloberflächenabschnitt (36) und einem vorderen Ende (37) der Nadel (3) zumindest ein Winkel-Veränderungspunkt (6, 351, 381) ausgebildet ist, wobei ein Seitenflächenwinkel (θ1, θ2), der zwischen der äußeren Seitenfläche (331, 341) der Nadel (3) und der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) ausgebildet ist, bei dem Winkel-Veränderungspunkt (6, 351, 381) verändert wird, wobei ein erster Winkel-Veränderungspunkt (6, 351, 381), welcher dem einen Winkel-Veränderungspunkt entspricht, oder welcher einem der Winkel-Veränderungspunkte entspricht, und bei welchem der Seitenflächenwinkel in dem axialen Bereich ausgehend von dem Ventiloberflächenabschnitt (36) hin zu dem vorderen Ende (37) der Nadel (3) erstmalig verändert wird, in der Sackkammer (26) bei einer stromabwärtsseitigen Position einer Einlassöffnung (26b) der Sackkammer (26) angeordnet ist, wenn der Ventiloberflächenabschnitt (36) mit dem Sitzoberflächenabschnitt (28) in Anlage gebracht ist, wobei der Winkel-Veränderungspunkt oder die Winkel-Veränderungspunkte einen stromabwärtsseitigen Winkel-Veränderungspunkt (6) umfasst/umfassen, welcher bei einer Position auf einer stromabwärtigen Seite der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) angeordnet ist, wenn der Ventiloberflächenabschnitt (36) mit dem Sitzoberflächenabschnitt (28) in Anlage gebracht ist, und wobei der zwischen der äußeren Seitenfläche (331, 341) der Nadel (3) und der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) ausgebildete Seitenflächenwinkel (θ1, θ2) verändert wird, wenn der stromabwärtsseitige Winkel-Veränderungspunkt (6) gemäß einem Hubbetrag der Nadel (3) bei einem Ventilöffnungsvorgang, bei welchem der Ventiloberflächenabschnitt (36) von dem Sitzoberflächenabschnitt (28) getrennt wird, ausgehend von der Position auf der stromabwärtigen Seite der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) hin zu der Position auf der stromaufwärtigen Seite der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) bewegt wird.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, wobei ein erster Seitenflächenwinkel (θ1) kleiner als ein zweiter Seitenflächenwinkel (θ2) ist, wobei der erste Seitenflächenwinkel (θ1) einem der Seitenflächenwinkel entspricht, der zwischen der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) und einem ersten Teil der äußeren Seitenfläche (331) der Nadel (3) ausgebildet ist, wobei der erste Teil der äußeren Seitenfläche (331) auf einer stromaufwärtigen Seite eines ersten Schnittpunkts (52) angeordnet ist, bei welchem die Achslinie (103) des Düsenlochs (27) die äußere Seitenfläche (331) der Nadel (3) schneidet, wenn der stromabwärtsseitige Winkel-Veränderungspunkt (6) auf einer stromabwärtigen Seite der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) angeordnet ist, und wobei der zweite Seitenflächenwinkel (θ2) einem anderen Seitenflächenwinkel entspricht, der zwischen der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) und einem zweiten Teil der äußeren Seitenfläche (341) der Nadel (3) ausgebildet ist, wobei der zweite Teil der äußeren Seitenfläche (341) auf einer stromaufwärtigen Seite eines zweiten Schnittpunkts (53) angeordnet ist, bei welchem die Achslinie (103) des Düsenlochs (27) die äußere Seitenfläche (341) der Nadel (3) schneidet, wenn der stromabwärtsseitige Winkel-Veränderungspunkt (6) hin zu einer stromaufwärtigen Seite der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) bewegt wird.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, wobei (i) eine Position eines minimalen Kraftstoffdurchlassbereichs ausgehend von einer Position in einem ringförmigen Durchlassabschnitt (41) hin zu einer Position in dem Düsenloch (27) verändert wird, wenn der Hubbetrag der Nadel (3) erhöht wird, wobei der ringförmige Durchlassabschnitt (41) dem zwischen der äußeren Seitenfläche (331) der Nadel (3) und der Innenfläche (25) des Düsenkörpers (2) ausgebildeten ringförmigen Kraftstoffdurchlass (4) entspricht, wobei ein Querschnittsbereich des ringförmigen Kraftstoffdurchlasses (4) auf einer Ebene senkrecht zu einer Achslinie (101) des Düsenkörpers (2) als ein stromaufwärtsseitiger ringförmiger Durchlassbereich definiert ist, wobei ein Querschnittsbereich des Düsenlochs (27) auf einer Ebene senkrecht zu der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) oder ein gesamter Querschnittsbereich von mehreren Düsenlöchern (27) auf einer Ebene senkrecht zu der Achslinie (103) jedes Düsenlochs (27) als ein Düsenloch-Durchlassbereich (Y) definiert ist, wobei ein minimaler Wert aus den stromaufwärtsseitigen ringförmigen Durchlassbereichen bei jedem axialen Punkt der Nadel (3) in einem Ventilöffnungszustand oder der Düsenloch-Durchlassbereich (Y), je nachdem, welcher davon kleiner ist, als der minimale Kraftstoffdurchlassbereich definiert ist, und (ii) ein erster Seitenflächenwinkel (θ1) kleiner als ein zweiter Seitenflächenwinkel (θ2) ist, wobei der erste Seitenflächenwinkel (θ1) einem der Seitenflächenwinkel entspricht, der zwischen der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) und einem ersten Teil der äußeren Seitenfläche (331) der Nadel (3) ausgebildet ist, wobei der erste Teil der äußeren Seitenfläche (331) auf einer stromaufwärtigen Seite eines ersten Schnittpunkts (52) angeordnet ist, bei welchem die Achslinie (103) des Düsenlochs (27) die äußere Seitenfläche (331) der Nadel (3) schneidet, wenn der minimale Kraftstoffdurchlassbereich in dem ringförmigen Durchlassabschnitt (41) angeordnet ist, und wobei der zweite Seitenflächenwinkel (θ2) einem anderen Seitenflächenwinkel entspricht, der zwischen der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) und einem zweiten Teil der äußeren Seitenfläche (341) der Nadel (3) ausgebildet ist, wobei der zweite Teil der äußeren Seitenfläche (341) auf einer stromaufwärtigen Seite eines zweiten Schnittpunkts (53) angeordnet ist, bei welchem die Achslinie (103) des Düsenlochs (27) die äußere Seitenfläche (341) der Nadel (3) schneidet, wenn der minimale Kraftstoffdurchlassbereich hin zu dem Düsenloch (27) bewegt wird.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, wobei ein stromabwärtsseitiger ringförmiger Durchlassbereich (263, X) kleiner als der Düsenloch-Durchlassbereich (Y) ist, wenn der minimale Kraftstoffdurchlassbereich in dem ringförmigen Durchlassabschnitt (41) angeordnet ist, und der stromabwärtsseitige ringförmige Durchlassbereich (263, X) größer als der Düsenloch-Durchlassbereich (Y) ist, wenn der minimale Kraftstoffdurchlassbereich hin zu dem Düsenloch (27) bewegt wird, wobei ein Kraftstoffdurchlassabschnitt (263), welcher zwischen einem Randabschnitt (343) der Nadel (3) bei einem vorderen Ende und der Innenfläche des Düsenkörpers (2) ausgebildet ist, als der stromabwärtsseitige ringförmige Durchlassbereich (263, X) definiert ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die äußere Seitenfläche (331, 341) der Nadel (3) so ausgebildet ist, dass der Seitenflächenwinkel (θ1, θ2) in dem axialen Bereich zwischen dem Ventiloberflächenabschnitt (36) und dem vorderen Ende (37) der Nadel (3) stufenweise verändert ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die äußere Seitenfläche (331, 341) der Nadel (3) so ausgebildet ist, dass ein Oberflächen-Neigungswinkel der äußeren Seitenfläche mit Bezug auf eine Achslinie (102) der Nadel (3) in einem axialen Bereich (38) ausgehend von dem ersten Winkel-Veränderungspunkt (381) hin zu dem vorderen Ende (37) der Nadel (3) kontinuierlich verändert ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der erste Winkel-Veränderungspunkt (6) bei dem gleichen Punkt wie der stromabwärtsseitige Winkel-Veränderungspunkt (6) angeordnet ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der erste Winkel-Veränderungspunkt (351, 381) bei einem Punkt ausgebildet ist, welcher sich von dem stromabwärtsseitigen Winkel-Veränderungspunkt (6) unterscheidet.
Kraftstoffeinspritzventil (1), aufweisend: einen Düsenkörper (2) mit einer zylindrischen Gestalt und einer Nadel-Aufnahmekammer (23) zum beweglichen Aufnehmen einer Nadel (3), einem Düsenloch (27), welches bei einem axial vorderen Ende des Düsenkörpers (2) ausgebildet ist und Kraftstoff ausgehend davon einspritzt, und einem Sitzoberflächenabschnitt (28), welcher in der Nadel-Aufnahmekammer (23) bei einer Position auf einer stromaufwärtigen Seite des Düsenlochs (27) ausgebildet ist; wobei die Nadel (3) in der Nadel-Aufnahmekammer (23) beweglich aufgenommen ist, um dadurch einen ringförmigen Kraftstoffdurchlass (4, 41) zwischen einer äußeren Seitenfläche (3a, 331, 341) der Nadel (3) und einer Innenfläche (25) des Düsenkörpers (2) auszubilden, wobei die Nadel (3) einen Ventiloberflächenabschnitt (36) als einen Teil der äußeren Seitenfläche besitzt, welcher wirkend mit dem Sitzoberflächenabschnitt (28) des Düsenkörpers (2) in Anlage gebracht wird, so dass eine Kraftstoffeinspritzung von dem Düsenloch (27) beendet wird, wenn der Ventiloberflächenabschnitt (36) mit dem Sitzoberflächenabschnitt (28) des Düsenkörpers (2) in Anlage gebracht wird, während die Kraftstoffeinspritzung ausgehend von dem Düsenloch (27) ausgeführt wird, wenn der Ventiloberflächenabschnitt (36) von dem Sitzoberflächenabschnitt (28) getrennt wird; und eine Sackkammer (26), welche bei dem axial vorderen Ende des Düsenkörpers (2) zum Aufnehmen des Kraftstoffes von dem ringförmigen Kraftstoffdurchlass (4, 41) ausgebildet ist und mit dem Düsenloch (27) in Verbindung steht, wobei die Nadel (3) aus einem Haupt-Säulenabschnitt (31), einem ersten konischen Abschnitt (32), einem zweiten konischen Abschnitt (33) und einem vorderen Endabschnitt (34) gebildet ist, wobei sich ein erster Oberflächen-Neigungswinkel, welcher zwischen einer äußeren Seitenfläche des ersten konischen Abschnitts (32) und einer Achslinie (102) der Nadel (3) ausgebildet ist, von einem zweiten Oberflächen-Neigungswinkel, welcher zwischen einer äußeren Seitenfläche (331) des zweiten konischen Abschnitts (33) und der Achslinie (102) der Nadel (3) ausgebildet ist, unterscheidet, so dass der Ventiloberflächenabschnitt (36) bei einem Grenzabschnitt zwischen der äußeren Seitenfläche des ersten konischen Abschnitts (32) und der äußeren Seitenfläche (331) des zweiten konischen Abschnitts (33) ausgebildet ist, wobei sich ein Oberflächen-Neigungswinkel, welcher zwischen einer äußeren Seitenfläche (341) des vorderen Endabschnitts (34) und der Achslinie (102) der Nadel (3) ausgebildet ist, von dem zweiten Oberflächen-Neigungswinkel des zweiten konischen Abschnitts (33) unterscheidet, so dass ein Winkel-Veränderungspunkt (6) bei einem Grenzabschnitt zwischen der äußeren Seitenfläche (341) des vorderen Endabschnitts (34) und der äußeren Seitenfläche (331) des zweiten konischen Abschnitts (33) ausgebildet ist, wobei ein Teil des zweiten konischen Abschnitts (33) und des vorderen Endabschnitts (34) in einem Ventilschließzustand in der Sackkammer (26) angeordnet sind, so dass eine Position des Winkel-Veränderungspunkts (6) in dem Ventilschließzustand in der Sackkammer bei einer ersten Position auf einer stromabwärtigen Seite eine Achslinie (103) des Düsenlochs (27) angeordnet ist, während die Position des Winkel-Veränderungspunkts (6) in einem Ventilöffnungszustand hin zu einer zweiten Position in der Sackkammer (6) auf einer stromaufwärtigen Seite der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) bewegt wird, wobei ein Seitenflächenwinkel (θ1, θ2), welcher zwischen der äußeren Seitenfläche (331, 341) der Nadel (3) und der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) ausgebildet ist, bei dem Winkel-Veränderungspunkt (6) verändert wird, wenn die Nadel (3) ausgehend von deren unteren Totpunkt hin zu deren oberen Totpunkt angehoben wird, und wobei der Seitenflächenwinkel (θ1), welcher zwischen der äußeren Seitenfläche (331) des zweiten konischen Abschnitts (33) und der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) ausgebildet ist, kleiner als der Seitenflächenwinkel (θ2) ist, welcher zwischen der äußeren Seitenfläche (341) des vorderen Endabschnitts (34) und der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzventil (71), aufweisend: einen Düsenkörper (2) mit einer zylindrischen Gestalt und einer Nadel-Aufnahmekammer (23) zum beweglichen Aufnehmen einer Nadel (3), einem Düsenloch (27), welches bei einem axial vorderen Ende des Düsenkörpers (2) ausgebildet ist und Kraftstoff ausgehend davon einspritzt, und einem Sitzoberflächenabschnitt (28), welcher in der Nadel-Aufnahmekammer (23) bei einer Position auf einer stromaufwärtigen Seite des Düsenlochs (27) ausgebildet ist; wobei die Nadel (3) in der Nadel-Aufnahmekammer (23) beweglich aufgenommen ist, um dadurch einen ringförmigen Kraftstoffdurchlass (4, 41) zwischen einer äußeren Seitenfläche (3a, 331, 341) der Nadel (3) und einer Innenfläche (25) des Düsenkörpers (2) auszubilden, wobei die Nadel (3) einen Ventiloberflächenabschnitt (36) als einen Teil der äußeren Seitenfläche besitzt, welcher wirkend mit dem Sitzoberflächenabschnitt (28) des Düsenkörpers (2) in Anlage gebracht wird, so dass eine Kraftstoffeinspritzung von dem Düsenloch (27) beendet wird, wenn der Ventiloberflächenabschnitt (36) mit dem Sitzoberflächenabschnitt (28) des Düsenkörpers (2) in Anlage gebracht wird, während die Kraftstoffeinspritzung ausgehend von dem Düsenloch (27) ausgeführt wird, wenn der Ventiloberflächenabschnitt (36) von dem Sitzoberflächenabschnitt (28) getrennt wird; und eine Sackkammer (26), welche bei dem axial vorderen Ende des Düsenkörpers (2) zum Aufnehmen des Kraftstoffes von dem ringförmigen Kraftstoffdurchlass (4, 41) ausgebildet ist und mit dem Düsenloch (27) in Verbindung steht, wobei die Nadel (3) aus einem Haupt-Säulenabschnitt (31), einem ersten konischen Abschnitt (32), einem zweiten konischen Abschnitt (33), einem dritten konischen Abschnitt (35) und einem vorderen Endabschnitt (34) gebildet ist, wobei sich ein erster Oberflächen-Neigungswinkel, welcher zwischen einer äußeren Seitenfläche des ersten konischen Abschnitts (32) und einer Achslinie (102) der Nadel (3) ausgebildet ist, von einem zweiten Oberflächen-Neigungswinkel, welcher zwischen einer äußeren Seitenfläche (331) des zweiten konischen Abschnitts (33) und der Achslinie (102) der Nadel (3) ausgebildet ist, unterscheidet, so dass der Ventiloberflächenabschnitt (36) bei einem Grenzabschnitt zwischen der äußeren Seitenfläche des ersten konischen Abschnitts (32) und der äußeren Seitenfläche (331) des zweiten konischen Abschnitts (33) ausgebildet ist, wobei sich ein dritter Oberflächen-Neigungswinkel, welcher zwischen einer äußeren Seitenfläche des dritten konischen Abschnitts (35) und der Achslinie (102) der Nadel (3) ausgebildet ist, von dem zweiten Oberflächen-Neigungswinkel des zweiten konischen Abschnitts (33) unterscheidet, so dass bei einem Grenzabschnitt zwischen der äußeren Seitenfläche des zweiten konischen Abschnitts (33) und der äußeren Seitenfläche des dritten konischen Abschnitts (35) ein stromaufwärtsseitiger Winkel-Veränderungspunkt (351) ausgebildet ist, wobei sich ein Oberflächen-Neigungswinkel, welcher zwischen einer äußeren Seitenfläche (341) des vorderen Endabschnitts (34) und der Achslinie (102) der Nadel (3) ausgebildet ist, von dem dritten Oberflächen-Neigungswinkel des dritten konischen Abschnitts (35) unterscheidet, so dass bei einem Grenzabschnitt zwischen der äußeren Seitenfläche (341) des vorderen Endabschnitts (34) und der äußeren Seitenfläche des dritten konischen Abschnitts (35) ein stromabwärtsseitiger Winkel-Veränderungspunkt (6) ausgebildet ist, wobei ein Teil des zweiten konischen Abschnitts (33), der dritte konische Abschnitt (35) und der vordere Endabschnitt (34) in einem Ventilschließzustand in der Sackkammer (26) angeordnet sind, so dass eine Position des stromabwärtsseitigen Winkel-Veränderungspunkts (6) in dem Ventilschließzustand in der Sackkammer bei einer ersten Position auf einer stromabwärtigen Seite einer Achslinie (103) des Düsenlochs (27) angeordnet ist, während die Position des stromabwärtsseitigen Winkel-Veränderungspunkts (6) in einem Ventilöffnungszustand hin zu einer zweiten Position in der Sackkammer (6) auf einer stromaufwärtigen Seite der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) bewegt wird, wobei ein Seitenflächenwinkel, welcher zwischen der äußeren Seitenfläche der Nadel (3) und der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) ausgebildet ist, bei dem stromaufwärtsseitigen Winkel-Veränderungspunkt (351) und dem stromabwärtsseitigen Winkel-Veränderungspunkt (6) verändert wird, wenn die Nadel (3) ausgehend von deren unteren Totpunkt hin zu deren oberen Totpunkt angehoben wird, und wobei der Seitenflächenwinkel, welcher zwischen der äußeren Seitenfläche des dritten konischen Abschnitts (35) und der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) ausgebildet ist, kleiner als der zwischen der äußeren Seitenfläche des vorderen Endabschnitts (34) und der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) ausgebildete Seitenflächenwinkel ist.
Kraftstoffeinspritzventil (72), aufweisend: einen Düsenkörper (2) mit einer zylindrischen Gestalt und einer Nadel-Aufnahmekammer (23) zum beweglichen Aufnehmen einer Nadel (3), einem Düsenloch (27), welches bei einem axial vorderen Ende des Düsenkörpers (2) ausgebildet ist und Kraftstoff ausgehend davon einspritzt, und einem Sitzoberflächenabschnitt (28), welcher in der Nadel-Aufnahmekammer (23) bei einer Position auf einer stromaufwärtigen Seite des Düsenlochs (27) ausgebildet ist; wobei die Nadel (3) in der Nadel-Aufnahmekammer (23) beweglich aufgenommen ist, um dadurch einen ringförmigen Kraftstoffdurchlass (4, 41) zwischen einer äußeren Seitenfläche (3a, 331) der Nadel (3) und einer Innenfläche (25) des Düsenkörpers (2) auszubilden, wobei die Nadel (3) einen Ventiloberflächenabschnitt (36) als einen Teil der äußeren Seitenfläche besitzt, welcher wirkend mit dem Sitzoberflächenabschnitt (28) des Düsenkörpers (2) in Anlage gebracht wird, so dass eine Kraftstoffeinspritzung von dem Düsenloch (27) beendet wird, wenn der Ventiloberflächenabschnitt (36) mit dem Sitzoberflächenabschnitt (28) des Düsenkörpers (2) in Anlage gebracht wird, während die Kraftstoffeinspritzung ausgehend von dem Düsenloch (27) ausgeführt wird, wenn der Ventiloberflächenabschnitt (36) von dem Sitzoberflächenabschnitt (28) getrennt wird; und eine Sackkammer (26), welche bei dem axial vorderen Ende des Düsenkörpers (2) zum Aufnehmen des Kraftstoffes von dem ringförmigen Kraftstoffdurchlass (4, 41) ausgebildet ist und mit dem Düsenloch (27) in Verbindung steht, wobei die Nadel (3) aus einem Haupt-Säulenabschnitt (31), einem ersten konischen Abschnitt (32), einem zweiten konischen Abschnitt (33) und einem vorderen Endabschnitt (38) gebildet ist, wobei sich ein erster Oberflächen-Neigungswinkel, welcher zwischen einer äußeren Seitenfläche des ersten konischen Abschnitts (32) und einer Achslinie (102) der Nadel (3) ausgebildet ist, von einem zweiten Oberflächen-Neigungswinkel, welcher zwischen einer äußeren Seitenfläche des zweiten konischen Abschnitts (33) und der Achslinie (102) der Nadel (3) ausgebildet ist, unterscheidet, so dass der Ventiloberflächenabschnitt (36) bei einem Grenzabschnitt zwischen der äußeren Seitenfläche des ersten konischen Abschnitts (32) und der äußeren Seitenfläche des zweiten konischen Abschnitts (33) ausgebildet ist, wobei der vordere Endabschnitt (38) in einer konischen Gestalt mit einer gekrümmten Oberfläche ausgebildet ist, die bei einem Verbindungsabschnitt des vorderen Endabschnitts (38) auf der oberen Seite mit der äußeren Seitenfläche des zweiten konischen Abschnitts (33) verbunden ist, so dass ein Oberflächen-Neigungswinkel, welcher zwischen einer äußeren Seitenfläche der gekrümmten Oberfläche des vorderen Endabschnitts (38) und der Achslinie (102) der Nadel (3) ausgebildet ist, in einer axialen Richtung ausgehend von dem Verbindungsabschnitt auf der oberen Seite hin zu dessen vorderen Ende kontinuierlich verändert ist, wobei sich der Oberflächen-Neigungswinkel, welcher zwischen der äußeren Seitenfläche des vorderen Endabschnitts (38) bei dem Verbindungsabschnitt auf der oberen Seite und der Achslinie (102) der Nadel (3) ausgebildet ist, von dem zweiten Oberflächen-Neigungswinkel des zweiten konischen Abschnitts (33) unterscheidet, so dass ein stromaufwärtsseitiger Winkel-Veränderungspunkt (381) bei einem Grenzabschnitt zwischen der äußeren Seitenfläche des vorderen Endabschnitts (38) und der äußeren Seitenfläche des zweiten konischen Abschnitts (33) ausgebildet ist, wobei ein Teil des zweiten konischen Abschnitts (33) und der vordere Endabschnitt (38) in einem Ventilschließzustand in der Sackkammer (26) angeordnet sind, so dass eine Position des stromaufwärtsseitigen Winkel-Veränderungspunkts (381) in dem Ventilschließzustand bei einer ersten Position auf einer stromabwärtigen Seite einer Achslinie (103) des Düsenlochs (27) in der Sackkammer angeordnet ist, während die Position des stromaufwärtsseitigen Winkel-Veränderungspunkts (381) in einem Ventilöffnungszustand hin zu einer zweiten Position in der Sackkammer (6) auf einer stromaufwärtigen Seite der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) bewegt wird, wobei ein Seitenflächenwinkel, welcher zwischen der äußeren Seitenfläche der Nadel (3) und der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) ausgebildet ist, zumindest bei dem stromaufwärtsseitigen Winkel-Veränderungspunkt (381) verändert wird, wenn die Nadel (3) ausgehend von deren unteren Totpunkt hin zu deren oberen Totpunkt angehoben wird, und wobei der Seitenflächenwinkel, welcher zwischen der äußeren Seitenfläche des zweiten konischen Abschnitts (33) und der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) ausgebildet ist, kleiner als der zwischen der äußeren Seitenfläche des vorderen Endabschnitts (38) und der Achslinie (103) des Düsenlochs (27) ausgebildete Seitenflächenwinkel ist, wenn die Nadel (3) ausgehend von deren unteren Totpunkt hin zu deren oberen Totpunkt angehoben wird.