DE102018119511A1

DE102018119511A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE102018119511A1
Application number: DE102018119511.7A
Authority: DE
Inventors: Nao OGASAWARA; Daiji Ueda
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2018-08-10
Publication date: 2019-02-28
Also published as: JP6972786B2; US20190063385A1; US10883460B2; JP2019044655A

Abstract

Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung (10) weist einen Ventilkörper (20), einen Antriebsabschnitt (40), eine Düsennadel (50) und einen Steuerventilkörper (60) auf. Der Ventilkörper definiert eine Steuerkammer, eine Ventilkammer (36) und einen Niedrigdruckverbindungsdurchlass (80). Die Düsennadel wird aufgrund einer Kraftstoffdruckvariation in der Steuerkammer verschoben, um einen Einspritzanschluss (38) zu öffnen/schließen. Wenn der Steuerventilkörper (60) auf einer oberen Sitzoberfläche (27) sitzt, ist ein Niedrigdruckverbindungsdurchlass (80) geschlossen, sodass die Ventilkammer (36) fluidmäßig von der Niedrigdruckkammer getrennt ist. Der Steuerventilkörper (60) definiert eine Spaltbegrenzung (90) auf der oberen Sitzoberfläche (27). Eine Strömungsdurchlassfläche (Aa) einer Nebenmündung (80a), die an dem Niedrigdruckverbindungsdurchlass vorgesehen ist, ist kleiner als eine Strömungsdurchlassfläche (Ac) der Spaltbegrenzung (90).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die Kraftstoff aus einem Einspritzanschluss einspritzt.
Hintergrund
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die im japanischen Patent mit der Nr. 5110321 gezeigt wird, weist eine Steuerkammer, eine Ventilkammer, ein Einspritzventilbauteil und ein Aktuatorventilbauteil auf. Das Einspritzventilbauteil wird durch eine Druckvariation in der Steuerkammer verschoben und das Aktuatorventilbauteil wird in der Ventilkammer untergebracht. Wenn das Aktuatorventilbauteil auf einer Sitzoberfläche sitzt bzw. anliegt, welche auf einer Wand der Ventilkammer ausgebildet ist, ist die Ventilkammer fluidmäßig von einer Niedrigdruckseite getrennt.
Wenn die Ventilkammer fluidmäßig mit der Niedrigdruckseite verbunden ist, strömt ein Kraftstoff in der Steuerkammer heraus durch die Ventilkammer in die Niedrigdruckseite. Ein Kraftstoffdruck in der Steuerkammer wird verringert, und das Einspritzventilbauteil wird derart verschoben, dass dieses eine Einspritzmündung öffnet, wobei der Kraftstoff durch die Einspritzmündung eingespritzt wird.
Bei der vorstehenden Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist die Kraftstoffströmungrate, die aus der Steuerkammer in die Niedrigdruckseite strömt, durch eine Spaltbegrenzung beschränkt, welche zwischen dem Aktuatorventilbauteil und dem Sitzbauteil definiert ist. Wenn das Aktuatorventilbauteil falsch ausgerichtet ist, variiert der Zustand der Spaltbegrenzung, sodass die Kraftstoffströmungrate, die aus der Steuerkammer in die Niedrigdruckseite strömt, ebenfalls variiert. Im Ergebnis fluktuiert eine Öffnungsposition des Einspritzventilbauteils.
Kurzfassung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorzusehen, welche dazu fähig ist, eine Variation einer Öffnungsposition eines Einspritzventilbauteils einzuschränken bzw. zu begrenzen.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen eines Kraftstoffs aus einem Einspritzanschluss einen Körper, der den Einspritzanschluss, eine Steuerkammer, die mit dem Kraftstoff gefüllt ist, eine Ventilkammer, die mit der Steuerkammer in Verbindung steht, und einen Ausströmdurchlass zum Abführen des Kraftstoffs in der Ventilkammer in eine Niedrigdruckseite definiert; ein Ventilbauteil, welches durch eine Variation hinsichtlich des Kraftstoffdrucks in der Steuerkammer verschoben ist, um den Einspritzanschluss zu öffnen/schließen; einen Steuerventilkörper, der auf eine derartige Weise in der Ventilkammer untergebracht ist, dass dieser dazu in der Lage ist, die Ventilkammer und die Niedrigdruckseite zu trennen, indem dieser auf einer Ausströmsitzoberfläche sitzt, die auf einer Trennwand ausgebildet ist, welche die Ventilkammer definiert; und einen Antriebsabschnitt, der den Steuerventilkörper auf eine derartige Weise antreibt, dass der Steuerventilkörper auf der Ausströmsitzoberfläche sitzt oder sich weg von der Ausströmsitzoberfläche bewegt.
Der Steuerventilkörper definiert eine Spaltbegrenzung auf der Ausströmsitzoberfläche, wenn die Ventilkammer durch den Ausströmdurchlass mit der Niedrigdruckseite in Verbindung steht. Der Ausströmdurchlass weist eine Ausströmmündung auf, welche eine Strömungsrate des Kraftstoffs beschränkt, der aus der Ventilkammer in die Niedrigdruckseite strömt. Die Ausströmmündung weist eine Strömungsdurchlassfläche auf, welche kleiner ist als eine Strömungsdurchlassfläche der Spaltbegrenzung.
Die Strömungsrate des Kraftstoffs, der aus der Steuerkammer durch die Ventilkammer in die Niedrigdruckseite strömt, ist durch die Ausströmmündung beschränkt. Somit variiert die Strömungsrate eines Kraftstoffs, der aus der Steuerkammer ausströmt, kaum, selbst falls der Steuerventilkörper falsch ausgerichtet ist.
Figurenliste
Es zeigt/es zeigen:

1 ein Diagramm, das eine gesamte Konfiguration eines Kraftstoffversorgungssystems zeigt, welches eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung und eine Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform beinhaltet.
2 eine Längsschnittansicht einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
3 eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs III in 2, der eine Nähe einer Ventilkammer zeigt.
4 eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs IV in 3.
5 eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs V in 2.
6 ein Diagramm, das eine Strömungsdurchlassfläche bei Begrenzungen eines Durchlasses von einer Steuerkammer zu einer Niedrigdruckkammer zeigt.
7A und 7B Diagramme zum Erläutern einer Kraftstoffströmungsratenvariation bei einem Vergleichsbeispiel.
8A und 8B Diagramme zum Erläutern eines Vorteils gemäß der ersten Ausführungsform.
9 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Verhältnis einer Strömungsdurchlassfläche und einem Verhältnis einer Strömungsrate zeigt.
10 eine Längsschnittansicht einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Es ist zu beachten, dass bei jeder Ausführungsform den entsprechenden ausbildenden Elementen die gleichen Bezugszeichen zugeordnet werden und eine überflüssige Erläuterung weggelassen werden kann. Bei jeder der Ausführungsformen können die anderen Teile der Konfiguration auf die anderen Ausführungsformen angewendet werden, wenn lediglich ein Teil der Konfiguration beschrieben wird.
Erste Ausführungsform
Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 auf ein Kraftstoffzufuhrsystem bzw. Kraftstoffversorgungssystem 1 angewendet, das in 1 gezeigt wird. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 führt jeder Brennkammer 2b einer Dieselmaschine (welche nachfolgend als „Maschine 2“ bezeichnet wird) Kraftstoff zu, der in einem Kraftstofftank 4 gespeichert ist. Das Kraftstoffversorgungssystem 1 beinhaltet eine Förderpumpe 5, eine Hochdruckkraftstoffpumpe 6, eine Common-Rail 3 und eine Steuervorrichtung 9.
Die Förderpumpe 5 ist zum Beispiel eine elektrische Trochoidpumpe. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 6 beinhaltet darin die Förderpumpe 5. Die Förderpumpe 5 fördert das Leichtöl als den Kraftstoff, der in dem Kraftstofftank 4 gespeichert ist, mit Druck zu der Hochdruckkraftstoffpumpe 6. Die Förderpumpe 5 kann in dem Kraftstofftank 4 angeordnet sein.
Die Hochdruckkraftstoffpumpe 6 ist zum Beispiel eine Tauchkolbenpumpe. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 6 wird durch die Maschine 2 angetrieben. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 6 ist durch ein Kraftstoffrohr 6a fluidmäßig mit der Common-Rail 3 verbunden. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 6 beaufschlagt ferner den Kraftstoff, der ausgehend von der Förderpumpe 5 zugeführt wird, und führt der Common-Rail 3 den Hochdruckkraftstoff zu.
Die Common-Rail 3 ist durch ein Hochdruckkraftstoffrohr 3b fluidmäßig mit einer Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 10 verbunden. Die Common-Rail 3 ist durch ein Rückführrohr 8a mit dem Kraftstofftank 4 verbunden. Die Common-Rail 3 speichert vorrübergehend Hochdruckkraftstoff, welcher aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 6 zugeführt wird, und verteilt den Hochdruckkraftstoff an die entsprechenden Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 10, während diese den Druck beibehält. Bei der Common-Rail 3 ist ein Druckreduzierungsventil 8 vorgesehen. Wenn der Kraftstoffdruck in der Common-Rail 3 höher ist als ein Solldruck, führt das Druckreduzierungsventil 8 den überschüssigen Kraftstoff zu dem Rückführrohr 8a ab.
Die Steuervorrichtung 9 ist eine elektronische Steuereinheit, die eine ECU (engl. Electronic Control Unit; elektronische Steuereinheit) 9a und eine EDU (engl. Electronic Driver Unit; elektronische Treibereinheit) 9b beinhaltet. Die Steuervorrichtung 9 ist elektrisch mit jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 verbunden.
Die Steuervorrichtung 9 steuert eine Kraftstoffeinspritzung gemäß einem Betriebszustand der Maschine 2.
Die ECU 9a weist eine arithmetische Schaltung auf, die durch einen Mikrocomputer oder einen Mikrocontroller konfiguriert ist. Die arithmetische Schaltung beinhaltet einen Prozessor, eine RAM und eine wieder beschreibbare nicht-flüchtige Speichervorrichtung. Die EDU 9b legt auf Grundlage eines Befehlssignals, das von der ECU 9a übertragen wird, eine Antriebsspannung an einen Antriebabschnitt 40 (vergleiche 2) der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 an.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 ist an einem Kopfbauteil 2a angebracht, welches eine Brennkammer 2b definiert. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 spritzt den Hochdruckkraftstoff direkt in die Brennkammer 2b ein. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 weist eine Ventilstruktur zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung aus dem Einspritzanschluss 38 auf. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 benutzt einen Teil eines Hochdruckkraftstoffs, um den Einspritzanschluss 38 zu öffnen/schließen. Ein Teil des Kraftstoffs, welcher der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 zugeführt wird, wird durch das Rückführrohr 8a, 8b zu dem Kraftstofftank 4 rückgeführt.
Wie in den 2 und 3 gezeigt wird, beinhaltet die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 einen Ventilkörper 20, eine Düsennadel 50, einen Antriebsabschnitt 40, einen Steuerventilkörper 60 und eine Steuerplatte 73.
Der Ventilkörper 20 beinhaltet ein Injektorkörperbauteil 21, ein Ventilkörperbauteil 22, ein Mündungsbauteil 23, ein Düsenkörperbauteil 24, eine Haltemutter 25 und einen Nadelzylinder 26. Der Ventilkörper 20 weist den Einspritzanschluss 38 auf. Zusätzlich weist der Ventilkörper 20 einen Hochdruckkraftstoffdurchlass 31, eine Hochdruckkammer 31a, einen Zufuhrverbindungsdurchlass 32, einen Einströmverbindungsdurchlass 33, eine Niedrigdruckkammer 37, einen Steuerverbindungsdurchlass 70, einen Niedrigdruckverbindungsdurchlass 80, eine Steuerkammer 35 und eine Ventilkammer 36 auf.
Der Einspritzanschluss 38 ist an einem Spitzenende des Ventilkörpers 20 vorgesehen. Der Einspritzanschluss 38 ist zu der Brennkammer 2b freigelegt. Der Spitzenendabschnitt des Ventilkörpers 20 ist in einer Kegel- oder Halbkugelform ausgebildet. Eine Mehrzahl von Einspritzanschlüssen 38 ist radial von der Innenseite zu der Außenseite des Ventilkörpers 20 vorgesehen. Ein Einspritzanschluss 38 spritzt hin zu der Brennkammer 2b einen Hochdruckkraftstoff ein. Der Hochdruckkraftstoff wird zerstäubt, indem dieser durch den Einspritzanschluss 38 durchtritt, und wird mit Luft vermischt.
Der Hochdruckkraftstoffdurchlass 31 ist über das Injektorkörperbauteil 21, das Ventilkörperbauteil 22 und das Mündungsbauteil 23 ausgebildet. Der Hochdruckkraftstoffdurchlass 31 ist mit dem Hochdruckkraftstoffrohr 3b verbunden. Der Hochdruckkraftstoffdurchlass 31 führt den Hochdruckkraftstoff zu, welcher der Hochdruckkammer 31a durch das Hochdruckkraftstoffrohr 3b von der Common-Rail 3 zugeführt wird.
Die Hochdruckkammer 31a ist ein säulenförmiger Raum, der in dem Düsenkörperbauteil 24 definiert ist. Die Düsennadel 50 und der Nadelzylinder 26 sind in der Hochdruckkammer 31a eingehaust. Die Hochdruckkammer 31a ist mit dem Hochdruckkraftstoffdurchlass 31 verbunden. Die Hochdruckkammer 31a ist mit dem Hochdruckkraftstoff gefüllt, der durch den Hochdruckkraftstoffdurchlass 31 zugeführt wird. Die Hochdruckkammer 31a zirkuliert den Hochdruckkraftstoff zu dem Einspritzanschluss 38.
Der Zufuhrverbindungsdurchlass 32 ist ein Kraftstoffdurchlass, der in dem Mündungsbauteil 23 ausgebildet ist. Der Zufuhrverbindungsdurchlass 32 setzt die Hochdruckkammer 31a mit der Ventilkammer 36 in Verbindung. In dem Zufuhrverbindungsdurchlass 32 ist eine Nebenmündung 32a ausgebildet. Die Nebenmündung 32a beschränkt die Strömungsrate des Kraftstoffs, der aus der Hochdruckkammer 31a in die Ventilkammer 36 strömt.
Der Einströmverbindungsdurchlass 33 ist ein Kraftstoffdurchlass, der in dem Mündungsbauteil 23 ausgebildet ist. Der Einströmverbindungsdurchlass 33 zweigt von dem Hochdruckkraftstoffdurchlass 31 ab und verbindet den Hochdruckkraftstoffdurchlass 31 und die Steuerkammer 35. Wie in 5 gezeigt wird, ist eine Hauptmündung 33a in dem Einströmverbindungsdurchlass 33 ausgebildet. Die Hauptmündung 33a beschränkt die Strömungsrate des Kraftstoffs, der aus dem Hochdruckkraftstoffdurchlass 31 in die Steuerkammer 35 strömt.
Die Niedrigdruckkammer 37 ist in dem Injektorkörperbauteil 21 ausgebildet. Die Niedrigdruckkammer 37 ist mit dem Rückführrohr 8b verbunden. Die Niedrigdruckkammer 37 ist mit Niedrigdruckkraftstoff gefüllt. Der Kraftstoff in der Steuerkammer 35 und der Ventilkammer 36 strömt in die Niedrigdruckkammer.
Der Steuerverbindungsdurchlass 70 ist ein Kraftstoffdurchlass, welcher eine Hauptverbindungssektion 71 in dem Mündungsbauteil 23 beinhaltet. Wenn die Steuerplatte 73 mit dem Mündungsbauteil 23 in Kontakt gebracht werden soll, ist eine Verbindungskopplungssektion 72 mit der Hauptverbindungssektion 71 verbunden. Eine Hauptmündung 70a ist in der Verbindungskopplungssektion 72 ausgebildet. Der Steuerverbindungsdurchlass 70 verbindet die Steuerkammer 35 und die Ventilkammer 36 fluidmäßig miteinander. Wenn der Kraftstoff aus der Ventilkammer 36 zu der Steuerkammer 35 strömt, ist die Verbindungskopplungssektion 72 fluidmäßig von der Hauptverbindungssektion 71 getrennt. Wenn der Kraftstoff aus der Steuerkammer 35 zu der Ventilkammer 36 strömt, ist die Verbindungskopplungssektion 72 dagegen fluidmäßig mit der Hauptverbindungssektion 71 verbunden. Im Ergebnis beschränkt die Hauptmündung 70a in dem Steuerverbindungsdurchlass 70 die Strömungsrate des Kraftstoffs, der von der Steuerkammer 35 zu der Ventilkammer 36 strömt.
Der Niedrigdruckverbindungsdurchlass 80 ist ein Kraftstoffdurchlass, der in dem Ventilkörperbauteil 22 ausgebildet ist. Die Ventilkammer 36 und ein Stiftloch 22a des Gehäuses sind durch den Niedrigdruckverbindungsdurchlass 80 fluidmäßig mit der Niedrigdruckkammer 37 verbunden, sodass der Kraftstoff in der Ventilkammer 36 heraus in die Niedrigdruckkammer 37 strömt. Das Stiftloch 22a des Gehäuses ist in einer zylindrischen Lochform in dem Ventilkörperbauteil 22 in einer Anordnung ausgebildet, die im Wesentlichen koaxial zu der Ventilkammer 36 ist.
Der Niedrigdruckverbindungsdurchlass 80 weist eine Nebenmündung 80a auf. Die Nebenmündung 80a ist mit dem Stiftloch 22a des Gehäuses verbunden. Ein Mündungseinlassabschnitt 81, welcher ein Ende der Nebenmündung 80 a ist, wird auf einer peripheren Wand des Stiftlochs 22a des Gehäuses geöffnet. Die Nebenmündung 80a beschränkt die Strömungsrate des Kraftstoffs, der aus der Ventilkammer 36 heraus in die Niedrigdruckkammer 37 strömt.
Die Steuerkammer 35 ist ein säulenförmiger Raum, der durch das Mündungsbauteil 23, den Nadelzylinder 26 und die Düsennadel 50 definiert ist. Die Steuerkammer 35 befindet sich über die Düsennadel 50 auf einer gegenüberliegenden Seite des Düsenlochs 38. Die Steuerkammer 35 bringt die Steuerplatte 73 und die Spulenfeder 78 unter. Der Kraftstoff wird der Steuerkammer 35 durch zwei Strömungspfade zugeführt. Einer der zwei Strömungspfade ist der Einströmverbindungsdurchlass 33. Der andere der zwei Strömungspfade ist der Zufuhrverbindungsdurchlass 32, die Ventilkammer 36 und der Steuerverbindungsdurchlass 70. Die Steuerkammer 35 ist mit dem Kraftstoff gefüllt, der durch diese Strömungspfade strömt.
Die Ventilkammer 36 ist ein säulenförmiger Raum, der durch das Ventilkörperbauteil 22 und das Mündungsbauteil 23 definiert ist. Die Ventilkammer 36 ist zwischen der Steuerkammer 35 und der Niedrigdruckkammer 37 vorgesehen. Die Ventilkammer 36 bringt den Steuerventilkörper 60 und eine Spulenfeder 68 unter. Die Ventilkammer 36 ist mit Kraftstoff gefüllt, der von der Hochdruckkammer 31 a durch den Zufuhrverbindungsdurchlass 32 zugeführt wird. Die Trennwand 36a, welche die Ventilkammer 36 definiert, beinhaltet eine innere periphere Wandoberfläche 36c, eine Deckenwandoberfläche 36d und eine Bodenwandoberfläche 36b.
Die innere periphere Wandoberfläche 36c ist eine zylindrische Wandoberfläche, welche den Steuerventilkörper 60 umgibt. Die Deckenwandoberfläche 36d weist eine Verbindungsöffnung 22c und eine obere Sitzoberfläche 27 auf. Die Verbindungsöffnung 22c ist ein Ende des Stiftlochs 22a des Gehäuses und befindet sich an einem Mittelpunkt der Deckenwandoberfläche 36d. Die obere Sitzoberfläche 27 umgibt die Verbindungsöffnung 22c in einer Ringform. Die obere Sitzoberfläche 27 ist in einer inneren sich verjüngenden Form ausgebildet. Die obere Sitzoberfläche 27 ist einer Deckenoberfläche des Steuerventilkörpers 60 zugewandt.
Die Bodenwandoberfläche 36b wird auf einer oberen Endoberfläche des Mündungsbauteils 23 ausgebildet. Die Bodenwandoberfläche 36b weist eine Zufuhröffnung 32b und eine untere Sitzoberfläche 28 auf. Die Zufuhröffnung 32b ist ein Ende des Zufuhrverbindungsdurchlasses 32 und befindet sich an einem Mittelpunkt der Bodenwandoberfläche 36b. Die untere Sitzoberfläche 28 umgibt die Zufuhröffnung 32b in einer Ringform. Die untere Sitzoberfläche 28 ist an einer Position ausgebildet, die der oberen Sitzoberfläche 27 in der Trennwand 36 a zugewandt bzw. gegenüberliegend angeordnet ist. Die untere Sitzoberfläche 28 ist einer Bodenoberfläche des Steuerventilkörpers 60 zugewandt.
Die Düsennadel 50 ist mit einem metallischen Material in einer zylindrischen Form ausgebildet. Das Spitzenende der Düsennadel 50 ist in einer Kegelform ausgebildet. Die Düsennadel 50 ist in der Hochdruckkammer 31a eingehaust und nimmt eine Kraft von dem Hochdruckkraftstoff in der Hochdruckkammer 31a in einer Richtung, um den Einspritzanschluss 38 zu öffnen („Ventilöffnungsrichtung“), auf. Die Düsennadel 50 weist eine Nadeldruckaufnahmeoberfläche 51 auf, die darin ausgebildet ist.
Die Nadeldruckaufnahmeoberfläche 51 ist auf einer axialen Endoberfläche der Düsennadel 50 ausgebildet, welche der Steuerkammer 35 zugewandt ist. Die Nadeldruckaufnahmeoberfläche 51 nimmt eine Kraft von dem Hochdruckkraftstoff in der Steuerkammer 35 in einer Richtung, um den Einspritzanschluss 38 zu schließen („Ventilschließrichtung“), auf. Zusätzlich ist die Düsennadel 50 durch eine Nadelfeder 53, die in einer zylindrischen Spiralform ausgebildet ist, in einer Ventilschließrichtung vorgespannt.
Wenn der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 35 verringert wird, wird die Düsennadel 50 durch den Kraftstoff in der Hochdruckkammer 31a derart nach oben gedrückt, dass dieser sich in der Ventilöffnungsrichtung bewegt. Im Ergebnis wird der Hochdruckkraftstoff in der Hochdruckkammer 31a durch den Einspritzanschluss 38 hin zu der Brennkammer 2b eingespritzt. Wenn der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 35 erhöht wird, wird die Düsennadel 50 dagegen in der Ventilschließrichtung nach unten gedrückt. Im Ergebnis wird die Kraftstoffeinspritzung beendet. Auf diese Weise wird die Düsennadel 50 aufgrund einer Kraftstoffdruckvariation in der Steuerkammer 35 in Bezug auf den Ventilkörper 20 entlang dessen axialer Richtung verschoben, wobei der Einspritzanschluss 38 geöffnet und geschlossen wird.
Ein Antriebsabschnitt 40 treibt den Steuerventilkörper 60 durch dessen Ausdehnung und Zusammenziehen an. Der Antriebsabschnitt 40 weist einen piezoelektrischen Aktuator 41 und einen Antriebsübertragungsstift 42 auf. Der piezoelektrische Aktuator 41 weist ein piezoelektrisches Laminatelement auf. Das piezoelektrische Laminatelement ist ein Laminat aus PZT (PbZrTiO₃) und einer dünnen Elektrodenschicht. Eine Antriebsspannungsausgabe von der Steuervorrichtung 9 wird an den piezoelektrischen Aktuator 41 eingegeben. Der piezoelektrische Aktuator 41 dehnt sich aus, wenn die Antriebsspannung daran angelegt wird.
Der Antriebsübertragungsstift 42 dient dem Übertragen einer Ausdehnung des piezoelektrischen Aktuators 41 an den Steuerventilkörper 60. Der Antriebsübertragungsstift 42 ist in dem Stiftloch 22a des Gehäuses untergebracht. Der distale Endabschnitt 42a des Antriebsübertragungsstifts 42 grenzt auf einer Deckenoberfläche des Steuerventilkörpers 60 an. Ein Außendurchmesser des distalen Endabschnitts 42a ist kleiner hergestellt als ein Innendurchmesser des Stiftlochs 22a des Gehäuses. Ein ringförmiger Spalt 83 zwischen dem distalen Endabschnitt 42a und dem Stiftloch 22a des Gehäuses fungiert als ein Durchlass für einen Kraftstoff, der aus der Ventilkammer 36 ausströmt.
Der Antriebsabschnitt 40 verschiebt den Antriebsübertragungsstift 42 derart, dass dieser in die Ventilkammer 36 hervorsteht, wenn sich der piezoelektrische Aktuator 41 ausdehnt. Wenn sich der piezoelektrische Aktuator 41 zusammenzieht, zieht der Antriebsabschnitt 40 den Antriebsübertragungsstift 42 zu dem Stiftloch 22 des Gehäuses zurück.
Der Steuerventilkörper 60 ist als ein Ganzes in einer Säulenform ausgebildet. Der Steuerventilkörper 60 ist in der Ventilkammer 36 eingehaust, um so koaxial zu der Ventilkammer 36 und dem Ventilkörperbauteil 22 angeordnet zu sein. Der Steuerventilkörper 60 wird durch die Spulenfeder 68 hin zu der unteren Endfläche des Antriebsübertragungsstifts 42 vorgespannt. Der Steuerventilkörper 60 ist in der Ventilkammer 36 entlang deren axialer Richtung verschiebbar.
Der Steuerventilkörper 60 weist einen zylindrischen Abschnitt 60a und einem halbkugelförmigen Abschnitt 60b auf. Der zylindrische Abschnitt 60a ist in einer Säulenform ausgebildet. Der halbkugelförmige Abschnitt 60b ist in einer teilweise kugelförmigen Form bzw. Teilkugelform ausgebildet, die in einer konvexen Form hin zu der Verbindungsöffnung 22c gekrümmt ausgebildet ist. Ein Mittelpunkt des halbkugelförmigen Abschnitts 60b befindet sich auf der Mittelachse des zylindrischen Abschnitts 60a.
Der Steuerventilkörper 60 weist eine obere Oberfläche 61 und eine untere Oberfläche 62 auf. Die obere Oberfläche 61 steht der oberen Sitzoberfläche 27 gegenüber. Wenn sich der piezoelektrische Aktuator 41 zusammenzieht, wird die obere Oberfläche 61 gegen die obere Sitzoberfläche 27 gedrückt. Die untere Oberfläche 62 steht der unteren Sitzoberfläche 28 gegenüber. Wenn sich der piezoelektrische Aktuator 41 ausdehnt, wird die untere Oberfläche 62 gegen die untere Sitzoberfläche 28 gedrückt.
Der Steuerventilkörper 60 fungiert als ein Dreiwegeventil, das eine Verbindung zwischen der Ventilkammer 36, der Steuerkammer 35 und der Niedrigdruckkammer 37 umschaltet. Genauer gesagt ist die Ventilkammer 36 fluidmäßig von der Niedrigdruckkammer 37 getrennt, wenn der Steuerventilkörper 60 geschlossen wird, indem die obere Oberfläche 61 auf die obere Sitzoberfläche 27 gesetzt wird. Dagegen ist die Ventilkammer 36 durch den Niedrigdruckverbindungsdurchlass 80 fluidmäßig mit der Niedrigdruckkammer 37 verbunden, wenn der Steuerventilkörper 60 geöffnet wird, indem die obere Oberfläche 61 von der oberen Blattoberfläche 27 separiert bzw. getrennt wird. Wenn der Steuerventilkörper 60 geöffnet ist, sitzt die untere Oberfläche 62 auf der unteren Sitzoberfläche 28 und eine Spaltbegrenzung 90 ist zwischen der oberen Oberfläche 61 und der oberen Sitzoberfläche 27 ausgebildet.
Die Steuerplatte 73 ist als ein Ganzes in einer flachen Scheibenform ausgebildet. Die Steuerplatte 73 ist in der Ventilkammer 36 untergebracht, um so koaxial zu der Steuerkammer 35 und dem Nadelzylinder 26 angeordnet zu sein. Die Steuerplatte 73 ist in der Steuerkammer 35 entlang deren axialer Richtung verschiebbar. Die Steuerplatte 73 wird durch die Spulenfeder 78 hin zu der unteren Endoberfläche des Mündungsbauteils 23 vorgespannt.
Wie in 5 gezeigt wird, weist die Steuerplatte 73 ein Verbindungsloch 74 auf. Das Verbindungsloch 74 durchdringt die Steuerplatte 73 in deren axialer Richtung. Das Verbindungsloch 74 bildet die Verbindungskopplungssektion 72 des Steuerverbindungsdurchlasses 70 aus. Das Verbindungsloch 74 weist eine Hauptmündung 70a auf.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 wird ein Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 beschrieben werden.
Wenn der piezoelektrische Aktuator 41 nicht erregt wird, sitzen der Steuerventilkörper 60 und die Steuerplatte 73 jeweils auf der oberen Sitzoberfläche 27 und dem Mündungsbauteil 23. Der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 35 ist im Wesentlichen der gleiche wie der Kraftstoffdruck in dem Hochdruckkraftstoffdurchlass 31. Die Düsennadel 50 schließt den Einspritzanschluss 38.
Wenn der piezoelektrische Aktuator 41 erregt wird, bewegt sich die obere Oberfläche 61 weg von der oberen Sitzoberfläche 27, und die untere Oberfläche 62 sitzt auf der unteren Sitzoberfläche 28. Die Hochdruckkammer 31a und die Ventilkammer 36 sind fluidmäßig voneinander getrennt. Zusätzlich ist auch die Verbindung zwischen dem Hochdruckkraftstoffdurchlass 31 und der Steuerkammer 35 durch einen Einströmverbindungsdurchlass 33 durch die Steuerplatte 73 blockiert, welche auf dem Mündungsbauteil 23 sitzt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 spritzt den Hochdruckkraftstoff nicht ein.
Die Ventilkammer 36 und die Niedrigdruckkammer 37 sind durch den Niedrigdruckverbindungsdurchlass 80 miteinander verbunden. Somit strömt der Kraftstoff in der Steuerkammer 35 durch den Steuerverbindungsdurchlass 70, die Ventilkammer 36, das Stiftloch 22a des Gehäuses und den Niedrigdruckverbindungsdurchlass 80 heraus in die Niedrigdruckkammer 37. Im Ergebnis wird der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 35 verringert und die Düsennadel 50 bewegt sich in der Ventilöffnungsrichtung. Die Kraftstoffeinspritzung wird gestartet.
Wenn der piezoelektrische Aktuator 41 entregt wird, bewegt sich die untere Oberfläche 62 weg von der unteren Sitzoberfläche 28, und die obere Oberfläche 61 sitzt auf der oberen Sitzoberfläche 27. Die Ventilkammer 36 und die Niedrigdruckkammer 37 sind fluidmäßig voneinander getrennt. Die Hochdruckkammer 31a und die Ventilkammer 36 sind durch den Zufuhrverbindungsdurchlass 32 fluidmäßig miteinander verbunden. Der Hochdruckkraftstoff strömt durch den Zufuhrverbindungsdurchlass 32, den Steuerverbindungsdurchlass 70 und den Einströmverbindungsdurchlass 33 in die Ventilkammer 36 und die Steuerkammer 35. Im Ergebnis bewegt sich die Düsennadel 50 in der Ventilschließrichtung und die Kraftstoffeinspritzung wird beendet.
Während der Kraftstoffeinspritzdauer der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 hängt die Strömungsrate des Kraftstoffs, der von der Steuerkammer 35 zu der Niedrigdruckkammer 37 strömt, von der Strömungsdurchlassfläche des Kraftstoffdurchlasses zwischen der Steuerkammer 35 und der Niedrigdruckkammer 37 ab. Genauer gesagt ist die Strömungsdurchlassfläche durch die Nebenmündung 80a, den Mündungseinlassabschnitt 81, den ringförmigen Spalt 83, die Spaltbegrenzung 90 und die Hauptmündung 70a eingeschränkt bzw. begrenzt. Unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 wird die Strömungsdurchlassfläche detailliert beschrieben werden.
Die Strömungsdurchlassfläche der Nebenmündung 80a wird durch „Aa“ angegeben, wie in 4 gezeigt wird. Die Strömungsdurchlassfläche „Aa“ der Nebenmündung 80a ist kleiner als eine Strömungsdurchlassfläche „Ac“ der Spaltbegrenzung 90.
Eine Strömungsdurchlassfläche „Ab1“ des Mündungseinlassabschnitts 81 ist größer als die Strömungsdurchlassfläche „Aa“ der Nebenmündung 80a. Die Strömungsdurchlassfläche „Ab1“ des Mündungseinlassabschnitts 81 ist derart definiert, dass diese das 1,5-fache oder mehr der Strömungsdurchlassfläche „Aa“ der Nebenmündung 80a beträgt.
Die Strömungsdurchlassfläche „Ab2“ des ringförmigen Spalts 83 wird erhalten, indem die Querschnittsfläche des distalen Endabschnitts 42a von der Querschnittsfläche des Stiftlochs 22a des Gehäuses subtrahiert wird. Die Strömungsdurchlassfläche „Ab2“ des ringförmigen Spalts 83 ist größer als die Strömungsdurchlassflächen „Aa“, „Ab1“ der Nebenmündung 80a und des Mündungseinlassabschnitts 81. Genauer gesagt beträgt die Strömungsdurchlassfläche „Ab2“ des ringförmigen Spalts 83 etwa das Dreifache der Strömungsdurchlassfläche „Ab1“ des Mündungseinlassabschnitts 81.
Die Strömungsdurchlassfläche „Ac“ der Spaltbegrenzung 90 ist durch einen Sitzdurchmesser „r“ der oberen Sitzoberfläche 27 und eine maximale Verschiebung „St“ des Steuerventilkörpers 60 definiert. $Ac = 2 π \times r \times St$
Die maximale Verschiebung „St“ ist ein Verschiebungsbetrag zum Bewegen des Steuerventilkörpers 60 von der oberen Sitzoberfläche 27 zu der unteren Sitzoberfläche 28. Das heißt, wenn der Steuerventilkörper 60 auf der unteren Sitzoberfläche 28 sitzt, entspricht eine Strömungsdurchlassfläche zwischen der oberen Oberfläche 61 und der oberen Sitzoberfläche 27 der Strömungsdurchlassfläche „Ac“ der Spaltbegrenzung 90. Die Strömungsdurchlassfläche „Ac“ der Spaltbegrenzung 90 ist größer als die Strömungsdurchlassfläche „Aa“ der Nebenmündung 80a und die Strömungsdurchlassfläche „Ab1“ des Mündungseinlassabschnitts 81. Genauer gesagt beträgt die Strömungsdurchlassfläche „Ac“ der Spaltbegrenzung 90 das Zweifache oder mehr der Strömungsdurchlassfläche „Aa“ der Nebenmündung 80a.
Die Strömungsdurchlassfläche der Hauptmündung 80a wird durch „Ad“ angegeben, wie in 5 gezeigt wird. Die Strömungsdurchlassfläche „Ad“ der Hauptmündung 70a ist kleiner als die Strömungsdurchlassfläche der Verbindungskopplungssektion 72 und die Strömungsdurchlassfläche der Hauptverbindungssektion 71. Außerdem ist die Strömungsdurchlassfläche „Ad“ der Hauptmündung 70a kleiner als die Strömungsdurchlassfläche „Aa“ der Nebenmündung 80a.
Genauer gesagt beträgt die Strömungsdurchlassfläche „Aa“ der Nebenmündung 80a das 1,5-fache oder mehr der Strömungsdurchlassfläche „Ad“ der Hauptmündung 70a. Im Ergebnis ist ein Verhältnis Ac / Aa (zum Beispiel 2,0) größer als ein Verhältnis Aa / Ad (zum Beispiel 1,5).
Bei der vorstehenden ersten Ausführungsform ist die Strömungsdurchlassfläche „Aa“ kleiner als die Strömungsdurchlassfläche „Ac“, wenn der Steuerventilkörper 60 geschlossen ist. Daher ist die Strömungsrate des Kraftstoffs, der aus der Steuerkammer 35 durch die Ventilkammer 36 zu der Niedrigdruckkammer 37 strömt, hauptsächlich durch die Nebenmündung 80a beschränkt.
Die 7A und 7B zeigen Vergleichsbeispiele, bei welchen die Strömungsdurchlassfläche der Nebenmündung 180a größer ist als die Strömungsdurchlassfläche der Spaltbegrenzung 190. Der Kraftstoff, welcher durch die Spaltbegrenzung 190 durchgetreten ist, strömt in den Niedrigdruckverbindungsdurchlass 180, ohne dass dieser durch die Nebenmündung 180a beschränkt ist. Daher neigt der Kraftstoffdruck zwischen der Spaltbegrenzung 190 und der Nebenmündung 180a dazu, weiter verringert zu werden als der Kraftstoffdruck in der Ventilkammer 36. In einem Fall, dass der Steuerventilkörper 60 radial verschoben wird, variiert die Strömungsrate des Kraftstoffs, der durch die Spaltbegrenzung 190 strömt, stark.
Genauer gesagt steigt die Kraftstoffströmungsrate verglichen mit einem Fall, bei welchem der Steuerventilkörper 60 in einer normalen Position vorliegt, wie in 7A gezeigt wird, wenn der Steuerventilkörper 60 in einer Richtung weg von dem Mündungseinlassabschnitt 181 verschoben wird. Dagegen steigt die Kraftstoffströmungsrate verglichen mit einem Fall, bei welchem der Steuerventilkörper 60 in einer normalen Position vorliegt, wie in 7B gezeigt wird, wenn der Steuerventilkörper 60 in einer Richtung nahe an dem Mündungseinlassabschnitt 181 verschoben wird.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist die Strömungsdurchlassfläche „Aa“ der Nebenmündung 80a kleiner als die Strömungsdurchlassfläche „Ac“ der Spaltbegrenzung 90, wie in den 4, 8A und 8B gezeigt wird. Daher wird der Kraftstoff, welcher durch die Spaltbegrenzung 90 durchgetreten ist, durch die Nebenmündung 80a darin eingeschränkt, in die Niedrigdruckkammer 37 zu strömen. Daher neigt der Kraftstoffdruck zwischen der Spaltbegrenzung 90 und der Nebenmündung 180a dazu, weiter verringert zu werden als der Kraftstoffdruck in der Ventilkammer 36.
Selbst wenn der Steuerventilkörper 60 radial verschoben wird, wie in den 8A und 8B gezeigt wird, variiert die Strömungsrate, die durch die Spaltbegrenzung 90 strömt, kaum. Daher kann eingeschränkt werden, dass die Kraftstoffeinspritzrate, die durch den Einspritzanschluss 38 eingespritzt wird, aufgrund einer Variation einer Öffnungsposition der Düse 50 fluktuiert.
Außerdem ist die Strömungsdurchlassfläche „Ac“ der Spaltbegrenzung 90 gemäß der ersten Ausführungsform ausreichend größer als die Strömungsdurchlassfläche „Aa“ der Nebenmündung 80a. Daher ist die Strömungsrate des Kraftstoffs, der aus der Steuerkammer 35 heraus in die Niedrigdruckkammer 37 strömt, weitgehend durch die Nebenmündung 80a beschränkt. Die Öffnungsposition der Düsennadel 50 variiert kaum.
Bei der ersten Ausführungsform ist die Strömungsrate des Kraftstoffs, der aus der Steuerkammer 35 zu der Ventilkammer 36 strömt, durch die Hauptmündung 70a beschränkt. Die Fluktuation einer Strömungsrate von Kraftstoff, der aus der Ventilkammer 36 zu der Niedrigdruckkammer 37 strömt, wirkt sich weniger auf den Druckabbau in der Steuerkammer 35 aus. Die Öffnungsposition der Düsennadel 50 variiert kaum.
Außerdem ist die Strömungsdurchlassfläche „Ad“ der Hauptmündung 70a gemäß der ersten Ausführungsform ausreichend kleiner als die Strömungsdurchlassfläche „Aa“ der Nebenmündung 80a. Gemäß dem vorstehenden Verhältnis der Strömungsdurchlassfläche erhält die Strömungsrate von Kraftstoff, der durch die Hauptmündung 70a strömt, weniger Einfluss von der Nebenmündung 80a, wie in 9 gezeigt wird. Die Strömungsrate des Kraftstoffs, der aus der Steuerkammer 35 in die Ventilkammer 36 strömt, fluktuiert weniger.
Die Form der Spaltbegrenzung 90 kann variieren. Zum Beispiel variiert die Form der Spaltbegrenzung 90, sodass die Strömungsdurchlassfläche „Ac“ ebenfalls variiert, wenn der Steuerventilkörper 60 entlang der Bodenoberfläche 36b radial verschoben wird.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist das Verhältnis Ac/Aa, welches variieren kann, größer als das Verhältnis Aa / Ad. Daher beeinflusst die Variation hinsichtlich der Strömungsrate eines Kraftstoffs, der durch die Spaltbegrenzung 90 und die Nebenmündung 80a strömt, nicht eine gesamte Kraftstoffströmung von der Steuerkammer 35 zu der Niedrigdruckkammer 37, selbst wenn die Strömungsdurchlassfläche „Ac“ der Spaltbegrenzung 90 variiert. Die Öffnungsposition der Düsennadel 50 variiert kaum.
Wenn die Spaltbegrenzung 90 vergrößert wird, wird die Belastung des Antriebsabschnitts 40 zum Antreiben des Steuerventilkörpers 60 erhöht. Insbesondere wird bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10, welche den Hochdruckkraftstoff einspritzt, die Belastung des Antriebsabschnitts 40 groß. Gemäß der ersten Ausführungsform ist das Verhältnis Aa/Ad kleiner definiert als das Verhältnis Ac/Aa und ein Unterschied zwischen den Strömungsdurchlassflächen „Aa“ und „Ad“ ist begrenzt. Somit ist die Vergrößerung der Strömungsdurchlassfläche „Ac“ der Spaltbegrenzung 90 beschränkt. Gemäß dem Vorstehenden kann vermieden werden, dass die Belastung des Antriebsabschnitts 40 erhöht wird.
Wenn die Strömungsdurchlassflächen „Aa“ und „Ad“ sichergestellt sind, wird die Strömungsrate des Kraftstoffs, der aus der Steuerkammer 35 heraus in die Niedrigdruckkammer 37 strömt, erhöht. Im Ergebnis wird die Ansprechempfindlichkeit der Düsennadel 50 in Hinblick auf den Steuerventilkörper 60 weiter verbessert.
Wenn der Steuerventilkörper 60 geöffnet ist, sitzt der Steuerventilkörper 60 auf der unteren Sitzoberfläche 28. Daher wird die Position des Steuerventilkörpers 60 in einer Antriebsrichtung des Antriebsabschnitts 40 stabil. Es tritt keine Verschiebung des Steuerventilkörpers 60 in der axialen Richtung auf. Im Ergebnis wird die Fluktuation in der Strömungsdurchlassfläche „Ac“ der Spaltbegrenzung 90 verringert und die Verschiebung der Düsennadel 50 wird stabil.
Bei der ersten Ausführungsform entspricht der Ventilkörper 20 einem „Körper“, die obere Sitzoberfläche 27 entspricht einer „Ausströmsitzoberfläche“, die untere Sitzoberfläche 28 entspricht einer „gegenüberstehenden Sitzoberfläche“, die Niedrigdruckkammer 37 entspricht einer „Niedrigdruckseite“ und die Düsennadel 50 entspricht einem „Ventilbauteil“. Die obere Sitzoberfläche 61 entspricht einer „Sitzoberfläche“, der Steuerverbindungsdurchlass 70 entspricht einem „Verbindungsdurchlass“, die Hauptmündung 70a entspricht einer „Verbindungsmündung“, der Niedrigdruckverbindungsdurchlass 80 entspricht einem „Ausströmdurchlass“ und die Nebenmündung 80a entspricht einer „Ausströmmündung“.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform, die in 10 gezeigt wird, ist eine Modifikation der ersten Ausführungsform. Ein Steuerventilkörper 260 weist einen Aussparungsabschnitt 264 auf. Der Aussparungsabschnitt 264 ist um die obere Oberfläche 61 herum ausgebildet. Der Aussparungsabschnitt 264 schneidet den halbkugelförmigen Abschnitt 260b und reduziert einen Außendurchmesser des halbkugelförmigen Abschnitts 260b, so wie durch eine Strich-Zweipunktlinie gezeigt wird. Der Aussparungsabschnitt 264 ist auf der oberen Oberfläche 61 ausgebildet. Eine Begrenzungslänge „Lo“ der Spaltbegrenzung 90 ist kürzer als in einem Fall, bei welchem kein Aussparungsabschnitt vorgesehen ist.
Gemäß der zweiten Ausführungsform können die gleichen Vorteile wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden. Es wird eingeschränkt, dass die Strömungsrate von Kraftstoff, der aus dem Einspritzanschluss 38 eingespritzt wird, variiert. Die Begrenzungslänge „Lo“ der Spaltbegrenzung 90 ist durch den Aussparungsabschnitt 264 kurz hergestellt. Die Kraftstoffströmungsrate verändert sich weniger, selbst falls die Form der Spaltbegrenzung 90 variiert. Selbst wenn der Steuerventilkörper 260 radial verschoben wird, verändert sich die Kraftstoffströmungsrate weniger.
Andere Ausführungsformen
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung vorstehend beschrieben worden sind, sollte die vorliegende Offenbarung nicht dahingehend ausgelegt werden, dass diese auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern kann auf verschiedene Ausführungsformen und Kombinationen angewendet werden, ohne sich von dem Grundgedanken der vorliegenden Offenbarung zu entfernen.
Bei der vorstehenden Ausführungsform ist definiert, dass Ac/Aa > Aa/Ad. Allerdings kann sich jede der Strömungsdurchlassflächen „Aa“, „Ac“, „Ad“ geeignet verändern, solange Ac > Aa erfüllt ist.
Bei den vorstehenden Ausführungsformen ist die Strömungsdurchlassfläche der Spaltbegrenzung größer als die Strömungsdurchlassfläche der Nebenmündung, wenn der Steuerventilkörper auf der unteren Sitzoberfläche sitzt. Allerdings kann der Steuerventilkörper auch nicht auf der unteren Sitzoberfläche sitzen. In einem Fall, dass der Steuerventilkörper normalerweise nicht mit der unteren Sitzoberfläche in Kontakt steht, kann die Strömungsdurchlassfläche der Nebenmündung kleiner eingestellt sein als die Strömungsdurchlassfläche der Spaltbegrenzung, wenn der Steuerventilkörper an einer mittleren Position positioniert ist.
Bei den vorstehenden Ausführungsformen weist die Hauptmündung einen kleineren Durchmesser auf als die Nebenmündung. Allerdings kann die Hauptmündung den gleichen Durchmesser aufweisen wie die Nebenmündung. Alternativ kann die Hauptmündung einen größeren Durchmesser aufweisen als die Nebenmündung.
Bei den vorstehenden Ausführungsformen sind der Steuerverbindungsdurchlass 70 und der Niedrigdruckverbindungsdurchlass 80 in Hinblick auf die Mittelachse des Steuerventilkörpers 60 auf der gleichen Seite angeordnet. Allerdings können der Steuerverbindungsdurchlass 70 und der Niedrigdruckverbindungsdurchlass 80 in Hinblick auf die Mittelachse des Steuerkörpers 60 auf einer gegenüberliegenden Seite angeordnet sein.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird ein piezoelektrischer Aktuator als der Antriebsabschnitt eingesetzt. Allerdings kann ein anderer Aktuator als der Antriebsabschnitt eingesetzt werden.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann einen Kraftstoff einspritzen, welcher ein anderer ist als Leichtöl, zum Beispiel verflüssigtes Gas wie beispielsweise Dimethylether.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5110321 [0002]

Claims

Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen eines Kraftstoffs aus einem Einspritzanschluss (38), aufweisend: einen Körper (20), der den Einspritzanschluss, eine Steuerkammer (35), die mit dem Kraftstoff gefüllt ist, eine Ventilkammer (36), die mit der Steuerkammer in Verbindung steht, und einen Ausströmdurchlass (80) zum Abführen des Kraftstoffs in der Ventilkammer in eine Niedrigdruckseite definiert; ein Ventilbauteil (50), welches durch eine Variation hinsichtlich des Kraftstoffdrucks in der Steuerkammer verschoben ist, um den Einspritzanschluss zu öffnen/schließen; einen Steuerventilkörper (60, 260), der auf eine derartige Weise in der Ventilkammer untergebracht ist, dass dieser dazu in der Lage ist, die Ventilkammer und die Niedrigdruckseite zu trennen, indem dieser auf einer Ausströmsitzoberfläche (27) sitzt, die auf einer Trennwand (36a) ausgebildet ist, welche die Ventilkammer definiert; und einen Antriebsabschnitt (40), der den Steuerventilkörper auf eine derartige Weise antreibt, dass der Steuerventilkörper auf der Ausströmsitzoberfläche sitzt oder sich weg von der Ausströmsitzoberfläche bewegt, wobei der Steuerventilkörper eine Spaltbegrenzung (90) auf der Ausströmsitzoberfläche definiert, wenn die Ventilkammer durch den Ausströmdurchlass mit der Niedrigdruckseite in Verbindung steht; der Ausströmdurchlass eine Ausströmmündung (80a) aufweist, welche eine Strömungsrate des Kraftstoffs beschränkt, der aus der Ventilkammer in die Niedrigdruckseite strömt, und die Ausströmmündung eine Strömungsdurchlassfläche (Aa) aufweist, welche kleiner ist als eine Strömungsdurchlassfläche (Ac) der Spaltbegrenzung.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Strömungsdurchlassfläche der Spaltbegrenzung das Zweifache oder mehr der Strömungsdurchlassfläche der Ausströmmündung beträgt.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Körper einen Verbindungsdurchlass (70) definiert, welcher die Steuerkammer und die Ventilkammer fluidmäßig verbindet, und der Verbindungsdurchlass eine Verbindungsmündung (70a) aufweist, deren Strömungsdurchlassfläche (Ad) kleiner ist als die Strömungsdurchlassfläche (Aa) der Ausströmmündung.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Strömungsdurchlassfläche der Ausströmmündung das 1,5-fache oder mehr der Strömungsdurchlassfläche der Verbindungsmündung beträgt.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei ein Strömungsdurchlassflächenverhältnis zwischen der Ausströmmündung und der Spaltbegrenzung größer ist als ein Strömungsdurchlassflächenverhältnis zwischen der Verbindungsmündung und der Ausströmmündung.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Steuerventilkörper eine ringförmige Sitzoberfläche, welche auf der Ausströmsitzoberfläche sitzt, und einen Aussparungsabschnitt (264) aufweist.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Trennwand eine gegenüberstehende Sitzoberfläche (28) aufweist, auf welcher der Steuerventilkörper sitzt, und die Strömungsdurchlassfläche der Spaltbegrenzung eine Strömungsdurchlassfläche ist, die zwischen dem Steuerventilkörper und der Ausströmsitzoberfläche definiert ist.