DE112009005085T5 - Kraftstoffeinspritzventil - Google Patents

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Toshikuni Kurokawa
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    • F02M61/1853—Orifice plates
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Abstract

Ein Kraftstoffeinspritzventil (1) hat einen Düsenkörper (2) mit Düsenlöchern (3) in seinem vorderen Abschnitt (2a), wobei in den Düsenkörper (2) zugeführter Kraftstoff von den Düsenlöchern (3) eingespritzt wird, wobei das Kraftstoffeinspritzventil Folgendes aufweist: ein erstes Verwirbelungselement (13) zum Verwirbeln eines Teils des Kraftstoffs in dem Düsenkörper, um eine erste Verwirbelungsströmung (F1) zu erzeugen; und ein zweites Verwirbelungselement (14) zum Verwirbeln zumindest eines Teils des restlichen Kraftstoffs, der in dem Düsenkörper verblieben ist, um eine zweite Verwirbelungsströmung (F2) zu erzeugen, wobei das erste Verwirbelungselement (13) und das zweite Verwirbelungselement (14) derart in dem Düsenkörper (2) montiert sind, dass sich die erste Verwirbelungsströmung (F1) gesehen in einer Richtung einer Mittellinie (CL2) des Düsenlochs (3) an einer Seite einer Einlassöffnung (3a) des Düsenlochs (3) befindet, während sich die zweite Verwirbelungsströmung (F2) an der anderen Seite der Einlassöffnung (3a) des Düsenlochs (3) befindet, und wobei die erste Verwirbelungsströmung (F1) und die zweite Verwirbelungsströmung (F2) als zueinander entgegengesetzte Strömungen ausgebildet sind, die einander an gegenüberliegenden Seiten des Düsenlochs (3) passieren.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil, das an einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist und Kraftstoff in einen Zylinder oder eine Einlassöffnung zuführt.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Es ist ein Kraftstoffeinspritzventil bekannt, welches an einem vorderen Abschnitt eines Düsenkörpers eine Vielzahl von Düsenlöchern hat, von denen jeweils Kraftstoff eingespritzt wird. Unter solchen Kraftstoffeinspritzventilen ist ein Kraftstoffeinspritzventil bekannt, welches eine Strömungsgeschwindigkeit eines in einen Einlass des Düsenlochs einströmenden Kraftstoffs erhöht, um die Kraftstoffzerstäubung zu fördern, indem der Kraftstoff in dem Düsenkörper verwirbelt wird, um die Strömung des in den Einlass strömenden Kraftstoffs zu verbessern (siehe Patentdruckschrift 1). Außerdem sind die Patentdruckschriften 2 bis 4 Stand der Technik mit Bezug auf die vorliegende Erfindung.
  • Liste der zitierten Patentdruckschriften
    • Patentdruckschrift 1: JP-A-2002-054532
    • Patentdruckschrift 2: JP-A-2005-048604
    • Patentdruckschrift 3: JP-A-2002-349393
    • Patentdruckschrift 4: JP-A-2004-176690
    • Patentdruckschrift 5: JP-A-10-184489
    • Patentdruckschrift 6: JP-A-2005-188336
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Als eine Art, das Zerstäuben von von Kraftstoffeinspritzventilen eingespritztem Kraftstoff zu fördern, gibt es eine Art, gemäß der der Kraftstoff in eine dünne Schicht gebracht wird und von dem Düsenloch eingespritzt wird. Das Kraftstoffeinspritzventil gemäß der Patentdruckschrift 1 fördert das Zerstäuben des Kraftstoffs, indem die Strömungsgeschwindigkeit des in den Einlass des Düsenlochs strömenden Kraftstoffs erhöht wird. Somit zieht das Kraftstoffeinspritzventil von Patentdruckschrift 1 nicht in Betracht, den Kraftstoff in dem Düsenloch als eine dünne Schicht auszubilden.
  • In Hinsicht auf das vorstehend Erwähnte ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzventil bereitzustellen, das in der Lage ist, das Zerstäuben von Kraftstoff zu fördern, indem der von dem Düsenloch eigespritzte Kraftstoff dünner gemacht wird.
  • Lösung des Problems
  • Ein Kraftstoffeinspritzventil der vorliegenden Erfindung hat einen Düsenkörper mit zumindest einem Düsenloch in seinem vorderen Abschnitt, wobei in den Düsenkörper geführter Kraftstoff von dem Düsenloch eingespritzt wird, wobei das Kraftstoffeinspritzventil Folgendes aufweist: eine erste Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung zum Verwirbeln eines Teils des Kraftstoffs in dem Düsenkörper, um eine erste Verwirbelungsströmung zu erzeugen, und eine zweite Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung zum Verwirbeln zumindest eines Teils des übrigen Kraftstoffs, der in dem Düsenkörper verblieben ist, um eine zweite Verwirbelungsströmung zu erzeugen, wobei die erste Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung und die zweite Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung derart in dem Düsenkörper montiert sind, dass sich die erste Verwirbelungsströmung gesehen in einer Richtung einer Mittellinie des Düsenlochs an einer Seite einer Einlassöffnung des Düsenlochs befindet, während sich die zweite Verwirbelungsströmung an der anderen Seite der Einlassöffnung des Düsenlochs befindet, und wobei die erste Verwirbelungsströmung und die zweite Verwirbelungsströmung als zueinander entgegengesetzte Strömungen ausgebildet sind, die einander an gegenüberliegenden Seiten des Düsenlochs passieren.
  • Gemäß dem Kraftstoffeinspritzventil der vorliegenden Erfindung passieren die erste Verwirbelungsströmung, die an einer Seite einer Einlassöffnung des Düsenlochs erzeugt wird, und die zweite Verwirbelungsströmung, die an der anderen Seite der Einlassöffnung des Düsenlochs erzeugt wird, einander an gegenüberliegenden Seiten des Düsenlochs. Dadurch ist es möglich, den in das Düsenloch strömenden Kraftstoff durch die zwei Verwirbelungsströmungen in einer vorbestimmten Richtung zu verwirbeln. Da zu diesem Zeitpunkt jede der Verwirbelungsströmungen den in das Düsenloch einströmenden Kraftstoff in der gleichen Richtung verwirbelt, ist es möglich, die starke Verwirbelungsströmung in dem Düsenloch zu erzeugen. Da es dadurch möglich ist, auf den Kraftstoff in dem Düsenloch eine starke Zentrifugalkraft aufzubringen, ist es möglich, den Kraftstoff durch die Zentrifugalkraft an eine Innenumfangsflächenseite des Düsenlochs wandern zu lassen, während er sich zu der stromabwertigen Seite bewegt. Dementsprechend ist es möglich, das Dünnermachen des Kraftstoffs in dem Düsenloch zu fördern. Ferner ist es möglich, das Zerstäuben des von dem Düsenloch eingespritzten Kraftstoffs zu fördern.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzventils der vorliegenden Erfindung, bei dem der vordere Abschnitt derart mit einer Vielzahl von Düsenlöchern versehen sein kann, dass die Vielzahl von Düsenlöchern konzyklisch ausgerichtet sind, kann die erste Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung so vorgesehen sein, dass die erste Verwirbelungsströmung an einer Stelle erzeugt wird, die näher an einer Mittenseite als eine Stelle der Vielzahl von Düsenlöchern liegt, während sie in einer vorbestimmten Verwirbelungsrichtung verwirbelt, und die zweite Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung kann derart vorgesehen sein, dass sich die zweite Verwirbelungsströmung in einer gleichen Richtung wie die erste Verwirbelungsströmung bewegt, während das Verwirbeln in einer zu der vorbestimmten Verwirbelungsrichtung entgegengesetzten Richtung stattfindet und an einer Stelle erzeugt wird, die näher an einer Außenumfangsseite als eine Stelle der Vielzahl von Düsenlöchern liegt. In diesem Fall ist es möglich, den in die Vielzahl von Düsenlöchern strömenden Kraftstoff durch die erste Verwirbelungsströmung und die zweite Verwirbelungsströmung zu verwirbeln. Da die Anzahl von in dem Düsenkörper unterzubringenden Teilen verringert werden kann, ist es möglich, das Kraftstoffeinspritzventil zu verkleinern.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzventils der vorliegenden Erfindung kann dieses ferner eine Trennwand aufweisen, die ein Inneres des Düsenkörpers in einen ersten Kraftstoffdurchlass und einen zweiten Kraftstoffdurchlass trennt, so dass diese an der Einlassöffnung des Düsenlochs zusammengeführt werden, wobei die erste Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung in dem ersten Kraftstoffdurchlass angeordnet sein kann und die zweite Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung in dem zweiten Kraftstoffdurchlass angeordnet sein kann. In diesem Fall ist es möglich, eine Störung zwischen den Verwirbelungsströmen zu verhindern, während die Verwirbelungsströmungen die Kraftstoffdurchlässe passieren. Dadurch ist es möglich, die erste Verwirbelungsströmung und die zweite Verwirbelungsströmung stärker zu machen. Da es dementsprechend möglich ist, die in dem Düsenloch erzeugte Verwirbelungsströmung stärker zu machen, kann das Dünnermachen des Kraftstoffs weiter gefördert werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzventils der vorliegenden Erfindung, bei dem der vordere Abschnitt mit einer Vielzahl von Düsenlöchern versehen sein kann, kann ein Teil der Düsenlöcher an einem ersten Umfang angeordnet sein, um eine erste Gruppe von Düsenlöchern zu bilden, während verbleibende Düsenlöcher an einem zu dem ersten Umfang koaxialen zweiten Umfang angeordnet sein können und eine zweite Gruppe von Düsenlöchern an einer Außenseite der ersten Gruppe von Düsenlöchern bilden können, wobei die erste Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung so angeordnet sein kann, dass sie die erste Verwirbelungsströmung an einer Mittenseite der ersten Gruppe der Düsenlöcher erzeugt, indem ein erster Kraftstoff als ein Teil des in den Düsenkörper eingebrachten Kraftstoffs in einer vorbestimmten Verwirbelungsrichtung verwirbelt wird, und die zweite Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung kann so angeordnet sein, dass sie die zweite Verwirbelungsströmung erzeugt, die sich in der gleichen Richtung wie die erste Verwirbelungsströmung an einer weiter außen liegenden Umfangsseite als die der ersten Gruppe von Düsenlöchern und an einer Stelle näher an der Mittenseite als die zweite Gruppe von Düsenlöchern bewegt, indem ein zweiter Kraftstoff als ein Teil des verbleibenden Kraftstoffs in dem Düsenkörper in einer zu der vorbestimmten Verwirbelungsrichtung entgegengesetzten Richtung verwirbelt wird, wobei das Kraftstoffeinspritzventil ferner Folgendes aufweisen kann: eine dritte Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung zum Verwirbeln in der vorbestimmten Verwirbelungsrichtung des verbleibenden Kraftstoffs des in den Düsenkörper eingebrachten Kraftstoffs mit Ausnahme des ersten Kraftstoffs und des zweiten Kraftstoffs, um an einer Außenseite der zweiten Verwirbelungsströmung eine dritte Verwirbelungsströmung zu erzeugen, die sich in der gleichen Richtung wie die erste Verwirbelungsströmung bewegt; eine erste Trennwand zum Trennen des Inneren des Düsenkörpers in einen ersten Kraftstoffdurchlass, an dem die erste Verwirbelungsströmung erzeugt wird, und in einen verbleibenden Raum; und eine zweite Trennwand zum Trennen des verbleibenden Raums in dem Düsenkörper in einen zweiten Kraftstoffdurchlass, in welchem die zweite Verwirbelungsströmung erzeugt wird, und in einen dritten Kraftstoffdurchlass, in welchem die dritte Verwirbelungsströmung erzeugt wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, den in die Düsenlöcher der ersten Gruppe von Düsenlöchern einströmenden Kraftstoff durch die erste Verwirbelungsströmung und die zweite Verwirbelungsströmung zu verwirbeln. Es ist zudem möglich, den in die Düsenlöcher der zweiten Gruppe von Düsenlöchern einströmenden Kraftstoff durch die zweite Verwirbelungsströmung und die dritte Verwirbelungsströmung zu verwirbeln. Da es dadurch möglich ist, die Verwirbelungsströmung in jedem Düsenloch zu erzeugen, ist es möglich, das Dünnermachen des Kraftstoffs in jedem Düsenloch zu fördern. Da ferner in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Vielzahl der an dem vorderen Abschnitt des Düsenkörpers vorgesehenen Düsenlöcher in die erste Gruppe von Düsenlöchern und die zweite Gruppe von Düsenlöchern aufgeteilt sind, kann verglichen mit einem Fall, in dem alle Düsenlöcher an einem Umfang angeordnet sind, der Abstand zwischen den Düsenlöchern vergrößert werden. Dadurch ist es möglich, die Kollision des von dem Düsenloch eingespritzten Kraftstoffs mit dem dazu benachbarten Kraftstoff zu unterdrücken, Dementsprechend kann das Zerstäuben des Kraftstoffs gefördert werden, während durch Vergrößern der Anzahl der Düsenlöcher die Menge des Kraftstoffs erhöht wird, der einmal eingespritzt werden kann.
  • Ein Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzventils der vorliegenden Erfindung, welches durch die Trennwand in eine Vielzahl von Kraftstoffdurchlässen in dem Düsenkörper aufgeteilt ist, kann ferner aufweisen: ein Ventilelement, um den Kraftstoff durch Anheben des Ventilelements von einem Zustand, in dem das Ventilelement mit einem an dem Düsenkörper ausgebildeten Ventilsitz in Kontakt ist, in den Düsenkörper zu führen, wobei das Ventilelement an einer stromaufwärtigen Seite des Düsenkörpers vorgesehen ist, und eine Strömungsdurchlassflächenänderungsvorrichtung zum Ändern der Strömungsdurchlassfläche zumindest des ersten Kraftstoffdurchlasses und/oder des zweiten Kraftstoffdurchlasses in Abhängigkeit von dem Hubbetrag des Ventilelements. Ferner kann in diesem Ausführungsbeispiel die Strömungsdurchlassflächenänderungsvorrichtung die Strömungsdurchlassfläche zumindest des ersten Kraftstoffdurchlasses und/oder des zweiten Kraftstoffdurchlasses mit einer Erhöhung des Hubbetrags des Ventilelements vergrößern. Die Menge des in den Düsenkörper strömenden Kraftstoffs ist nach dem Anheben des Ventilelements von dem Ventilsitz ein bisschen zu wenig. Da in dem Kraftstoffeinspritzventil des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Strömungsdurchlassfläche des Kraftstoffdurchlasses in einem solchen Fall verringert ist, ist es möglich, die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs zu erhöhen und die starke Verwirbelungsströmung zu erzeugen. Im Übrigen wird die Menge des in den Düsenkörper strömenden Kraftstoffs mit zunehmendem Hubbetrag des Ventilelements vergrößert. Da in dem Kraftstoffeinspritzventil des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Strömungsdurchlassfläche des Kraftstoffdurchlasses in einem solchen Fall vergrößert wird, ist es nötig, den Druckverlust des Kraftstoffdurchlasses zu verringern. Da es dadurch möglich ist, zu verhindern, dass die Kraftstoffströmungsgeschwindigkeit unnötig abnimmt, kann die starke Verwirbelungsströmung erzeugt werden. Da in dem Kraftstoffeinspritzventil des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Strömungsdurchlassfläche gemäß der Menge des in den Düsenkörper strömenden Kraftstoffs auf diese Weise geändert wird, ist es möglich, die starke Verwirbelungsströmung einer beliebigen Kraftstoffmenge zu erzeugen. Dadurch kann das Dünnermachen des Kraftstoffs gefördert werden, indem die starke Verwirbelungsströmung in dem Düsenloch erzeugt wird.
  • Ferner kann der erste Kraftstoffdurchlass zylindrisch ausgebildet sein und an dem ersten Kraftstoffdurchlass kann als die Strömungsdurchlassflächenänderungsvorrichtung ein erstes Spiralzahnrad vorgesehen sein, wobei das erste Spiralzahnrad koaxial zu dem ersten Kraftstoffdurchlass vorgesehen und um eine Achse des ersten Kraftstoffdurchlasses drehbar ist, und als die erste Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung kann ein zweites Spiralzahnrad vorgesehen sein, wobei das zweite Spiralzahnrad koaxial zu und überlappend mit dem ersten Spiralzahnrad vorgesehen ist, das in dem ersten Kraftstoffdurchlass zu befestigen ist, wobei das zweite Spiralzahnrad die gleiche Form wie das erste Spiralzahnrad hat, wobei das Kraftstoffeinspritzventil ferner einen Bewegungsumwandlungsmechanismus hat, der eine lineare Bewegung des Ventilelements in eine Rotationsbewegung des ersten Spiralzahnrads umwandelt. In diesem Fall ist es durch Einstellen einer Überlappung zwischen den Zähnen des ersten Spiralzahnrads und den Zähnen des zweiten Spiralzahnrads durch Drehen des ersten Spiralzahnrads möglich, die Strömungsdurchlassfläche des Kraftstoffdurchlasses zu ändern. Da das Ventilelement und das erste Spiralzahnrad Ineinander eingreifen können, ist es möglich, das erste Spiralzahnrad gemäß dem Hubbetrag des Ventilelements zu drehen. Dadurch ist es möglich, die Strömungsdurchlassfläche des Kraftstoffdurchlasses gemäß dem Hubbetrag des Ventilelements zu ändern.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Kraftstoffeinspritzventil der vorliegenden Erfindung durch die Trennwand in eine Vielzahl von Kraftstoffdurchlässen in dem Düsenkörper aufgeteilt, wobei jeder Kraftstoffdurchlass zylindrisch ausgebildet sein kann, und jede der Kraftstoffverwirbelungsvorrichtungen kann derart in dem Düsenkörper angeordnet sein, dass Werte gleich zueinander gemacht werden, wobei jeder der Werte erhalten wird, indem ein Radius des Kraftstoffdurchlasses, an dem die erzeugte Verwirbelungsströmung strömt, durch einen Abstand von der Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung geteilt wird, die die Verwirbelungsströmung an dem Düsenloch erzeugt. Die Verwirbelungsströmung wird durch eine zwischen einer den Kraftstoffdurchlass bildenden Fläche und der Verwirbelungsströmung erzeugten Reibung verlangsamt. Es wird angenommen, dass der Reibungsverlust proportional zu einem Abstand zu der Stelle ist, an der die Verwirbelungsströmung verwirbelt wird (der im weiteren Verlauf als ein Verwirbelungsabstand bezeichnet ist). Der Verwirbelungsabstand kann berechnet, indem die Anzahl von Malen, mit denen die Verwirbelungsströmung von der Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung zu der Einlassöffnung des Düsenlochs verwirbelt wird (die im weiteren Verlauf als Verwirbelungsmale bezeichnet sind) durch die Länge des Außenumfangs des Kraftstoffdurchlasses multipliziert wird. Die Länge des Außenumfangs des Kraftstoffdurchlasses ist proportional zu dem Radius des Kraftstoffdurchlasses (der im weiteren Verlauf als ein Verwirbelungsradius bezeichnet ist). Es wird angenommen, dass die Verwirbelungsmale proportional zu einem Wert ist, der ein Wert ist, der erhalten wird, indem eine Geschwindigkeit der Verwirbelungsströmung in der Richtung der Mittellinie des Kraftstoffdurchlasses durch den Abstand von der Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung zu der Einlassöffnung des Düsenlochs geteilt wird (die im weiteren Verlauf als eine Verwirbelungsabschnittslänge bezeichnet ist). Unter der Annnahme, dass die Geschwindigkeiten in der Verwirbelungsströmungen in jedem Kraftstoffdurchlass in der Richtung der Mittellinie gleich gemacht sind, wird dabei berücksichtigt, dass der Verwirbelungsabstand proportional zu einem Wert ist, der ein Wert ist, der erhalten wird, indem der Verwirbelungsradius durch die Verwirbelungsabschnittslänge geteilt wird. Da in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jede Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung so angeordnet ist, dass die Werte, die Werte sind, die erhalten werden, indem der Verwirbelungsradius durch die Verwirbelungsabschnittslänge einer jeden Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung geteilt werden, gleich zueinander gemacht sind, ist es möglich, den Reibungsverlust einer jeden Verwirbelungsströmung nahezu gleich zueinander zu machen. Da es in diesem Fall möglich ist, die Stärke des sich an der einen Seite des Düsenlochs befindlichen Verwirbelungsströmung und die Stärke der sich an der anderen Seite des Düsenlochs befindlichen Verwirbelungsströmung auszugleichen, ist es möglich, die Kraftstoffströmungen in die Düsenlöcher zu unterdrücken, während sich der Kraftstoff in Richtung der einen Seite oder der anderen Seite bewegt. Da dadurch der Kraftstoff an der stromaufwärtigen Seite der Einlassöffnung des Düsenlochs koaxial zu dem Düsenloch gedreht werden kann, ist es möglich, die starke Verwirbelungsströmung in dem Düsenloch zu erzeugen. Dementsprechend kann das Dünnermachen des Kraftstoffs weiter gefördert werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzventils der vorliegenden Erfindung, welches durch die Trennwand in eine Vielzahl von Kraftstoffdurchlässen in dem Düsenkörper getrennt ist, kann eine Reibungsverringerungsvorrichtung aufweisen, die zumindest an einer Innenumfangsfläche des Düsenkörpers und/oder einer Fläche der in dem Düsenkörper angeordneten Trennwand vorgesehen ist, um die Reibung zwischen diesen Flächen und dem Kraftstoff zu verringern. Da es In diesem Fall möglich ist, eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der Verwirbelungsströmung durch den Reibungsverlust zu unterdrücken, kann ein unnötiger Verlust der kinetischen Energie der Verwirbelungsströmung unterdrück werden, wenn die Verwirbelungsströmung den Kraftstoffdurchlass passiert. Da es dadurch möglich ist, die starke Verwirbelungsströmung um die Einlassöffnung des Düsenlochs herumzuführen, ist es möglich, die starke Verwirbelungsströmung in dem Düsenloch zu erzeugen. Dementsprechend kann das Dünnermachen des Kraftstoffs gefördert werden.
  • In diesem Ausführungsbeispiel kann die Reibungsverringerungsvorrichtung eine Vielzahl von Walzen aufweisen, die so angeordnet sind, dass sie in der Lage sind, sich in einer Richtung zu drehen, in der der Kraftstoff verwirbelt wird. Wie dies wohl bekannt ist, ist die Reibungskraft der Walzenreibung zu dem Zeitpunkt, zu dem die Walzen durch den Kraftstoff gedreht werden, kleiner als die Reibungskraft der Gleitreibung, die zwischen einer Fläche und dem Kraftstoff erzeugt wird. Dadurch ist es durch Bereitstellen der Walzen an der Innenumfangsfläche des Düsenkörpers und der Fläche der Trennwand möglich, die Reibung zu verringern, die zwischen dem Kraftstoff und den Flächen erzeugt wird.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzventils der vorliegenden Erfindung, welches durch die Trennwand in eine Vielzahl von Kraftstoffdurchlässen in dem Düsenkörper getrennt ist, kann die Trennwand in dem Düsenkörper einen konischen Abschnitt haben, der zu der Außenumfangsseite schräggestellt ist, und der an einem Endabschnitt einer stromabwärtigen Seite der Strömung des Kraftstoffs vorgesehen ist, der vordere Abschnitt des Düsenkörpers kann mit einer schräggestellten Fläche versehen sein, die derart schräggestellt ist, dass sie senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung des konischen Abschnitts verläuft, und das Düsenloch kann an der schräggestellten Fläche angeordnet sein. Da das Düsenloch in diesem Fall an der schräggestellten Fläche des vorderen Abschnitts angeordnet ist, ist es möglich, den Kraftstoff mit Bezug auf die Mittellinie des Düsenkörpers schräg zu der Außenumfangsseite einzuspritzen. Dadurch ist es möglich, zu unterdrücken, dass der von dem Düsenloch eingespritzte Kraftstoff gegen den Kraftstoff prallt, der von dem benachbarten Düsenloch eingespritzt wird. Dementsprechend ist es möglich, die Anzahl der Düsenlöcher zu erhöhen, die an dem vorderen Abschnitt ausgebildet werden können. Der an der Trennwand angeordnete konische Abschnitt ist so ausgebildet, dass eine Erstreckungsrichtung des konischen Abschnitts senkrecht zu der schräggestellten Fläche verläuft. Dadurch bewegt sich die Verwirbelungsströmung in einer mit Bezug auf die schräggestellte Fläche senkrecht verlaufenden Richtung. In diesem Fall ist es möglich, dass die schräggestellte Fläche jeder in jedem Kraftstoffdurchlass erzeugten Verwirbelungsströmung gegenüber liegt. Dadurch wird der in die Düsenlöcher strömende Kraftstoff durch die Verwirbelungsströmungen verwirbelt. Dementsprechend ist es möglich, die Verwirbelungsströmung in dem Düsenloch zu erzeugen. Gemäß dem Kraftstoffeinspritzventil der vorliegenden Erfindung kann das Dünnermachen des Kraftstoffs gefördert werden, während die Menge des Kraftstoffs, die auf einmal eingespritzt werden kann, erhöht wird, indem die Anzahl der Düsenlöcher erhöht wird.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzventils der vorliegenden Erfindung kann ein Spiralzahnrad, das mit Bezug auf eine Mittellinie schräggestellte Zähne hat, so vorgesehen sein, dass es als zumindest eine von der ersten Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung und der zweiten Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung dient. Wie dies wohl bekannt ist, gibt es das Spiralzahnrad im Handel als ein Standardprodukt. Dadurch ist es durch Verwendung des als die Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung dienenden Spiralzahnrads möglich, die Kosten zu verringern.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzventils der vorliegenden Erfindung können eine Vielzahl von Spiralzahnrädern, die jeweils Zähne haben, die mit Bezug auf die Mittellinie bei voneinander verschiedenen Schrägstellungswinkeln schräggestellt sind, als zumindest die erste Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung und/oder die zweite Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung vorgesehen sein und die Vielzahl von Spiralzahnrädern können derart gestapelt sein, dass der Schrägstellungswinkel umso größer wird, je weiter sich das Spiralzahnrad an der stromabwärtigen Seite befindet. Durch Anordnen der Spiralzahnräder derart, dass der Schrägstellungswinkel umso größer wird, je weiter sich das Spiralzahnrad an der stromabwärtigen Seite befindet, ist es möglich, die Kraftstoffströmungsrichtung sanft auf die Umfangsrichtung zu ändern, und zwar verglichen mit einem Fall, in dem die Kraftstoffströmungsrichtung lediglich durch ein Spiralzahnrad geändert wird. Dadurch ist es möglich, den Kraftstoff zu verwirbeln, während eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit unterdrückt wird.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzventils der vorliegenden Erfindung kann ein Einschnittabschnitt, der in einer Radialrichtung auswärts ausgehöhlt ist, an einer Innenumfangsfläche des Düsenlochs und entlang der Mittellinie des Düsenlochs ausgebildet sein. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel strömt ein Teil des Kraftstoffs des in dem Düsenloch erzeugten Verwirbelungsstroms in den Einschnittabschnitt und in dem Einschnittabschnitt wird ein Wirbel erzeugt. Wenn der Wirbel in dem Einschnittabschnitt erzeugt wird, wird ein Druck in dem Einschnittabschnitt niedriger als ein Druck in dem Düsenloch. Dadurch ist es möglich, eine Ansaugleistung zu erzeugen, die den Kraftstoff der Verwirbelungsströmung in dem Düsenloch in den Einschnittabschnitt saugt. Folglich ist es möglich, den Kraftstoff durch die Zentrifugalkraft und die Ansaugleistung zu der Innenumfangsfläche wandern zu lassen. Dementsprechend kann das Dünnermachen des Kraftstoffs weiter gefördert werden.
  • In diesem Ausführungsbeispiel kann eine Querschnittsform des Einschnittabschnitts die eines Kreises sein. In diesem Fall ist es möglich, den Kraftstoff sanft in dem Einschnittabschnitt zu verwirbeln. Dadurch kann die Ansaugleistung stark werden, indem die starke Verwirbelungsströmung in dem Einschnittabschnitt erzeugt wird. Dementsprechend kann das Dünnermachen des Kraftstoffs weiter gefördert werden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Ansicht, die ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist eine vergrößerte Ansicht, die eine Schnittansicht eines Abschnitts des Kraftstoffeinspritzventils zeigt, der von einer gestrichelten Linie in 1 umschlossen ist.
  • 3 ist eine Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils entlang der Linie III-III in 2.
  • 4 ist eine Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils entlang der Linie IV-IV aus 2.
  • 5 ist eine Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils entlang der Linie V-V aus 2.
  • 6 ist eine Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils entlang der Linie VI-VI aus 2.
  • 7 ist eine Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils entlang der Linie VII-VII aus 2.
  • 8 ist eine Perspektivansicht, die einen inneren Aufbau eines Düsenkörpers zeigt.
  • 9 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen durch die gestrichelte Linie in 7 umschlossenen Abschnitt zeigt.
  • 10 ist eine vergrößerte Ansicht, die ein zweites Verwirbelungselement des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 11 ist eine vergrößerte Ansicht, die ein Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 12 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen durch eine gestrichelte Linie in 11 umschlossenen Abschnitt zeigt.
  • 13 ist eine vergrößerte Ansicht, die das Düsenloch einer Variation des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 14 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen durch die gestrichelte Linie in 13 umschlossenen Abschnitt zeigt.
  • 15 ist eine Schnittansicht, die einen Verwirbelungsabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 16 ist eine Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils entlang der Linie XVI-XVI aus 15.
  • 17 ist eine Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils entlang der Linie XVII-XVII aus 15.
  • 18 ist eine Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils entlang der Linie XVIII-XVIII aus 15.
  • 19 ist eine Ansicht, die das Kraftstoffeinspritzventil gesehen in einer Richtung eines Pfeils XVIIII aus 15 zeigt.
  • 20 ist eine Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils entlang der Linie XX-XX aus 19.
  • 21 ist eine Schnittansicht, die den Verwirbelungsabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 22 ist eine Ansicht, die das Kraftstoffeinspritzventil gesehen in einer Richtung eines Pfeils XXII aus 21 zeigt.
  • 23 ist eine Schnittansicht, die das Kraftstoffeinspritzventil entlang der Linie XXIII-XXIII aus 22 zeigt.
  • 24 ist eine Schnittansicht, die den Verwirbelungsabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 25 ist eine Schnittansicht, die den Verwirbelungsabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 26 ist eine Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils entlang der Linie XXVI-XXVI aus 25.
  • 27 ist eine Abwicklungsansicht, die einen von einer gestrichelten Linie in 26 umschlossenen Abschnitt zeigt.
  • 28 ist eine Schnittansicht, die einen Verwirbelungsabschnitt einer Variation des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 29 ist eine Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils entlang der Linie XXVIIII-XXVIIII aus 28.
  • 30 ist eine Abwicklungsansicht, die einen von einer gestrichelten Linie in 29 umschlossenen Abschnitt zeigt.
  • 31 ist eine Ansicht, die den Verwirbelungsabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 32 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen durch eine durchgezogene Linie in 31 umschlossenen Abschnitt zeigt.
  • 33 ist ein Graph, der zeitliche Variationen eines Hubbetrags einer Nadel und einer Strömungsdurchlassfläche eines ersten Kraftstoffdurchlasses an einer Stelle zeigt, an der sich ein erstes Spiralzahnrad befindet.
  • 34 zeigt einen Zustand eines ersten Spiralzahnrads und des zweiten Spiralzahnrads, wenn die Nadel vollständig geschlossen ist.
  • 35 zeigt einen Zustand des ersten Spiralzahnrads und des zweiten Spiralzahnrads, wenn sich die Nadel anhebt.
  • 36 zeigt einen Zustand des ersten Spiralzahnrads und des zweiten Spiralzahnrads, wenn die Nadel vollständig geöffnet ist.
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • (Erstes Ausführungsbeispiel)
  • 1 zeigt ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In 1 ist ein Teil des Kraftstoffeinspritzventils in einem Schnitt gezeigt. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist als ein Kraftstoffeinspritzventil konfiguriert, welches an einer Brennkraftmaschine mit Anschlusseinspritzung (Saugrohreinspritzung) versehen ist, bei der der Kraftstoff in einen Einlassanschluss eingespritzt wird. Kraftstoff, der in einem (nicht gezeigten) Druckspeicherraum bei einem vorgeschriebenen Druck gehalten wird, wird zu dem Kraftstoffeinspritzventil 1 zugeführt. 2 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Schnitt eines Abschnitts zeigt, der in 1 von einer gestrichelten Linie umschlossen ist. Wie dies in 2 gezeigt ist, hat das Kraftstoffeinspritzventil 1 einen Düsenkörper 2 mit zehn Düsenlöchern 3 (siehe 7) an einem vorderen Abschnitt 2a und eine Nadel 4, die als ein Ventilelement dient. Die Nadel 4 ist so in dem Düsenkörper untergebracht, dass sie in einer Richtung einer Mittellinie CL1 des Kraftstoffeinspritzventils 1 bewegbar ist. Der Düsenkörper 2 ist mit einem Ventilsitz 2b versehen, auf den die Nadel 4 aufgesetzt werden kann. Die Nadel 4 ist durch eine (nicht gezeigte) Feder vorgespannt, so dass sie mit dem Ventilsitz 2b in Kontakt kommt. Das Einströmen des Kraftstoffs zur Seite weiter stromabwärts als der Ventilsitz 2b wird verhindert, wenn die Nadel 4 auf dem Ventilsitz 2b aufsitzt. Demgegenüber trennt sich die Nadel 4 von dem Ventilsitz 2b, wenn die Nadel 4 durch einen in dem Kraftstoffeinspritzventil 1 vorgesehenen (nicht gezeigten) Elektromagneten in der Aufwärtsrichtung von 2 angetrieben wird und Kraftstoff wird zu der Seite weiter stromabwärts als der Ventilsitz 2b zugeführt und von jedem Düsenloch 3 eingespritzt. In dem Kraftstoffeinspritzventil 1 strömt Kraftstoff von der oberen Seite zu der unteren Seite in 2. Im weiteren Verlauf wird die obere Seite des Kraftstoffeinspritzventils 1 in 2 als eine stromaufwärtige Seite bezeichnet und die untere Seite des Kraftstoffeinspritzventils 1 in 2 wird als eine stromabwärtige Seite bezeichnet.
  • Ein innerer Aufbau des Düsenkörpers 2 wird unter Bezugnahme auf 2 bis 8 beschrieben. 3 zeigt einen Schnitt des Kraftstoffeinspritzventils 1 entlang der Linie III-III aus 2. 4 zeigt einen Schnitt des Kraftstoffeinspritzventils 1 entlang der Linie IV-IV aus 2. 5 zeigt einen Schnitt des Kraftstoffeinspritzventils 1 entlang der Linie V-V aus 2. 6 zeigt einen Schnitt des Kraftstoffeinspritzventils 1 entlang der Linie VI-VI aus 2. 7 zeigt einen Schnitt des Kraftstoffeinspritzventils 1 entlang der Linie VII-VII aus 2. 8 zeigt eine Perspektivansicht des inneren Aufbaus des Düsenkörpers 2. Wie dies in 7 gezeigt ist, sind die zehn Düsenlöcher 3 so angeordnet, dass sie bei gleichmäßigen Intervallen mit der Mittellinie CL1 als deren Mittelpunkt konzyklisch ausgerichtet sind.
  • Wie dies in 2 gezeigt ist, ist der Düsenkörper 2 mit einem Verwirbelungsabschnitt 5 zum Verwirbeln von Kraftstoff versehen, der zwischen dem Ventilsitz 2b und der Nadel 4 hindurch geführt wurde. Der Verwirbelungsabschnitt 5 ist mit einer säulenförmigen Mittelsäule 6 und einer zylindrischen Trennwand 7 versehen, die zwischen der Mittelsäule 6 und der Innenumfangsfläche 2c des Düsenkörpers 2 angeordnet ist. Wie dies in dieser Figur gezeigt ist, ist die Mittelsäule 6 an der Mittellinie CL1 des Kraftstoffeinspritzventils 1 angeordnet. Ferner ist die Mittelsäule 6 so konfiguriert, dass ihre Außenumfangsfläche sich an einer Stelle befindet, die näher zu der Mittenseite als eine Stelle der zehn Nadellöcher 3 ist und ein stromabwärtiger Abschnitt der Mittelsäule 6 erstreckt sich schräg allmählich zur Außenseite. Wie dies in 3 bis 6 gezeigt ist, ist die Trennwand 7 so angeordnet, dass sie auf koaxiale Weise einen ersten Kraftstoffdurchlass 8 und einen zweiten Kraftstoffdurchlass 9 zwischen der Außenumfangsfläche der Mittelsäule 6 und der Innenumfangsfläche 2c des Düsenkörpers 2 bildet. Wie dies in diesen Figuren gezeigt ist, ist der erste Kraftstoffdurchlass 8 zwischen der Mittelsäule 6 und der Trennwand 7 ausgebildet und der zweite Kraftstoffdurchlass 9 ist zwischen der Trennwand 7 und dem Düsenkörper 2 ausgebildet. Wie dies in 2 gezeigt ist, ist die Trennwand 7 so angeordnet, dass sie die zehn Düsenlöcher 3 überlappt, wenn man den Düsenkörper 2 in einer Richtung der Mittellinie CL1 betrachtet. Daher ist der erste Kraftstoffdurchlass 8 an einer Stelle ausgebildet, die näher zu der Mitte als eine Stelle der zehn Düsenlöcher 3 liegt, und der zweite Kraftstoffdurchlass 9 ist an der Außenumfangsseite der zehn Düsenlöcher 3 ausgebildet. Die Trennwand 7 ist so angeordnet, dass ein stromabwärtiger Endabschnitt 7a mit dem vorderen Abschnitt 2a nicht in Kontakt ist. Dadurch werden der erste Kraftstoffdurchlass 8 und der zweite Kraftstoffdurchlass 9 um eine Einlassöffnung 3a des Düsenlochs 3 herum zusammengeführt.
  • Eine Verteilerplatte 10 ist an einem stromaufwärtigen Ende des Verwirbelungsabschnitts 5 vorgesehen, um den in den Verwirbelungsabschnitt 5 strömenden Kraftstoff zu dem ersten Kraftstoffdurchlass 8 und dem zweiten Kraftstoffdurchlass 9 zu verteilen. Wie dies in 3 gezeigt ist, ist die Verteilerplatte 10 mit einer ersten Einlassöffnung 11 zum Führen des Kraftstoffs zu dem ersten Kraftstoffdurchlass 8 und einer zweiten Einlassöffnung 12 zum Führen des Kraftstoffs zu dem zweiten Kraftstoffdurchlass 9 versehen. Wie dies in dieser Figur gezeigt ist, sind vier der ersten Einlassöffnungen 11 vorgesehen, die bei regelmäßigen Intervallen konzyklisch ausgerichtet sind, und es sind vier der zweiten Einlassöffnungen 12 vorgesehen, die bei regelmäßigen Intervallen konzyklisch ausgerichtet sind. Wie dies in dieser Figur gezeigt ist, ist außerdem jede zweite Einlassöffnung 12 so ausgerichtet, dass sie sich zwischen den ersten Einlassöffnungen 11 befindet, um zu verhindern, dass sie mit der ersten Einlassöffnung 11 in einer Radialrichtung auf einer Linie liegt. Das heißt, die erste Einlassöffnung 11 und die zweite Einlassöffnung 12 sind in einer Umfangsrichtung alternierend angeordnet.
  • Der erste Kraftstoffdurchlass 8 ist mit einem ersten Verwirbelungselement 13 versehen, das als eine erste Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung dient, die den in den ersten Kraftstoffdurchlass 8 strömenden Kraftstoff in Uhrzeigersinnrichtung verwirbelt. Der zweite Kraftstoffdurchlass 9 ist mit einem zweiten Verwirbelungselement 14 versehen, das als eine zweite Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung dient, die den in den zweiten Kraftstoffdurchlass 9 strömenden Kraftstoff in der Gegenuhrzeigersinnrichtung verwirbelt. Wie dies in 4 gezeigt ist, hat jedes Verwirbelungselement 13, 14 eine Vielzahl von Zähnen 13a, 14a, die entlang des gesamten Umfangs des Außenumfangs bei regelmäßigen Intervallen ausgerichtet sind. Wie dies in 2 und 8 gezeigt ist, ist jeder Zahn 13a in der gleichen Richtung mit Bezug auf eine Mittellinie des ersten Verwirbelungselements 13 bei dem gleichen Winkel schräggestellt und jeder Zahn 14a ist mit Bezug auf eine Mittellinie des zweiten Verwirbelungselements 14 in der gleichen Richtung mit dem gleichen Winkel schräggestellt. Als jedes Verwirbelungselement 13, 14 wird beispielsweise ein allgemein bekanntes Spiralzahnrad verwendet. Das erste Verwirbelungselement 13 und das zweite Verwirbelungselement 14 sind so angeordnet, dass die Zähne 13a und die Zähne 14a in zueinander entgegengesetzten Richtungen schräggestellt sind. Das erste Verwirbelungselement 13 wird befestigt, indem es in den Raum zwischen der Mittelsäule 6 und der Trennwand 7 gepresst wird. Das zweite Verwirbelungselement 14 wird befestigt, indem es in dem Raum zwischen der Trennwand 7 und dem Düsenkörper 2 gepresst wird.
  • Als Nächstes wird eine Strömung des Kraftstoffs in den Verwirbelungsabschnitt 5 unter Bezugnahme auf 2 bis 9 beschrieben. Eine obere Figur in 9 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Abschnitt zeigt, der in 7 von einer gestrichelten Linie umschlossen ist. Eine untere Figur in 9 zeigt einen Zustand des Kraftstoffs in dem Düsenloch 3. Wenn in dem Kraftstoffeinspritzventil 1 die Nadel 4 in 2 nach oben angetrieben und von dem Ventilsitz 2b getrennt wird, strömt Kraftstoff von dem Außenumfang in Richtung der Mitte entlang der Verteilerplatte 10, wie dies als ein Beispiel in 3 gezeigt ist. Ein Teil des Kraftstoffs strömt in die zweite Einlassöffnung 12 und wird zu dem zweiten Kraftstoffdurchlass 9 geführt. Der verbleibende Kraftstoff strömt in die erste Einlassöffnung 11 und wird zu dem ersten Kraftstoffdurchlass 8 geführt. Der Kraftstoff, der zu dem ersten Kraftstoffdurchlass 8 geführt wird, passiert das erste Verwirbelungselement 13. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt das erste Verwirbelungselement 13 eine ersten Verwirbelungsströmung F1 durch Verwirbeln des Kraftstoffs in der Uhrzeigersinnrichtung wie dies in 2 gezeigt ist. Der Kraftstoff, der zu dem zweiten Kraftstoffdurchlass 9 geführt wird, passiert das zweite Verwirbelungselement 14. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt das zweite Verwirbelungselement 14 eine zweite Verwirbelungsströmung F2 durch Verwirbeln des Kraftstoffs in der Gegenuhrzeigersinnrichtung. Dadurch ist es möglich, ein Paar von Verwirbelungsströmungen zu erzeugen, die in dem ersten Kraftstoffdurchlass 8 und dem zweiten Kraftstoffdurchlass 9 in zueinander entgegengesetzten Richtungen verwirbelt sind, wie dies in 6 gezeigt ist.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, werden der erste Kraftstoffdurchlass 8 und der zweite Kraftstoffdurchlass 9 um die Einlassöffnung 3a des Düsenlochs 3 herum zusammengeführt. Wie dies in 7 gezeigt ist, wird dadurch das Paar Verwirbelungsströmungen F1, F2 um die Einlassöffnung 3a des Düsenlochs 3 herum zu entgegengesetzten Strömungen, die einander an gegenüberliegenden Seiten des Düsenlochs 3 passieren. Der Kraftstoff einer jeden Verwirbelungsströmung F1, F2 strömt allmählich in jedes Düsenloch 3. Wie dies in der oberen Figur von 9 gezeigt ist, wird auf diese Weise durch jede des Paars Verwirbelungsströmungen F1, F2 auf den in die Einlassöffnung 3a des Düsenlochs 3 strömenden Kraftstoff eine Rotationsbewegung in einer Gegenuhrzeigersinnrichtung auferlegt. Dadurch ist es möglich, in dem Düsenloch 3 eine Verwirbelungsströmung Fout in Gegenuhrzeigersinnrichtung zu erzeugen. Durch Verwirbeln des Kraftstoffs in dem Düsenloch 3 auf diese Art, wie dies in der unteren Figur von 9 gezeigt ist, ist es möglich, den Kraftstoff Fuel durch eine Zentrifugalkraft C allmählich zu einer Außenseite in der Radialrichtung wandern zu lassen. Wie dies in dieser Figur gezeigt ist, wird somit die Dicke des Kraftstoffs allmählich verringert, wenn sich der Kraftstoff zu einer Auslassöffnung 3b des Düsenlochs 3 bewegt. Der Kraftstoff wird in einen dünnen Film geformt und von dem Düsenloch 3 eingespritzt.
  • Da gemäß dem Kraftstoffeinspritzventil 1 des ersten Ausführungsbeispiels die Rotationsbewegung in der Gegenuhrzeigersinnrichtung sowohl durch die erste Verwirbelungsströmung F1 als auch die zweite Verwirbelungsströmung F2 auf den in das Düsenloch 3 strömenden Kraftstoff auferlegt wird, ist es möglich, eine starke Verwirbelungsströmung Fout in dem Düsenloch 3 zu erzeugen. Da es dadurch möglich ist, dem Kraftstoff Fuel in dem Düsenloch 3 eine starke Zentrifugalkraft C aufzuerlegen, kann das Dünnermachen des Kraftstoffs Fuel gefördert werden. Wenn der als dünne Schicht geformte Kraftstoff von dem Düsenloch 3 zu der Außenseite eingespritzt wird, breitet sich der Kraftstoff schnell aus. Dementsprechend ist es möglich, das Zerstäuben des Kraftstoffs zu fördern.
  • Da die erste Verwirbelungsströmung F1 und die zweite Verwirbelungsströmung F2 durch die Trennwand 7 getrennt sind, bis sie den Bereich um die Einlassöffnung 3a des Düsenlochs 3 erreichen, ist es möglich, eine Störung zwischen den Verwirbelungsströmungen F1, F2 zu verhindern, Dadurch wird eine Verringerung der Rotationsenergie der Verwirbelungsströmungen F1, F2 unterdrückt und es ist möglich, die starke entgegengesetzte Verwirbelungsströmung um die Einlassöffnung 3a des Düsenlochs 3 herum zu erzeugen.
  • Die erste Einlassöffnung 11 und die zweite Einlassöffnung 12 sind in einer Umfangsrichtung in der Verteilerplatte 13 alternierend angeordnet. Durch Anordnen der Einlassöffnungen 11, 12 auf diese Art ist es möglich, in die erste Einlassöffnung 11 fast die Hälfte des Kraftstoffs strömen zu lassen, der von dem Außenumfang in Richtung der Mitte der Verteilerplatte 10 strömt. Dadurch kann die Menge des in den ersten Kraftstoffdurchlass 8 geführten Kraftstoffs nahezu gleich zu der Menge des in den zweiten Kraftstoffdurchlass 9 geführten Kraftstoffs gemacht werden.
  • Es ist möglich, ein allgemein bekanntes Spiralzahnrad als das erste Verwirbelungselement 13 und das zweite Verwirbelungselement 14 zu verwenden. Da das Spiralzahnrad als Standardprodukt im Handel erhältlich ist, wie dies wohl bekannt ist, ist es nicht erforderlich, das Verwirbelungselement 13, 14 neu zu entwerfen. Dadurch ist es möglich, Kosten zu verringern.
  • (Zweites Ausführungsbeispiel)
  • Nun wird unter Bezugnahme auf 10 ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. 10 ist eine vergrößerte Ansicht, die ein zweites Verwirbelungselement des Kraftstoffeinspritzventils des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigt. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass jedes Verwirbelungselement 13, 14 durch eine Vielzahl von Spiralzahnrädern konfiguriert ist und der Rest ist gleich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Daher sind die gleichen Komponenten wie jene des ersten Ausführungsbeispiels mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung wird ausgelassen. Wie dies in 10 gezeigt ist, ist das zweite Verwirbelungselement 14 durch drei Spiralzahnräder 21, 22, 23 konfiguriert. Die Spiralzahnräder 21 bis 23 haben jeweils die gleiche Anzahl von Zähnen 21a, 22a, 23a. Jeder Zahn 21a, 22a, 23a ist so angeordnet, dass er um die Mittellinie CL1 in die gleiche Richtung verdreht ist. Das Spiralzahnrad 22 und das Spiralzahnrad 23 sind für jeden der Zähne 22a, 23a angeordnet, die an den Zähnen des Spiralzahnrads auszurichten sind, das an der stromaufwärtigen Seite angeordnet ist. Ferner ist jedes Spiralzahnrad 21 bis 23 so angeordnet, dass ein Neigungswinkel (der im weiteren Verlauf manchmal auch als ein Spiralwinkel bezeichnet ist) der Zähne 21a, 22a, 23a mit Bezug auf die Mittellinie CL allmählich größer wird, je weiter er sich stromabwärts befindet. Wie dies in 10 gezeigt ist, ändert in diesem Fall der Kraftstoff F2 seine Strömungsrichtung allmählich in der Umfangsrichtung jedes Mal dann, wenn der Kraftstoff F2 jedes Spiralzahnrad 21 bis 23 passiert. Obwohl dies nicht gezeigt ist, ist das erste Verwirbelungselement 13 ähnlich wie das zweite Verwirbelungselement 14 auch durch drei Spiralzahnräder konfiguriert. Mit Bezug auf jedes der Spiralzahnräder in dem ersten Verwirbelungselement 13 ist die Verdrehungsrichtung der Zähne des Spiralzahnrads entgegengesetzt zu der Verdrehungsrichtung des zweiten Verwirbelungselements 14.
  • Da gemäß dem Kraftstoffeinspritzventil des zweiten Ausführungsbeispiels das zweite Verwirbelungselement 14 durch drei Spiralzahnräder 21–23 konfiguriert ist, ist es möglich, eine Strömungsrichtung des Kraftstoffs in der Umfangsrichtung allmählich zu ändern. Dadurch ist es möglich, verglichen mit einem Fall, in dem die Strömungsrichtung des Kraftstoffs lediglich durch ein Spiralzahnrad geändert wird, einen Druckverlust zu verringern. Da es dementsprechend möglich ist, den Kraftstoff nahezu ohne Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs zu verwirbeln, ist es möglich, die starke zweite Verwirbelungsströmung F2 zu erzeugen. Da das erste Verwirbelungselement 13 zudem auf die gleiche Art konfiguriert ist, ist es möglich, die starke erste Verwirbelungsströmung F1 zu erzeugen. Da es auf diese Art möglich ist, die starke Verwirbelungsströmung Fout in dem Düsenloch 3 zu erzeugen, kann das Dünnermachen des Kraftstoffs weiter gefördert werden. Die Anzahl der Spiralzahnräder, die jedes Verwirbelungselement konfiguriert, ist nicht auf drei beschränkt. Die Anzahl der Spiralzahnräder kann zwei oder vier oder mehr betragen.
  • (Drittes Ausführungsbeispiel)
  • Unter Bezugnahme auf 11 und 12 wird ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. 11 ist eine vergrößerte Ansicht, die ein Düsenloch 3 des Kraftstoffeinspritzventils des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigt. Eine obere Figur in 11 ist eine Ansicht, die das Düsenloch 3 gesehen von der Seite der Einlassöffnung 3a zeigt. Eine untere Figur in 11 ist eine Schnittansicht des Düsenlochs 3. 12 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen durch eine strichlierte Linie in 11 umschlossenen Abschnitt zeigt. Wie dies in 11 gezeigt ist, ist das Düsenloch 3 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einem Einschnittabschnitt 30 versehen. Da der Rest des vorliegenden Ausführungsbeispiels gleich wie der des ersten Ausführungsbeispiels ist, ist eine Darstellung davon ausgelassen. Der Einschnittabschnitt 30 ist so ausgebildet, dass er in der Radialrichtung von einer Innenumfangsfläche 3c des Düsenlochs 3 nach außen ausgehöhlt ist. Der Einschnittabschnitt 30 ist so ausgebildet, dass der Innenraum geräumiger als der Einlass ist. Wie dies in der unteren Figur in 11 gezeigt ist, ist der Einschnittabschnitt 30 so ausgebildet, dass er sich von der Einlassöffnung 3a gerade zu der Auslassöffnung 3b erstreckt. Wenn in diesem Fall die Verwirbelungsströmung Fout in dem Düsenloch 3 erzeugt wird, dann strömt ein Teil des Kraftstoffs der Verwirbelungsströmung Fout in den Einschnittabschnitt 30 und ein Wirbel Fs wird erzeugt, wie dies in 12 gezeigt ist. Wenn der Wirbel Fs in den Einschnittabschnitt 30 auf diese Art erzeugt wird, dann wird ein Druck in dem Einschnittabschnitt 30 niedriger als ein Druck in dem Düsenloch 3. Dadurch ist es möglich, eine Ansaugleistung S zu erzeugen, die den Kraftstoff der Verwirbelungsströmung Fout in den Einschnittabschnitt 30 saugt.
  • Gemäß dem Kraftstoffeinspritzventil des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann die Ansaugleistung S radial auswärts auf den Kraftstoff Fuel in dem Düsenloch 3 aufgebracht werden. Da es in diesem Fall möglich ist, dass der Kraftstoff Fuel durch die Zentrifugalkraft C und die Ansaugleistung S zu der Seite der Innenumfangsfläche 3c wandert, kann das Dünnermachen des Kraftstoffs Fuel weiter gefördert werden. Die Anzahl der Einschnittabschnitte 30 ist nicht auf einen beschränkt. Es können mehr als zwei Einschnittabschnitte 30 ausgebildet werden.
  • Unter Bezugnahme auf 13 und 14 wird eine Variation des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Eine obere Figur in 13 ist eine Ansicht, die das Düsenloch 3 der vorliegenden Variation gesehen von einer Seite der Einlassöffnung 3a zeigt. Eine untere Figur in 13 ist eine Schnittansicht des Düsenlochs 3. 14 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen durch eine gestrichelte Linie in 13 umschlossenen Abschnitt zeigt. Wie dies in der oberen Figur von 13 gezeigt ist, ist ein Einschnittabschnitt 31 der vorliegenden Variation so ausgebildet, dass er einen kreisförmigen Querschnitt hat. Bei dieser Variation ist es möglich, den Wirbel Fs zu erzeugen, indem der Kraftstoff der Verwirbelungsströmung Fout in den Einschnittabschnitt 31 geführt wird, wie dies in 14 gezeigt ist. Da zu diesem Zeitpunkt der Einschnittabschnitt 31 einen kreisförmigen Querschnitt hat, verwirbelt der Kraftstoff sanft in dem Einschnittabschnitt 31. Dadurch ist es möglich, den starken Wirbel Fs in dem Einschnittabschnitt 31 zu erzeugen. Da in diesem Fall die durch den Wirbel Fs erzeugte Ansaugleistung S stark wird, kann das Dünnermachen des Kraftstoffs Fuel gefördert werden.
  • (Viertes Ausführungsbeispiel)
  • Unter Bezugnahme auf 15 bis 20 wird ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, 15 ist eine Schnittansicht, die den Verwirbelungsabschnitt 5 des Kraftstoffeinspritzventils 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. 16 ist eine Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils 1 entlang der Linie XVI-XVI aus 15. 17 ist eine Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils 1 entlang der Linie XVII-XVII aus 15. 18 ist eine Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils 1 entlang der Linie XVIII-XVIII aus 15. 19 ist eine Ansicht, die das Kraftstoffeinspritzventil 1 gesehen von einer Richtung eines Pfeils XVIIII in 15 zeigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Aufbau des Kraftstoffeinspritzventils mit Ausnahme eines in 15 gezeigten Abschnitts gleich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die gleichen Komponenten wie jene des ersten Ausführungsbeispiels durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibungen werden ausgelassen.
  • Wie dies in 19 gezeigt ist, sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel achtzehn Düsenlöcher 3 in zwei Sätze aufgeteilt, so dass sie jeweils an einem von zwei konzentrischen Umfängen angeordnet sind. An einem Umfang sind sechs Düsenlöcher 3 in der Umfangsrichtung bei gleichmäßigen Intervallen angeordnet. Im weiteren Verlauf werden diese sechs Düsenlöcher 3 manchmal als eine erste Gruppe von Düsenlöchern bezeichnet. An dem anderen Umfang sind zwölf Düsenlöcher 3 in der Umfangsrichtung bei regelmäßigen Intervallen angeordnet. Im weiteren Verlauf werden diese zwölf Düsenlöcher 3 manchmal als eine zweite Gruppe von Düsenlöchern bezeichnet. Wie dies in dieser Figur gezeigt ist, ist die erste Gruppe von Düsenlöchern an der inneren Seite der zweiten Gruppen von Düsenlöchern angeordnet.
  • Wie in 15 gezeigt ist, sind zwischen der Mittelsäule 6 und der Innenumfangsfläche 2c des Düsenkörpers 2 eine erste Trennwand 41 und eine zweite Trennwand 42 vorgesehen. Die Mittelsäule 6, die erste Trennwand 41 und die zweite Trennwand 42 sind koaxial angeordnet. Jede Trennwand 41, 42 ist zylindrisch ausgebildet. In diesem Fall ist der erste Kraftstoffdurchlass 8 zwischen der Mittelsäule 6 und der ersten Trennwand 41 ausgebildet. Der zweite Kraftstoffdurchlass 9 ist zwischen der der ersten Trennwand 41 und der zweiten Trennwand 42 ausgebildet. Ein dritter Kraftstoffdurchlass 43 ist zwischen der zweiten Trennwand 42 und dem Düsenkörper 2 ausgebildet. Die erste Trennwand 41 ist so angeordnet, dass sie mit der ersten Gruppe von Düsenlöchern überlappt, wenn man den Düsenkörper 2 in der Richtung der Mittellinie CL1 betrachtet. Die zweite Trennwand 42 ist so angeordnet, dass sie mit der zweiten Gruppe von Düsenlöchern überlappt, wenn man den Düsenkörper 2 in der Richtung der Mittellinie CL1 betrachtet. Dadurch ist der erste Kraftstoffdurchlass 8 näher an der Seite der Mitte als die erste Gruppe von Düsenlöchern angeordnet. Der zweite Kraftstoffdurchlass 9 ist an einer Stelle näher zu der Außenumfangsseite als die erste Gruppe von Düsenlöchern und näher an die Seite der Mitte als die zweite Gruppe von Düsenlöchern angeordnet. Der dritte Kraftstoffdurchlass 43 ist an einer Stelle näher zu der Außenumfangsseite als die zweite Gruppe von Düsenlöchern angeordnet. Jede Trennwand 41, 42 ist so angeordnet, dass jeder stromabwärtige Endabschnitt 41a, 42a mit dem vorderen Abschnitt 2a des Düsenkörpers 2 nicht in Kontakt ist. Dadurch werden diese Kraftstoffdurchlässe 8, 9, 43 um die Einlassöffnung 3a des Düsenlochs 3 herum ineinander zusammengeführt.
  • Der erste Kraftstoffdurchlass 8 ist mit dem ersten Verwirbelungselement 13 versehen. Der zweite Kraftstoffdurchlass 9 ist mit dem zweiten Verwirbelungselement 14 versehen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das erste Verwirbelungselement 13 so angeordnet, dass der Kraftstoff in Gegenuhrzeigersinnrichtung verwirbelt wird. Das zweite Verwirbelungselement 14 ist so angeordnet, dass der Kraftstoff in Uhrzeigersinnrichtung verwirbelt wird. Der dritte Kraftstoffdurchlass 43 ist mit einem dritten Verwirbelungselement 44 versehen, das als eine dritte Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung dient. Das dritte Verwirbelungselement 44 ist so angeordnet, dass der in den dritten Kraftstoffdurchlass 43 strömende Kraftstoff in Gegenuhrzeigersinnrichtung verwirbelt wird. Somit sind diese Verwirbelungselemente 13, 14, 44 so angeordnet, dass der Kraftstoff in den Kraftstoffdurchlässen, die nebeneinander liegen, in zueinander entgegengesetzten Richtungen verwirbelt werden. Als das dritte Verwirbelungselement 44 wird beispielsweise ein allgemein bekanntes Spiralzahnrad verwendet. Das dritte Verwirbelungselement 44 wird befestigt, indem es in den Raum zwischen der ersten Trennwand 42 und dem Düsenkörper 2 gepresst wird.
  • Wie dies in 16 gezeigt ist, ist die Verteilerplatte 10 mit der ersten Einlassöffnung 11 zum Führen des Kraftstoffs zu dem ersten Kraftstoffdurchlass 8, der zweiten Einlassöffnung 12 zum Führen des Kraftstoffs zu dem zweiten Kraftstoffdurchlass 9 und einer dritten Einlassöffnung 45 zum Führen des Kraftstoffs zu dem dritten Kraftstoffdurchlass 43 versehen. Wie dies in dieser Figur gezeigt ist, sind vier der ersten Einlassöffnungen 8 so ausgebildet, dass sie bei regelmäßigen Intervallen konzyklisch ausgerichtet sind. Vier der zweiten Einlassöffnungen 9 und vier der dritten Einlassöffnungen 43 sind zudem so ausgebildet, dass sie jeweils bei regelmäßigen Intervallen konzyklisch ausgerichtet sind. Die erste Einlassöffnung 11, die zweite Einlassöffnung 12 und die dritte Einlassöffnung 45 sind so angeordnet, dass sie in der Radialrichtung nicht zueinander ausgerichtet sind bzw. fluchten.
  • Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 15, 17 und 18 die Strömung des Kraftstoffs in dem Verwirbelungsabschnitt 5 beschrieben. In dem Kraftstoffeinspritzventil 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels strömt der Kraftstoff als ein in 15 gezeigtes Beispiel über jede der Einlassöffnungen 11, 12, 45 in jeden der Kraftstoffdurchlässe 8, 9, 43, wenn sich die Nadel 4 von dem Ventilsitz 2b trennt. Wie in 17 gezeigt ist, wird dadurch die erste Verwirbelungsströmung F1 in Gegenuhrzeigersinnrichtung in dem ersten Kraftstoffdurchlass 8 erzeugt. Die zweite Verwirbelungsströmung F2 in Uhrzeigersinnrichtung wird in dem zweiten Kraftstoffdurchlass 9 erzeugt. Die dritte Verwirbelungsströmung F3 in Gegenuhrzeigersinnrichtung wird in dem dritten Kraftstoffdurchlass 43 erzeugt. Wie dies in 18 gezeigt ist, werden die erste Verwirbelungsströmung F1 und die zweite Verwirbelungsströmung F2 zu entgegengesetzten Strömungen, die einander an gegenüberliegenden Seiten des Düsenlochs 3 der ersten Gruppe von Düsenlöchern an einem stromabwärtigen Ende des Verwirbelungsabschnitts 5 passieren. Ferner werden die zweite Verwirbelungsströmung F2 und die dritte Verwirbelungsströmung F3 entgegengesetzte Strömungen, die einander an gegenüberliegenden Seiten des Düsenlochs 3 der zweiten Gruppe von Düsenlöchern an einem stromabwärtigen Ende des Verwirbelungsabschnitts 5 passieren. In diesem Fall wird auf den Kraftstoff, der in jedem der Düsenlöcher 3 der ersten Gruppe von Düsenlöchern strömt, von der ersten Verwirbelungsströmung F1 und der zweiten Verwirbelungsströmung F2 eine Rotationsbewegung in Uhrzeigersinnrichtung auferlegt. Auf den Kraftstoff, der in die Düsenlöcher 3 der zweiten Gruppe von Düsenlöchern strömt, wird von der zweiten Verwirbelungsströmung F2 und der dritten Verwirbelungsströmung F3 eine Rotationsbewegung in Gegenuhrzeigersinnrichtung auferlegt. Dadurch ist es möglich, die Verwirbelungsströmung Fout in jedem Düsenloch 3 zu erzeugen.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist es mit dem Kraftstoffeinspritzventil 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels möglich, den Wirbel Fout in jedem Düsenloch 3 zu erzeugen. Dadurch kann das Dünnermachen des Kraftstoffs Fuel in dem Düsenloch 3 durch die Zentrifugalkraft C gefördert werden. Dementsprechend kann das Zerstäuben des Kraftstoffs gefördert werden. Da in dem Kraftstoffeinspritzventil 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels achtzehn Düsenlöcher 3 in zwei Sätze geteilt sind, so dass sie an einem von zwei Umfängen angeordnet sind, kann der Abstand zwischen den Düsenlöchern 3 verglichen mit einem Fall erhöht werden, in dem achtzehn Düsenlöcher 3 an einem Umfang angeordnet sind. Wie dies in 20 gezeigt ist, ist es dadurch möglich, den Abstand zu vergrößern, den der von dem Düsenloch 3 eingespritzte Kraftstoff fortschreitet, bis er mit dem dazu benachbarten Kraftstoff kollidiert. 20 zeigt eine Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils 1 entlang der Linie XX-XX in 19. In diesem Fall ist es für einen durch eine durchgezogene Linie in 20 eingeschlossenen Abschnitt möglich, das Meiste des Kraftstoffs zu verdampfen, bevor er mit dem benachbarten Kraftstoff kollidiert. Dadurch ist es möglich, eine Erhöhung der Partikelgröße des Kraftstoffs nach der Einspritzung zu unterdrücken, selbst wenn die Anzahl der Düsenlöcher 3 vergrößert wird. Das Zerstäuben des Kraftstoffs kann gefördert werden, während die Menge des auf einmal einspritzbaren Kraftstoffs erhöht wird, indem die Anzahl der Düsenlöcher 3 erhöht wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Umfänge, an denen die Düsenlöcher 3 so angeordnet sind, dass sie aufgeteilt sind, nicht auf zwei beschränkt. Die Düsenlöcher 3 können so angeordnet sein, dass sie in mehr als drei konzentrische Umfänge aufgeteilt werden. In diesem Fall werden die Trennwände und die Verwirbelungselemente in dem Verwirbelungsabschnitt 5 so vorgesehen, dass die Verwirbelungsströmungen, die in einer entgegengesetzten Richtung zueinander wirbeln, an der Innenseite und an der Außenseite eines jeden Düsenlochs an jedem Umfang erzeugt werden.
  • (Fünftes Ausführungsbeispiel)
  • Unter Bezugnahme auf 21 bis 23 wird ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel beschrieben. 21 ist eine Schnittansicht, die den Verwirbelungsabschnitt 5 des Kraftstoffeinspritzventils 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. 22 ist eine Ansicht, die das Kraftstoffeinspritzventil 1 gesehen von einer Richtung eines Falls XXII in 21 zeigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Aufbau des Kraftstoffeinspritzventils mit Ausnahme eines in 21 gezeigten Abschnitts gleich wie der des ersten Ausführungsbeispiels. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die gleichen Komponenten wie jene des ersten Ausführungsbeispiels durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibungen sind ausgelassen.
  • Wie dies in 21 gezeigt ist, unterscheidet sich in der vorliegenden Erfindung eine Form des vorderen Abschnitts 2a des Düsenkörpers 2 von der des ersten Ausführungsbeispiels. Wie in dieser Figur gezeigt ist, ist ein Außenumfang des vorderen Abschnitts 2a mit einer schräggestellten Fläche 51 versehen. Die schräggestellte Fläche 51 ist um den gesamten Außenumfang des vorderen Abschnitts 2a bei dem gleichen Winkel ausgebildet. Die Vielzahl von Düsenlöchern 3 sind an der schräggestellten Fläche 51 angeordnet. Wie dies in 22 gezeigt ist, sind die Düsenlöcher 3 so angeordnet, dass sie bei regelmäßigen Intervallen konzyklisch ausgerichtet sind. Dadurch ist jedes Düsenloch 3 so angeordnet, dass eine Mittellinie CL2 des Düsenlochs 3 mit Bezug auf die Mittellinie CL1 des Kraftstoffeinspritzventils 1 bei einem vorbestimmten Winkel θ schräggestellt ist.
  • Die Innenumfangsfläche 2c des Düsenkörpers 2 an dem Verwirbelungsabschnitt 5 ist so ausgebildet, dass sie von der Mitte zu der Seite des Außenumfangs allmählich auseinander geht, um den Kraftstoff einem jedem Düsenloch 3 bereitzustellen. Die Trennwand 7 hat einen konischen Abschnitt 52, der mit der Innenumfangsfläche 2c des Düsenkörpers 2 allmählich zu der Außenumfangsseite auseinander geht. Der konische Abschnitt 52 geht in einer zu der schräggestellten Fläche 51 senkrecht verlaufenden Richtung allmählich auseinander. Dadurch werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der erste Kraftstoffdurchlass 8 und der zweite Kraftstoffdurchlass 9 so ausgebildet, dass sie von der Mitte davon jeweils zu der Außenumfangsseite allmählich auseinander gehen. Ein Abschnitt, der zu der Außenumfangsseite eines jeden Kraftstoffdurchlasses 8, 9 allmählich auseinander geht, wird als ein auseinandergehender Durchlass 8a, 9a bezeichnet. Ein Winkel der Innenumfangsfläche des Düsenkörpers 2 und ein Winkel des konischen Abschnitts 52 sind beispielsweise wie oben als der vorbestimmte Winkel θ des Düsenlochs 3 festgelegt. Wie dies in dieser Figur gezeigt ist, sind das erste Verwirbelungselement 13 und das zweite Verwirbelungselement 14 jeweils in den auseinandergehenden Durchlässen 8a, 9a der Kraftstoffdurchlässe 8, 9 angeordnet. Da die Verwirbelungselemente 13, 14 jeweils in den auseinandergehenden Durchlässen 8a, 9a angeordnet sind, werden als die Verwirbelungselemente 13, 14 beispielsweise allgemein bekannte Spiralkegelräder verwendet.
  • Da gemäß dem Kraftstoffeinspritzventil 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Aufspreizungsdurchlässe 8a, 9a jeweils in den Kraftstoffdurchlässen 8, 9 ausgebildet sind, kann die erste Verwirbelungsströmung F1 zu der inneren Seite des Düsenlochs 3 geführt werden und die zweite Verwirbelungsströmung F2 kann zu der äußeren Seite der Düsenlöcher 3 geführt werden. Die erste Verwirbelungsströmung F1 und die zweite Verwirbelungsströmung F2 können an einer virtuellen Ebene P (siehe 21), die senkrecht zu der Mittellinie CL2 des Düsenlochs 3 verläuft, zueinander entgegengesetzt sein. Selbst wenn die Düsenlöcher 3 schräggestellt sind, ist es dadurch möglich, die Verwirbelungsströmung Fout in den Düsenlöchern 3 zu erzeugen. Dementsprechend kann das Dünnermachen des Kraftstoffs gefördert werden. 23 zeigt eine Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils 1 entlang der Linie XXIII-XXIII aus 22. Da in dem fünften Ausführungsbeispiel, wie dies in dieser Figur gezeigt ist, die Mittellinie CL2 eines jeden Düsenlochs 3 schräggestellt ist, kann die Kollision der eingespritzten Kraftstoffe fortschreitend unterdrückt werden, indem ein Winkel β zwischen den Mittellinien CL2 von benachbarten Düsenlöchern 3 größer als ein Ausbreitungswinkel α des von jedem Düsenloch 3 eingespritzten Kraftstoffs gemacht wird. Selbst wenn der Winkel β kleiner als der Winkel α ist, ist es möglich eine Strecke zu vergrößern, die der von dem Düsenloch 3 eingespritzte Kraftstoff fortschreitet, bis er mit dem benachbarten Kraftstoff kollidiert. In diesem Fall ist es als ein durch die durchgezogene Linie in 23 umschlossener Abschnitt möglich, das Meiste des Kraftstoffs vor der Kollision mit dem benachbarten Kraftstoff zu verdampfen. Dadurch kann das Zerstäuben des Kraftstoffs gefördert werden, während die Menge des auf einmal einspritzbaren Kraftstoffs erhöht wird, indem die Anzahl der Düsenlöcher 3 vergrößert wird, die an dem vorderen Abschnitt 2a vorgesehen sind.
  • (Sechstes Ausführungsbeispiel)
  • Unter Bezugnahme auf 24 wird ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel beschrieben. 24 ist eine Schnittansicht, die den Verwirbelungsabschnitt 5 des Kraftstoffeinspritzventils 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die gleichen Komponenten wie jene des ersten Ausführungsbeispiels durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung wird ausgelassen. Zwischen dem Kraftstoff, der in jedem Kraftstoffdurchlass 8, 9 strömt, und der Innenumfangsfläche 2c des Düsenkörpers 2 wird Reibung erzeugt. Dadurch wird jede Verwirbelungsströmung F1, F2 durch die Reibung beeinträchtigt. Eine Position des ersten Verwirbelungselements 13 und eine Position des zweiten Verwirbelungselements 14 sind so eingestellt, dass der Reibungsverlust der Verwirbelungsströmungen F1, F2 gleich zueinander ist.
  • Es wird angenommen, dass der Reibungsverlust der Verwirbelungsströmung proportional zu einer Strecke (Verwirbelungsstrecke) ist, an der die Verwirbelungsströmung verwirbelt wird. Eine Verwirbelungsstrecke L1 der ersten Verwirbelungsströmung F1 wird in der folgenden Gleichung (1) unter Verwendung eines in 24 gezeigten Verwirbelungsradius R1 und einer Anzahl von Malen (Anzahl von Verwirbelungsmalen) N1 ausgedrückt, mit der der Kraftstoff verwirbelt wurde, nachdem er das erste Verwirbelungselement 13 passiert hat, bis er an dem Düsenloch 3 angekommen ist. L1 = 2πR1N1 (1)
  • Auf ähnliche Weise wird eine Verwirbelungsstrecke L2 der zweiten Verwirbelungsströmung F2 in der folgenden Gleichung (2) unter Verwendung eines in 24 gezeigten Verwirbelungsradius R2 unter der Anzahl von Malen (Anzahl von Verwirbelungsmalen) N2 ausgedrückt, mit der der Kraftstoff verwirbelt wurde, nachdem er das zweite Verwirbelungselement 14 passiert hat, bis er an dem Düsenloch 3 angekommen ist. L2 = 2πR2N2 (2)
  • Um den Reibungsverlust der ersten Verwirbelungsströmung F1 und den Reibungsverlust der zweiten Verwirbelungsströmung F2 gleich zueinander zu machen, ist es erforderlich, dass die Verwirbelungsstrecke L1 und die Verwirbelungsstrecke L2 gleich zueinander gemacht werden. Es ist anzunehmen, dass die erste Anzahl von Verwirbelungsmalen N1 proportional zu einen Wert V1/H1 ist, welcher ein Wert ist, der erhalten wird, indem die Kraftstoffströmungsgeschwindigkeit V1 in der Richtung der Mittellinie CL1 durch eine in 24 gezeigte Verwirbelungsabschnittslänge H1 geteilt wird. Auf ähnliche Weise ist es anzunehmen, dass die zweite Anzahl von Verwirbelungsmalen N2 proportional zu einem Wert V2/H2 ist, der ein Wert ist, der erhalten wird, indem eine Kraftstoffströmungsgeschwindigkeit V2 in der Richtung der Mittellinie CL1 durch eine in 24 gezeigte Verwirbelungsabschnittslänge H2 geteilt wird. Daher ist es erforderlich, dass die folgende Gleichung (3) erfüllt ist, um die Verwirbelungsstrecke L1 der ersten Verwirbelungsströmung F1 und die Verwirbelungsstrecke L2 der zweiten Verwirbelungsströmung F2 gleich zueinander zu machen. 2πR1V1/H1 = 2πR2V2/H2 (3)
  • Dabei werden unter der Annahme, dass V1 = V2, falls die folgende Gleichung (4) erfüllt ist, die Verwirbelungsstrecke L1 der ersten Verwirbelungsströmung F2 und die Verwirbelungsstrecke L2 der zweiten Verwirbelungsströmung F2 gleich zueinander gemacht. R1/H1 = R2/H2 (4)
  • Die Gleichung (4) kann als die folgende Gleichung (5) modifiziert werden. R1 × H2 = R2 × H1 (5)
  • Indem das erste Verwirbelungselement 13 und das zweite Verwirbelungselement 14 so angeordnet werden, dass die Gleichung (5) erfüllt ist, ist es möglich, den Reibungsverlust der ersten Verwirbelungsströmung F1 und den Reibungsverlust der zweiten Verwirbelungsströmung F2 nahezu gleich zueinander zu machen. Durch die Verwendung der Gleichung (5) kann die Länge eines jeden Kraftstoffdurchlasses 8, 9 verringert werden, ohne einen großen Spalt zwischen der Strömungsintensität der ersten Verwirbelungsströmung F1 und der Strömungsintensität der zweiten Verwirbelungsströmung F2 zu erzeugen. Beispielsweise dann, wenn die Verwirbelungsabschnittslänge H1 der ersten Verwirbelungsströmung um eine Länge ΔH1 verringert wird, kann eine Länge ΔH2, die von der Verwirbelungsabschnittslänge H2 der zweiten Verwirbelungsströmung zu verringern ist, gemäß der folgenden Gleichung (6) berechnet werden. ΔH2 = H2 – (H1 – ΔH1)R2/R1 (6)
  • Da gemäß dem Kraftstoffeinspritzventil 1 des sechsten Ausführungsbeispiels, wie dies vorstehend beschrieben ist, das erste Verwirbelungselement 13 und das zweite Verwirbelungselement 14 so angeordnet sind, dass die vorstehend erwähnte Gleichung (5) erfüllt ist, ist es möglich, den Reibungsverlust der ersten Verwirbelungsströmung F1 und den Reibungsverlust der zweiten Verwirbelungsströmung F2 nahezu gleich zueinander zu machen. Dadurch kann der in das Düsenloch 3 strömende Kraftstoff ohne eine Tendenz in Richtung der Seite der Mitte oder der Seite des Außenumfangs verwirbelt werden. Dementsprechend ist es möglich, die starke Verwirbelungsströmung Fout in dem Düsenloch 3 zu erzeugen und das Dünnermachen des Kraftstoffs kann gefördert werden. Durch Einstellen der Länge eines jeden Kraftstoffdurchlasses 8, 9 unter Verwendung der vorstehend erwähnten Gleichung (6) ist es möglich, die Länge eines jeden Kraftstoffdurchlasses 8, 9 zu verringern, während der Reibungsverlust der Kraftstoffdurchlässe miteinander ausgeglichen wird.
  • (Siebtes Ausführungsbeispiel)
  • Unter Bezugnahme auf 25 bis 27 wird ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel beschrieben. 25 ist eine Schnittansicht, die den Verwirbelungsabschnitt 5 des Kraftstoffeinspritzventils 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. 26 ist eine Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils 1 entlang der Linie XXVI-XXVI aus 25. 27 ist eine Abwicklungsansicht, die einen durch eine gestrichelte Linie in 26 umschlossenen Abschnitt zeigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die gleichen Komponenten wie jene des ersten Ausführungsbeispiels durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung wird ausgelassen. Wie dies in 25 und 26 gezeigt ist, unterscheidet sich das Kraftstoffeinspritzventil 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass die Innenumfangsfläche 2c des Düsenkörpers 2 und die Trennwand 7 jeweils mit Walzen 61, 62 versehen sind. Andere Komponenten sind gleich wie jene des ersten Ausführungsbeispiels.
  • Die Innenumfangsfläche 2c des Düsenkörpers 2 ist mit einer Vielzahl von Walzen 61 versehen. Jede Walze 61 hat eine zylindrische Form. Jede Walze 61 ist durch den Düsenkörper 2 so gestützt, dass sie um ihre Mittelachse gedreht werden kann. Wie dies in 26 gezeigt ist, sind die Walzen 61 entlang des gesamten Umfangs bei regelmäßigen Intervallen angeordnet. Jede Walze 61 ist an dem Düsenkörper 2 so angeordnet, dass ein Abschnitt der Walze 61 zu dem zweiten Kraftstoffdurchlass 9 freigelegt ist. Die Trennwand 7 ist zudem mit der Vielzahl von Walzen 62 versehen. Jede Walze 62 hat ebenso eine zylindrische Form und ist durch die Trennwand 7 so gestützt, dass sie um ihre Mittelachse drehbar ist. Die Walzen 62 sind ebenso entlang des gesamten Umfangs bei regelmäßigen Intervallen angeordnet. Jede Walze 62 ist so angeordnet, dass ein Abschnitt der Walze 62 zu dem ersten Kraftstoffdurchlass 8 und dem zweiten Kraftstoffdurchlass 9 freigelegt ist. Die Walzen 61 und die Walzen 62 können einfach vorgesehen werden, indem ein bereits bekanntes Walzenlager verwendet wird. Beispielsweise können die Walzen 61 bereitgestellt werden, indem ein Walzenlager ohne Innenlaufring in dem Düsenkörper 2 installiert wird. Die Walzen 62 können bereitgestellt werden, indem in der Trennwand 7 ein Walzenlager Installiert wird, das lediglich Walzen hat, die durch ein Gehäuse ohne inneren und äußeren Laufring gestützt sind.
  • Wenn die erste Verwirbelungsströmung F1 in dem ersten Kraftstoffdurchlass 8 erzeugt wird, dreht die erste Verwirbelungsströmung F1 die Walzen 62, während sie in dem ersten Kraftstoffdurchlass 8 einen Wirbel bildet, wie dies in 27 gezeigt ist. Wie dies wohl bekannt ist, ist die Reibungskraft der Walzreibung zu dem Zeitpunkt, zu dem die Walzen 62 durch den Kraftstoff gedreht werden, kleiner als die Reibungskraft der Gleitreibung, die zwischen einer Ebene und dem Kraftstoff erzeugt wird, Durch Anordnen der Walzen 62 auf diese Art kann dadurch der Reibungsverlust der ersten Verwirbelungsströmung F1 verringert werden. Auf ähnliche Weise dreht die zweite Verwirbelungsströmung F2 die Walzen 61 und die Walzen 62 während der Verwirbelung. Dadurch kann der Reibungsverlust der zweiten Verwirbelungsströmung F2 ebenso verringert werden.
  • Da gemäß dem Kraftstoffeinspritzventil 1 des siebten Ausführungsbeispiels der Reibungsverlust einer jeden Verwirbelungsströmung F1, F2 verringert werden kann, kann eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit einer jeden Verwirbelungsströmung F1, F2 unterdrückt werden. Dadurch kann jede Verwirbelungsströmung F1, F2 stärker gemacht werden. Dementsprechend kann das Dünnermachen des Kraftstoffs gefördert werden, indem die Verwirbelungsströmung Fout in dem Düsenloch 3 stärker gemacht wird.
  • Unter Bezugnahme auf 28 bis 30 wird eine Variation des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel beschrieben. 28 ist eine Schnittansicht, die den Verwirbelungsabschnitt 5 der vorliegenden Variation zeigt. 29 ist eine Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils 1 entlang der Linie XVIIII-XVIIII aus 28. 30 ist eine Abwicklungsansicht, die einen durch eine gestrichelte Linie in 29 umschlossenen Abschnitt zeigt. Wie dies in 28 und 29 gezeigt ist, sind in der vorliegenden Variation eine Vielzahl von Walzen 63 in der Mittelsäule 6 angeordnet. Die Walzen 63 sind durch die Mittelsäule 6 so gestützt, dass sie um ihre Mittelachse drehbar sind. Die Walzen 63 sind entlang des gesamten Umfangs bei regelmäßigen Intervallen angeordnet. Eine zylindrische erste Außenwand 64 ist an der Außenumfangsseite der Walzen 63 so vorgesehen, dass sie sich an den Walzen 63 dreht. Die Trennwand 7 ist mit einer zylindrischen ersten Innenwand 65 und einer zweiten Außenwand 66 versehen. Die erste Innenwand 65 ist an der Innenseite der Walzen 62 so vorgesehen, dass sie sich an den Walzen 62 dreht. Die zweite Außenwand 66 ist an der Außenseite der Walzen 62 so vorgesehen, dass sie sich an den Walzen 62 dreht. Die Innenumfangsfläche 2c des Düsenkörpers 2 ist mit einer zylindrischen zweiten Innenwand 67 versehen. Die zweite Innenwand 67 ist an der Innenseite der Walzen 61 so vorgesehen, dass sie sich an den Walzen 61 dreht. Die Walzen 61 bis 62, die Innenwände 65, 67 und die Außenwände 64, 66 können durch bereits bekannte Walzenlager bereitgestellt sein. In diesem Fall wird als die Außenwand 64, 66 ein Außenlaufring der Walzenlager verwendet. Und ein Innenlaufring des Walzenlagers wird als die Innenwand 65, 67 verwendet.
  • Wenn bei der vorliegenden Variation die erste Verwirbelungsströmung F1 in dem ersten Kraftstoffdurchlass 8 erzeugt wird, dreht die erste Verwirbelungsströmung F1 die erste Außenwand 64 und die erste Innenwand 65 durch die Reibungskraft, wie dies in 30 gezeigt ist. Wie dies vorstehend beschrieben ist, dreht sich die erste Außenwand 64 an den Walzen 63. Die erste Innewand 65 dreht sich an den Walzen 62. Dadurch wird die Reibungskraft der Gleitreibung, die zwischen der ersten Verwirbelungsströmung F1 und der ersten Außenwand 64 sowie der ersten Innenwand 65 erzeugt wird, kleiner als die Reibungskraft der Gleitreibung, die zwischen festen Wänden und dem Kraftstoff erzeugt wird. Die erste Außenwand 64 und die erste Innenwand 65 drehen sich zudem durch die Trägheitskraft. Dadurch kann der Reibungsverlust der ersten Verwirbelungsströmung F1 verringert werden. Da auf ähnliche Weise die zweite Verwirbelungsströmung F2 die zweite Außenwand 66 und die zweite Innenwand 67 dreht, kann der Reibungsverlust der zweiten Verwirbelungsströmung F2 ebenso verringert werden.
  • Gemäß dem Kraftstoffeinspritzventil 1 der vorliegenden Variation können die Innenumfangsfläche 2c des Düsenkörpers 2 und eine Fläche der Trennwand 7 glatt gemacht werden. In einem Fall, in dem die Viskosität des Kraftstoffs hoch ist, falls die feste Wand in dem Kraftstoffdurchlass 8, 9 mit Ausnahme der Walzen vorhanden ist, nimmt der Reibungsverlust der Gleitreibung zwischen der festen Wand und dem Kraftstoff zu. In der vorliegenden Variation ist die innere Wand an der Innenseite der Walzen vorgesehen und die äußere Wand ist an der Außenseite der Walzen vorgesehen. Dadurch kann der Reibungsverlust einer jeden Verwirbelungsströmung F1, F2 verringert werden, selbst wenn die Viskosität des Kraftstoffs hoch ist. Es ist möglich, die starke Verwirbelungsströmung Fout in dem Düsenloch 3 zu erzeugen, indem jede Verwirbelungsströmung F1, F2 stark gemacht wird. Dementsprechend kann das Dünnermachen des Kraftstoffs gefördert werden.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Verfahren zum Verringern des Reibungsverlusts nicht auf die Walzen beschränkt. Beispielsweise kann der Reibungsverlust verringert werden, indem eine Vielzahl von Mikro-Oberflächenunebenheiten, d. h. Vertiefungen sowohl an der Innenumfangsfläche 2c des Düsenkörpers 2 als auch an einer Fläche der Trennwand 7 ausgebildet werden.
  • (Achtes Ausführungsbeispiel)
  • Unter Bezugnahme auf 31 bis 36 wird ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem achten Ausführungsbeispiel beschrieben. 31 ist eine Ansicht, die den Verwirbelungsabschnitt 5 des Kraftstoffeinspritzventils des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigt. 32 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen durch eine durchgezogene Linie in 31 umschlossenen Abschnitt zeigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die gleichen Komponenten wie jene des ersten Ausführungsbeispiels durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung wird ausgelassen. Wie dies in 31 gezeigt ist, ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein erstes Spiralzahnrad 71, das als eine Strömungsdurchlassflächenänderungsvorrichtung dient, in dem ersten Kraftstoffdurchlass 8 angeordnet. Der erste Kraftstoffdurchlass 8 ist mit einem zweiten Spiralzahnrad 72 versehen, dass als das erste Verwirbelungselement dient. Das erste Spiralzahnrad 71 hat eine Vielzahl von Außenzähnen 71a, die an einer Außenumfangsfläche angeordnet sind, und eine Vielzahl von Innenzähnen 71b (siehe 32), die an einer Innenumfangsfläche angeordnet sind. Die Innenzähne 71b sind zudem mit Bezug auf die Mittellinie CL1 und mit Bezug auf die Außenzähne 71a schräggestellt. Das zweite Spiralzahnrad 72 hat eine Vielzahl von Außenzähnen 72a, die an einer Außenumfangsfläche angeordnet sind. Die Außenzähne 72a des zweiten Spiralzahnrads 72 sind so ausgebildet, dass deren Anzahl und Form gleich wie die Anzahl und Form der Außenzähne 71a des ersten Spiralzahnrads 71 sind. Das zweite Spiralzahnrad 72 ist zwischen der Mittelsäule 6 und der Trennwand 7 so befestigt, dass es sich nicht drehen kann. Wie dies in 32 gezeigt ist, ist das erste Spiralzahnrad 71 durch die Mittelsäule 6 über Achsschublager 73, 73 gestützt, so dass es sich um die Mittellinie CL1 drehen kann.
  • Wie dies in 31 gezeigt ist, ist die Mittelsäule 6 hohl. Die Nadel 4 hat einen Ventilelementabschnitt 4a und einen zylindrischen Wellenabschnitt 4b. Der Wellenabschnitt 4b ist an den Ventilelementabschnitt 4a koaxial vorgesehen. Die Verteilerplatte 10 ist mit einem Einsetzloch 10a versehen, in dem der Wellenabschnitt 4b so eingesetzt ist, dass er sich in der Richtung der Mittellinie CL1 bewegen kann. Die Nadel 4 ist so angeordnet, dass der Wellenabschnitt 4b durch das Einsetzloch 10a in die Mittelsäule 6 eingesetzt ist. Wie dies in 32 gezeigt ist, ist der Wellenabschnitt 4b mit einer Vielzahl von Außenzähnen 4c versehen, die mit den Innenzähnen 71b des ersten Spiralzahnrads 71 in Eingriff sind. Indem die Außenzähne 4c, die an den Wellenabschnitt 4b angeordnet sind, mit den Innenzähnen 71b des ersten Spiralzahnrads 71 in Eingriff sind, ist es auf diese Weise möglich, das erste Spiralzahnrad 71 zu drehen, indem die Linearbewegung der Nadel 4 in die Rotationsbewegung um die Mittellinie CL1 mittels der Außenzähne 4c und der Innenzähne 71b umgewandelt wird. Daher entsprechen die Außenzähne 4c und die Innenzähne 71b einem Bewegungsumwandlungsmechanismus der vorliegenden Erfindung. In diesem Fall ist es möglich, die Nadel 4 und das erste Spiralzahnrad 71 miteinander zu blockieren.
  • Wenn sich die Nadel 4 öffnet, wird die Nadel 4 von einer vollständig geschlossenen Position, bei der der Ventilelementabschnitt 4a mit dem Ventilsitz 2b in Kontakt ist, auf eine vorbestimmte vollständig geöffnete Position angehoben. Das erste Spiralzahnrad 71 ist so angeordnet, dass jeder der Außenzähne 71a den Raum zwischen den Außenzähnen 72a des zweiten Spiralzahnrads 72 bedeckt, wenn sich die Nadel 4 an der vollständig geschlossenen Position befindet, d. h. wenn der Hubbetrag der Nadel den Wert 0 hat. Da in diesem Fall, gesehen in der Richtung der Mittellinie CL1, jeder der Außenzähne 71a des ersten Spiralzahnrads 71 zwischen den Außenzähnen 72a des zweiten Spiralzahnrads 72 angeordnet ist, wird die Strömungsdurchlassfläche des Kraftstoffs für das erste Verwirbelungselement 13 minimal. Die Außenzähne 4c des Wellenabschnitts 4b und die Innenzähne 71b des ersten Spiralzahnrads 71 sind so angeordnet, dass die Außenzähne 71a des ersten Spiralzahnrads 71 und die Außenzähne 72a des zweiten Spiralzahnrads 72, gesehen in der Richtung der Mittellinie CL1, einander überlappen, wenn die Nadel 4 auf die vollständig geöffnete Position angehoben ist. In diesem Fall wird die Strömungsdurchlassfläche des Kraftstoffs für das erste Verwirbelungselement 13 maximal. Wie dies vorstehen erwähnt ist, wird die Durchlassfläche des ersten Verwirbelungselements in dem Kraftstoffeinspritzventil 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels dann minimal, wenn sich die Nadel 4 an der vollständig geschlossenen Position befindet, und die Durchlassfläche des ersten Verwirbelungselements wird dann maximal, wenn sich die Nadel 4 auf die vollständig geöffnete Position bewegt.
  • Als Nächstes werden unter Bezugnahme auf 33 bis 36 Vorgänge sowohl der Nadel 4 als auch des ersten Spiralzahnrads 71 beschrieben. 33 ist ein Graph, der zeitliche Variationen des Hubbetrags der Nadel 4 und der Strömungsdurchlassfläche des ersten Kraftstoffdurchlasses 8 an einer Stelle zeigt, an der sich das erste Spiralzahnrad 71 befindet. In 33 zeigt eine durchgezogene Linie die zeitliche Variation des Hubbetrags der Nadel 4 und eine gestrichelte Linie zeigt die zeitliche Variation der Strömungsdurchlassfläche des ersten Kraftstoffdurchlasses 8. 34 zeigt einen Zustand des ersten Spiralzahnrads 71 und des zweiten Spiralzahnrads 72, wenn sich die Nadel 4 an der vollständig geschlossenen Position befindet. 35 zeigt einen Zustand des ersten Spiralzahnrads 71 und des zweiten Spiralzahnrads 72, wenn die Nadel 4 angehoben ist. 36 zeigt einen Zustand des ersten Spiralzahnrads 71 und des zweiten Spiralzahnrads 72, wenn sich die Nadel 4 an der vollständig geöffneten Position befindet. Eine untere Figur in 34 bis 36 zeigt eine Querschnittsansicht des ersten Kraftstoffdurchlasses entlang der Linie A-A in der oberen Figur einer jeder der Figuren. In 34 bis 36 ist die Darstellung der Mittelsäule 6 ausgelassen.
  • In 33 erreichen das erste Spiralzahnrad 71 und das zweite Spiralzahnrad 72 einen in 34 erreichten Zustand in einer Zeitspanne P1, in der der Hubbetrag der Nadel 4 den Wert 0 hat, d. h., die Nadel 4 sich an der vollständig geschlossenen Position befindet. Dadurch wird die Strömungsdurchlassfläche des ersten Kraftstoffdurchlasses 8 minimal. Wenn die Nadel 4 von diesem Zustand angehoben wird, nimmt die Strömungsdurchlassfläche des ersten Kraftstoffdurchlasses 8 mit dem Anheben der Nadel 4 allmählich zu, wie dies in einer Zeitspanne P2 von 33 gezeigt ist. 35 zeigt einen Zustand des ersten Spiralzahnrads 71 und des zweiten Spiralzahnrads 72 zu einem Zeitpunkt T in der Zeitspanne P2. Zwischen den Außenzähnen 4c des Schaftabschnitts 4d und den Innenzähnen 71a des ersten Spiralzahnrads 71 ist ein Spiel vorgesehen. Dadurch wird in einer Zeitspanne von dem Zeitpunkt, zu dem die Nadel 4 mit dem Anheben anfängt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Strömungsdurchlassfläche des ersten Kraftstoffdurchlasses 8 damit anfängt, sich zu ändern, eine tote Zone D erzeugt. Die Strömungsdurchlassfläche des ersten Kraftstoffdurchlasses 8 erreicht ein Maximum, wie dies in 36 gezeigt ist, wenn der Hubbetrag der Nadel 4 ein Maximum erreicht, d. h., wenn die Nadel 4 die vollständig geöffnete Position erreicht. Dieser Zustand wird gehalten, bis die Nadel 4 damit anfängt, sich zu der Seite des Ventilsitzes 2b zu bewegen und das erste Spiralzahnrad 71 damit anfängt, sich zu drehen. Das heißt, dieser Zustand wird während einer Zeitspanne P3 von 33 gehalten. Wenn sich die Nadel 4 von der vollständig geöffneten Position in Richtung der Seite des Ventilsitzes 2b bewegt, dreht sich das erste Spiralzahnrad 71 in einer Richtung, die entgegengesetzt zu einer Rotationsrichtung in dem Fall ist, in dem die Nadel 4 angehoben wird. Dadurch wird die Strömungsdurchlassfläche des ersten Kraftstoffdurchlasses 8 verringert, wenn sich die Nadel 4 in Richtung der Seite des Ventilsitzes 2b bewegt. Wenn der Hubbetrag der Nadel 4 den Wert 0 erreicht, kehrt der Zustand des ersten Spiralzahnrads 71 und des zweiten Spiralzahnrads 72 zu dem in 34 gezeigten Zustand zurück. Danach werden diese Vorgänge wiederholt.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann gemäß dem Kraftstoffeinspritzventil des achten Ausführungsbeispiels die Strömungsdurchlassfläche des ersten Kraftstoffdurchlasses 8 mit zunehmendem Hubbetrag der Nadel 4 zunehmen. Die Menge des in den Verwirbelungsabschnitt 5 einströmenden Kraftstoffs ist klein unmittelbar nachdem die Nadel 4 damit anfängt, angehoben zu werden. In dieser Zeitspanne ist die Strömungsdurchlassfläche des ersten Kraftstoffdurchlasses 8 klein. Daher ist es möglich, die Strömungsgeschwindigkeit der ersten Verwirbelungsströmung F1 zu erhöhen, selbst wenn die Kraftstoffmenge klein ist. Dementsprechend kann die starke erste Verwirbelungsströmung F1 erzeugt werden. Wenn sich andererseits die Nadel 4 bewegt und die vollständig geöffnete Position erreicht, wird die Menge des in den Verwirbelungsabschnitt 5 strömenden Kraftstoffs groß. Da in diesem Fall die Strömungsdurchlassfläche des ersten Kraftstoffdurchlasses 8 maximal ist, kann der Druckverlust verringert werden. Dadurch kann die starke erste Verwirbelungsströmung F1 auch in diesem Fall erzeugt werden. Gemäß dem Kraftstoffeinspritzventil des achten Ausführungsbeispiels kann die starke erste Verwirbelungsströmung F1 während einer Zeitspanne erzeugt werden, bis die Nadel 4 die vollständig geöffnete Position erreicht hat, unmittelbar nachdem die Nadel 4 damit angefangen hat, angehoben zu werden. Daher ist es möglich, die Verwirbelungsströmung Fout in dem Düsenloch 3 stark zu machen. Dementsprechend ist es möglich, das Dünnermachen des Kraftstoffs zu fördern und das Zerstäuben des Kraftstoffs zu fördern.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der zweite Kraftstoffdurchlass 9 mit dem als eine Strömungsdurchlassflächenänderungsvorrichtung dienenden ersten Spiralzahnrad versehen sein, so dass die Strömungsdurchlassfläche geändert werden kann. Dieses erste Spiralzahnrad ist so vorgesehen, dass die Strömungsdurchlassfläche des zweiten Kraftstoffdurchlasses 9 mit dem Anheben der Nadel 4 wie bei dem vorstehend erwähnten ersten Spiralzahnrad des ersten Kraftstoffdurchlasses 8 allmählich zunimmt. Eine Antriebsvorrichtung zum Drehen des ersten Spiralzahnrads ist nicht auf das Ventilelement beschränkt. Das erste Spiralzahnrad kann unter Verwendung einer geeigneten Antriebsvorrichtung, etwa eines Motors oder dergleichen gedreht werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und kann in verschiedenen Arten ausgeführt werden. Beispielsweise kann das Kraftstoffeinspritzventil der vorliegenden Erfindung auf eine Brennkraftmaschine der direkt in den Zylinder einspritzenden Bauart angewendet werden, bei der der Kraftstoff direkt in die Zylinder eingespritzt wird. Falls in dem Düsenkörper 2 Verwirbelungsströmungen erzeugt werden können, kann die Trennwand ausgelassen werden. Jedes Verwirbelungselement ist ausreichend, solange die Verwirbelungsströmungen, die nebeneinander existieren, in zueinander entgegengesetzten Richtungen verwirbelt werden. In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden eine Verwirbelungsströmung an einer Seite des Düsenlochs und eine Verwirbelungsströmung an der anderen Seite des Düsenlochs so erzeugt, dass ihre Mitten an der gleichen Stelle liegen. Jedoch können die Mitten der Verwirbelungsströmungen an voneinander verschiedenen Stellen liegen. Beispielsweise kann die Mitte der ersten Verwirbelungsströmung an einer Seite des Düsenlochs festgelegt sein und die Mitte der zweiten Verwirbelungsströmung kann an der anderen Seite des Düsenlochs festgelegt sein. In diesem Fall werden die erste Verwirbelungsströmung und die zweite Verwirbelungsströmung in der gleichen Richtung verwirbelt, so dass sie in zueinander entgegengesetzten Richtungen strömen, wenn sie einander an gegenüberliegenden Seiten des Düsenlochs passieren.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele können auf geeignete Weise miteinander kombiniert werden, solange sie sich nicht gegenseitig stören. Beispielsweise kann das Verwirbelungselement durch eine Vielzahl von Spiralzahnrädern konfiguriert sein, der Einschnittabschnitt kann in dem Düsenloch ausgebildet sein und die Innenumfangsfläche des Düsenkörpers und die Trennwand können mit den Walzen versehen sein. Durch Kombinieren der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele in geeigneter Art auf diese Weise kann das Dünnermachen des Kraftstoffs weiter gefördert werden.

Claims (15)

  1. Kraftstoffeinspritzventil mit einem Düsenkörper, der zumindest ein Düsenloch in seinem vorderen Abschnitt hat, wobei in den Düsenkörper geführter Kraftstoff von dem Düsenloch eingespritzt wird, wobei das Kraftstoffeinspritzventil Folgendes aufweist: eine erste Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung zum Verwirbeln eines Teils des Kraftstoffs in dem Düsenkörper, um eine erste Verwirbelungsströmung zu erzeugen, und eine zweite Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung zum Verwirbeln zumindest eines Teils des übrigen Kraftstoffs, der in dem Düsenkörper verblieben ist, um eine zweite Verwirbelungsströmung zu erzeugen, wobei die erste Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung und die zweite Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung derart in dem Düsenkörper montiert sind, dass sich die erste Verwirbelungsströmung gesehen in einer Richtung einer Mittellinie des Düsenlochs an einer Seite einer Einlassöffnung des Düsenlochs befindet, während sich die zweite Verwirbelungsströmung an der anderen Seite der Einlassöffnung des Düsenlochs befindet, und wobei die erste Verwirbelungsströmung und die zweite Verwirbelungsströmung als zueinander entgegengesetzte Strömungen ausgebildet sind, die einander an gegenüberliegenden Seiten des Düsenlochs passieren.
  2. Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 1, wobei der vordere Abschnitt derart mit einer Vielzahl von Düsenlöchern versehen ist, dass die Vielzahl von Düsenlöchern konzyklisch ausgerichtet sind, wobei die erste Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung derart vorgesehen ist, dass die erste Verwirbelungsströmung an einer Stelle erzeugt wird, die näher an einer Mittenseite als eine Stelle der Vielzahl von Düsenlöchern liegt, während sie in einer vorbestimmten Verwirbelungsrichtung verwirbelt, und wobei die zweite Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung derart vorgesehen ist, dass sich die zweite Verwirbelungsströmung in einer gleichen Richtung wie die erste Verwirbelungsströmung bewegt, während das Verwirbeln in einer zu der vorbestimmten Verwirbelungsrichtung entgegengesetzten Richtung stattfindet, und an einer Steile erzeugt wird, die näher an einer Außenumfangsseite als eine Stelle der Vielzahl von Düsenlöchern liegt.
  3. Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner mit einer Trennwand, die ein Inneres des Düsenkörpers in einen ersten Kraftstoffdurchlass und einen zweiten Kraftstoffdurchlass trennt, so dass diese an der Einlassöffnung des Düsenlochs zusammengeführt werden, wobei die erste Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung in dem ersten Kraftstoffdurchlass angeordnet ist und die zweite Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung in dem zweiten Kraftstoffdurchlass angeordnet ist.
  4. Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 1, wobei der vordere Abschnitt mit einer Vielzahl von Düsenlöchern versehen ist, ein Teil der Düsenlöcher an einem ersten Umfang angeordnet ist, um eine erste Gruppe von Düsenlöchern zu bilden, während verbleibende Düsenlöcher an einem zu dem ersten Umfang koaxialen zweiten Umfang angeordnet sind und eine zweite Gruppe von Düsenlöchern an einer Außenseite der ersten Gruppe von Düsenlöchern bilden, wobei die erste Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung so angeordnet ist, dass sie die erste Verwirbelungsströmung an einer Mittenseite der ersten Gruppe der Düsenlöcher erzeugt, indem ein erster Kraftstoff als ein Teil des in den Düsenkörper eingebrachten Kraftstoffs in einer vorbestimmten Verwirbelungsrichtung verwirbelt wird, und wobei die zweite Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung so angeordnet ist, dass sie die zweite Verwirbelungsströmung erzeugt, die sich in der gleichen Richtung wie die erste Verwirbelungsströmung an einer weiter außen liegenden Umfangsseite als die der ersten Gruppe von Düsenlöchern und an einer Stelle näher an der Mittenseite als die zweite Gruppe von Düsenlöchern bewegt, indem ein zweiter Kraftstoff als ein Teil des verbleibenden Kraftstoffs in dem Düsenkörper in einer zu der vorbestimmten Verwirbelungsrichtung entgegengesetzten Richtung verwirbelt wird, wobei das Kraftstoffeinspritzventil ferner Folgendes aufweist: eine dritte Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung zum Verwirbeln in der vorbestimmten Verwirbelungsrichtung des verbleibenden Kraftstoffs des in den Düsenkörper eingebrachten Kraftstoffs mit Ausnahme des ersten Kraftstoffs und des zweiten Kraftstoffs, um an einer Außenseite der zweiten Verwirbelungsströmung eine dritte Verwirbelungsströmung zu erzeugen, die sich in der gleichen Richtung wie die erste Verwirbelungsströmung bewegt; eine erste Trennwand zum Trennen des Inneren des Düsenkörpers in einen ersten Kraftstoffdurchlass, an dem die erste Verwirbelungsströmung erzeugt wird, und in einen verbleibenden Raum; und eine zweite Trennwand zum Trennen des verbleibenden Raums in dem Düsenkörper in einen zweiten Kraftstoffdurchlass, in welchem die zweite Verwirbelungsströmung erzeugt wird, und in einen dritten Kraftstoffdurchlass, in welchem die dritte Verwirbelungsströmung erzeugt wird.
  5. Kraftstoffeinspritzventils gemäß Anspruch 3 oder 4, ferner mit einem Ventilelement, um den Kraftstoff durch Anheben des Ventilelements von einem Zustand, in dem das Ventilelement mit einem an dem Düsenkörper ausgebildeten Ventilsitz in Kontakt ist, in den Düsenkörper zu führen, wobei das Ventilelement an einer stromaufwärtigen Seite des Düsenkörpers vorgesehen ist, und einer Strömungsdurchlassflächenänderungsvorrichtung zum Ändern der Strömungsdurchlassfläche zumindest des ersten Kraftstoffdurchlasses und/oder des zweiten Kraftstoffdurchlasses in Abhängigkeit von dem Hubbetrag des Ventilelements.
  6. Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 5, wobei die Strömungsdurchlassflächenänderungsvorrichtung die Strömungsdurchlassfläche zumindest des ersten Kraftstoffdurchlasses und/oder des zweiten Kraftstoffdurchlasses mit einer Erhöhung des Hubbetrags des Ventilelements vergrößert.
  7. Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei der erste Kraftstoffdurchlass zylindrisch ausgebildet ist, und an dem ersten Kraftstoffdurchlass ein erstes Spiralzahnrad als die Strömungsdurchlassflächenänderungsvorrichtung vorgesehen ist, wobei das erste Spiralzahnrad koaxial zu dem ersten Kraftstoffdurchlass vorgesehen und um eine Achse des ersten Kraftstoffdurchlasses drehbar ist, und ein zweites Spiralzahnrad als die erste Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung vorgesehen ist, wobei das zweite Spiralzahnrad koaxial zu und überlappend mit dem ersten Spiralzahnrad vorgesehen ist, das in dem ersten Kraftstoffdurchlass zu befestigen ist, wobei das zweite Spiralzahnrad die gleiche Form wie das erste Spiralzahnrad hat, wobei das Kraftstoffeinspritzventil ferner einen Bewegungsumwandlungsmechanismus hat, der eine lineare Bewegung des Ventilelements in eine Rotationsbewegung des ersten Spiralzahnrads umwandelt.
  8. Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei jeder Kraftstoffdurchlass zylindrisch ausgebildet ist, und jede Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung derart in dem Düsenkörper angeordnet ist, dass Werte gleich zueinander gemacht werden, wobei jeder der Werte erhalten wird, indem ein Radius des Kraftstoffdurchlasses, an dem die erzeugte Verwirbelungsströmung strömt, durch einen Abstand von der Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung geteilt wird, die die Verwirbelungsströmung an dem Düsenloch erzeugt.
  9. Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, mit einer Reibungsverringerungsvorrichtung, die zumindest an einer Innenumfangsfläche des Düsenkörpers und/oder einer Fläche der in dem Düsenkörper angeordneten Trennwand vorgesehen ist, um die Reibung zwischen diesen Flächen und dem Kraftstoff zu verringern.
  10. Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 9, wobei die Reibungsverringerungsvorrichtung eine Vielzahl von Walzen aufweist, die so angeordnet sind, dass sie in der Lage sind, sich in einer Richtung zu drehen, in der der Kraftstoff verwirbelt wird.
  11. Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei die Trennwand in dem Düsenkörper einen konischen Abschnitt hat, der zu der Außenumfangsseite auseinandergeht, und der an einem Endabschnitt einer stromabwärtigen Seite der Strömung des Kraftstoffs vorgesehen ist, der vordere Abschnitt des Düsenkörpers mit einer schräggestellten Fläche versehen ist, die derart schräggestellt ist, dass sie senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung des konischen Abschnitts verläuft, und das Düsenloch an der schräggestellten Fläche angeordnet ist.
  12. Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei ein Spiralzahnrad, das mit Bezug auf eine Mittellinie schräggestellte Zähne hat, so vorgesehen ist, dass es als zumindest eine von der ersten Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung und der zweiten Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung dient.
  13. Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei eine Vielzahl von Spiralzahnrädern, die jeweils Zähne haben, die mit Bezug auf die Mittellinie bei voneinander verschiedenen Schrägstellungswinkeln schräggestellt sind, als zumindest die erste Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung und/oder die zweite Kraftstoffverwirbelungsvorrichtung vorgesehen sind, und die Vielzahl von Spiralzahnrädern sind derart gestapelt, dass der Schrägstellungswinkel umso größer wird, je weiter sich das Spiralzahnrad an der stromabwärtigen Seite befindet.
  14. Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei ein Einschnittabschnitt, der in einer Radialrichtung auswärts ausgehöhlt ist, an einer Innenumfangsfläche des Düsenlochs und entlang der Mittellinie des Düsenlochs ausgebildet ist.
  15. Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei eine Querschnittsform des Einschnittabschnitts ein Kreis ist.
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