DE112012006794T5

DE112012006794T5 - Kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE112012006794T5
Application number: DE112012006794.0T
Authority: DE
Inventors: c/o Mitsubishi Electric Co Sakata Yukitaka; c/o Mitsubishi Electric Co Munezane Tsuyoshi; c/o Mitsubishi Electric Corp. Hashii Naoya; c/o Mitsubishi Electric Cor Ito Keisuke; c/o Mitsubishi Electric Cor Watanabe Kyosuke; c/o Mitsubishi Electric Corp. Kawasaki Shota
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2012-08-09
Publication date: 2015-04-23
Also published as: CN104520577A; KR20150002857A; US20150136877A1; PH12014502515B1; KR101670154B1; CN104520577B; PH12014502515A1; JPWO2014024292A1; US9863380B2; JP5933720B2; WO2014024292A1

Abstract

Es wird ein Kraftstoffeinspritzventil geschaffen, das sowohl eine Zerstäubung und Aggregation von Sprühnebeln bei niedrigen Kosten realisiert, während eine Variation in Strömungsrateneigenschaften begrenzt wird. Eine Einspritzlochplatte (11) mit Einspritzlöchern (12) ist an einer stromabwärtsseitigen Endfläche (10b) eines Ventilsitzes (10) angebracht. Ein Hohlraum (15) ist an der stromabwärtsseitigen Endfläche (10b) ausgebildet. Wenn Einspritzlocheinlässe und Einspritzlochauslässe vertikal auf eine X-Y-Ebene (N) senkrecht zu einer Ventilsitzaxialmittellinie projiziert werden, ist ein Einspritzlochanordnungswinkel (θ), der durch eine gerade Linie (a), die durch ein Zentrum des Einspritzlocheinlasses eines Referenzeinspritzlochs und das Ventilsitzaxialzentrum läuft, und eine gerade Linie (b) gebildet wird, die durch ein Zentrum des Einspritzlocheinlasses des zu dem Referenzeinspritzlochs benachbarten Einspritzlochs und die Ventilsitzaxialmittellinie auf der Ebene (N) läuft, so festgelegt, dass er mit zunehmender Nähe zu der Y-Achse kleiner wird. Ein Kraftstoffdrehwinkel (α) auf einer Seite eines breiten Winkels, der durch die gerade Linie (a) und eine gerade Linie (c), die durch ein Zentrum des Einspritzlocheinlasses und ein Zentrum des Einspritzlochauslasses auf der Ebene (N) läuft, gebildet wird, erfüllt eine Beziehung: 90° < α < 180°.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil zur Verwendung für ein Kraftstoffzuführsystem für eine innere Brennkraftmaschine, und spezieller auf ein Kraftstoffeinspritzventil, das sowohl eine Spritzausrichtung und eine Zerstäubung als Sprühnebeleigenschaften bzw. Sprüheigenschaften des Kraftstoffeinspritzventils realisiert.
Stand der Technik
In vergangenen Jahren wurde zusammen mit einem Trend in Richtung von strikteren Regulierungen von Abgasemissionen von Automobilen oder dergleichen die Anforderung gestellt, die Verbrennungseffizienz zu verbessern.
Im Allgemeinen wird bei irgendeinem Einspritzloch eines Kraftstoffeinspritzventils, wenn sich ein Kraftstoffflüssigkeitsfilm dünn in dem Einspritzloch ausbreitet, ein Teilchendurchmesser eines nach dem Einspritzen durch Aufbrechen des Flüssigkeitsfilms gebildeten Tropfens kleiner. Ein Winkel des Flüssigkeitsfilms, der von einem einzelnen Einspritzloch eingespritzt wird (hiernach als ein ”Einzelsprühwinkel” bezeichnet), wird jedoch größer. Zu diesem Zeitpunkt stehen der Sprühteilchendurchmesser und der Einzelsprühwinkel in einer Kompromissbeziehung, wie auf der vertikalen Achse und der horizontalen Achse von 13 gezeigt.
In einer inneren Brennkraftmaschine, welche den Kraftstoff in Richtung eines an einem distalen Endes eines Einlassanschlusses vorgesehenen Einlassventils einspritzt, wird der Kraftstoff bisher dazu gebracht, an dem Einlassventil zu haften, und der verdampfte Kraftstoff wird in eine Brennkammer zugeführt.
Wenn jedoch ein Sprühwinkel eines Sprühaggregats, das durch Aggregieren einer Mehrzahl der einzelnen Sprühnebel erhalten wird, zu groß festgelegt ist, nachdem der Einzelsprühwinkel erhöht wurde, mit unzureichender Zerstäubung, nimmt die Menge an Sprühnebel, die in Bezug auf eine Mittelachse des Sprühnebels auf der äußeren Seite angeordnet ist, die an einer Innenwand des Einlassanschlusses haftet, zu dem Zeitpunkt einer Einspritzung zu. Daher besteht ein Problem, dass die Motorsteuerbarkeit abnimmt.
Wenn der an der Einlassanschluss haftende Sprühnebel zu dem Flüssigkeitsfilm wird, der dann entlang der Innenwand des Einschlussanschlusses in die Brennkammer strömt, besteht darüber hinaus ein Problem darin, dass die Abnahme der Abgasemissionsleistung und eine verringerte Verbrennungseffizienz verursacht werden.
Als Lösungen zu den vorstehend erwähnten Problemen wurden eine Auswahl an Technologien vorgeschlagen, um sowohl die Zerstäubung und das Aggregieren der Sprühnebel zu realisieren (siehe beispielsweise Patentliteratur 1 und 2).
In Patentliteratur 1 sind eine Mehrzahl von Einspritzlöchern, die durch eine Einspritzlochplatte ausgebildet sind, auf einer radial äußeren Seite einer Ventilsitzöffnungsinnenwand angeordnet, die ein Abschnitt mit einem minimalen Innendurchmesser des Ventilsitzes mit einem in Richtung einer stromabwärtigen Seite reduzierten Durchmesser ist. Eine Aussparung, welche die Ventilsitzöffnungsinnenwand und die Einspritzlöcher miteinander in Verbindung bringt, ist in einer stromabwärtsseitigen Endfläche des Ventilsitzes ausgebildet.
Wenn eine Mehrzahl von Einspritzlocheinlässen auf eine Ebene projiziert werden, die senkrecht steht zu einer Ventilsitzaxialmittelachse bzw. einer Ventilsitzaxialmitte, ist darüber hinaus ein Abstand zwischen einem äußersten Durchmesser der Mehrzahl von Einspritzlöchern und einer äußeren Umfangswand der Aussparung identisch mit oder größer als der Durchmesser des Einspritzlochs festgelegt.
Auf diese Weise werden, wenn das Ventil geöffnet ist, eine Kraftstoffströmung von einem Ventilsitzaxialzentrum in Richtung des Zentrums des Einspritzlochs und eine Kraftstoffströmung, welche einem Teil der Strömung entlang einer äußeren Umfangsfläche der Aussparung durch Abschnitte zwischen den Einspritzlöchern in die Einspritzlöcher entspricht, dazu gebracht, miteinander zu kollidieren, um eine Turbulenz in der Kraftstoffströmung zu erzeugen, wodurch der Flüssigkeitsfilm aufgebrochen wird, um so eine Förderung der Zerstäubung zu realisieren.
In Patentliteratur 2 sind eine lange Achse und eine kurze Achse, die kürzer als die lange Achse ist und senkrecht zu der langen Achse steht, bei einem Endabschnitt der Ventilsitzöffnung definiert. Eine Kraftstoffkammer ist bereitgestellt, die eine lange Achse, die länger ist als der Innendurchmesser der Ventilsitzöffnung, und eine kurze Achse aufweist, die kürzer ist als der Innendurchmesser der Ventilsitzöffnung. In der Kraftstoffkammer sind die Einspritzlöcher ausgebildet.
Im Ergebnis strömt der Kraftstoff zu der radial äußeren Seite in Bezug auf das Ventilsitzaxialzentrum bzw. die Ventilsitzaxialmittellinie, zum Ausbilden einer Wirbelströmung in der Brennkammer und zum in den dünneren Film Formen des eingespritzten Kraftstoffs. Auf diese Weise wird die Förderung der Zerstäubung realisiert.
Um übrigens einen Mechanismus der Zerstäubung des Kraftstoffstrahls klar zu stellen, ist der von den Einspritzlöchern eingespritzte Kraftstoff zunächst vergrößert fotografiert. Im Ergebnis ist gezeigt, dass der Kraftstoffaufbruchprozess (”fuel breakup process”) von ”Flüssigkeitsfilm” über ”Flüssigkeitsfäden” zu ”Tröpfchen” übergeht, mittels einer Kraft zum Diffundieren bzw. Verteilen des Kraftstoffs, die eine Oberflächenspannung überwindet.
Darüber hinaus ist auch gezeigt, dass die Wirkungen der Oberflächenspannung stärker werden, nachdem der Kraftstoff einmal zu den Flüssigkeitströpfchen geworden ist und das Aufbrechen daher von da an unwahrscheinlicher wird.
Daher ist gezeigt, dass ein höherer Grad an Zerstäubung erreicht werden kann, wenn der ”dünne Flüssigkeitsfilm” mit kleinerer Kraftstoffturbulenz von den Einspritzlöchern eingespritzt wird und der Flüssigkeitsfilm weiter dünn verteilt wird, um dann aufgebrochen zu werden. Im Gegenteil dazu tritt das Aufbrechen, wenn in der Kraftstoffströmung die Turbulenz auftritt, in einem Zustand eines ”dicken Flüssigkeitsfilm” auf, bevor der Kraftstoffflüssigkeitsfilm dünn verteilt worden ist. Daher werden die Tröpfchen nach dem Aufbrechen auch größer.
In dem Kraftstoffeinspritzventil mit der Mehrzahl von Einspritzlöchern, die durch die Einspritzlochplatte ausgebildet sind, die auf der radial äußeren Seite der Ventilsitzöffnungsinnenwand angeordnet sind, und mit der Aussparung, welche die Ventilsitzöffnungsinnenwand und die Einspritzlöcher miteinander in Verbindung bringt, verteilt sich darüber hinaus, wenn das Ventil geöffnet ist, der Kraftstoff radial von dem Ventilsitzaxialzentrum in der Aussparung, um in Richtung des Zentrums des Einspritzlochs zu strömen.
Wenn das Sprühnebelaggregat von der Kraftstoffeinspritzventil in einer Mehrzahl von Richtungen ausgespritzt wird, verändert sich daher eine Orientierung der Strömung des Kraftstoffs, der in das Einspritzloch strömt, in dem Einspritzloch plötzlich in Richtung zu einer gewünschten Einspritzrichtung. Daher wird die Wirbelströmung in jedem der Einspritzlöcher ausgebildet. Zu dieser Zeit dient die Wirbelströmung, die in den Einspritzlöchern erzeugt wird, dazu, den Kraftstoff in den dünnen Flüssigkeitsfilm zu verteilen, ohne die Turbulenzen in der Kraftstoffströmung zu erzeugen. Dadurch ist gezeigt, dass die eingespritzte Teilchengröße reduziert werden kann.
Weder in Patentliteratur 1 noch in Patentliteratur 2 wird jedoch der vorstehend beschriebene klargestellte Zerstäubungsmechanismus geeignet eingesetzt.
Referenzliste
Patentliteratur

[PTL 1] JP 2001-46919 A
[PTL 2] JP 2006-2620 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Im Fall von Patentliteratur 1 fördert das Kraftstoffeinspritzventil nach dem Stand der Technik, wenn das Ventil geöffnet ist, die Kollision zwischen der Kraftstoffströmung von dem Ventilsitzaxialzentrum in Richtung des Zentrums des Einspritzlochs und der Kraftstoffströmung, die dem Teil der Strömung entspricht, der entlang der äußeren Umfangsfläche der Aussparung durch Abschnitte zwischen den Einspritzlöchern in die Einspritzlöcher gelangt, um die Turbulenz in der Kraftstoffströmung zu erzeugen. Daher besteht ein Problem darin, dass sich der Teilchendurchmesser verschlechtert.
Darüber hinaus besteht ein weiteres Problem darin, dass der Aufbau der Einspritzlöcher zum in jedem der Einspritzlöcher Ausbilden der Wirbelströmung nicht definiert ist.
Andererseits strömt in dem Fall von Patentliteratur 2 die in der Kraftstoffkammer ausgebildete Wirbelströmung in die Einspritzlöcher. Im Ergebnis kann ein Wirbelsprühnebel, bzw. ein Strahlsprühnebel (”swirl spray”) eingespritzt werden. Die Wirbelströmung muss jedoch zu einem solchen Grade verstärkt werden, dass die Zerstäubung gefördert wird. Daher besteht ein Problem darin, dass der Sprühwinkel des Sprühaggregats bzw. Sprühnebelaggregats zu groß wird, was zu einer Schwierigkeit beim Realisieren von sowohl der Zerstäubung als auch der Aggregation der Sprühnebel führt.
Darüber hinaus ist in dem Fall von Patentliteratur 2 der Einspritzlochdurchmesser reduziert, zum Erhöhen der Anzahl von Einspritzlöchern, so dass eine Strömungsrate reduziert ist, die von jedem der Einspritzlöcher eingespritzt wird. Auf diese Weise wird das in die Form des dünnen Films Bringen des Kraftstoffs in den Einspritzlöchern vereinfacht, um das Fördern der Zerstäubung zu ermöglichen. Die Einspritzlöcher können jedoch nur in vier Ecken der Kraftstoffkammer bereitgestellt werden. Daher kann die Anzahl von Einspritzlöchern nicht erhöht werden, um identisch oder größer zu sein als vier. Daher besteht ein Problem darin, dass der vorstehend erwähnte Aufbau nicht angepasst werden kann, sodass das Fördern der Zerstäubung schwierig wird.
Ferner sind der Einspritzlochdurchmesser und die Anzahl von Einspritzlöchern für die Zerstäubung beschränkt. Daher besteht ein Problem darin, dass die Kraftstoffeinspritzventile unterschiedliche Strömungsraten aufweisen.
Die vorliegende Erfindung wurde vorgenommen, um die vorstehend beschriebenen Problem zu lösen, und hat eine Aufgabe, ein Kraftstoffeinspritzventil zu schaffen, das zum Erzeugen einer ausgezeichneten Wirbelströmung bzw. Drallströmung eingerichtet ist, während Kosten mit einer simplen Form niedrig gehalten werden, um dadurch eine Förderung von sowohl einer Zerstäubung als auch einer Aggregieren von Sprühnebeln zu realisieren.
Lösung des Problems
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftstoffeinspritzventil bereitgestellt, mit: einem Ventilsitz mit einer Ventilsitzaufnahmefläche, die an einem offenen Ende des Kraftstoffeinspritzventils vorgesehen ist; einem Ventilelement, das dem Ventilsitz gegenüberliegend vorgesehen ist, zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes; und einer Einspritzlochplatte, die auf einer stromabwärtigen Seite des Ventilsitzes angebracht ist, mit einer Mehrzahl an Einspritzlöchern. Das Kraftstoffeinspritzventil ist dazu eingerichtet, das Ventilelement in einer Ventilöffnungsrichtung zu betätigen, in Reaktion auf ein Betätigungssignal von einer Motorsteuereinheit, um so zu erlauben, dass ein Kraftstoff zwischen dem Ventilelement und der Ventilsitzaufnahmefläche vorbeigelangt, um dadurch ein Sprühaggregat von der Mehrzahl von Einspritzlöchern in Richtung eines Einlassventils einzuspritzen. Die Mehrzahl von Einspritzlöchern sind auf einer radial äußeren Seite einer Ventilsitzöffnungsinnenwand ausgebildet, die ein Abschnitt mit einem minimalen inneren Durchmesser des Ventilsitzes mit einem in Richtung der stromabwärtigen Seite reduzierten Durchmesser ist. Der Ventilsitz weist eine Aussparung auf, die in einer stromabwärtsseitigen Endfläche des Ventilsitzes ausgebildet ist, um die Ventilsitzöffnungsinnenwand und jedes der Mehrzahl von Einspritzlöchern miteinander in Verbindung zu bringen. Wenn eine gerade Linie, die durch Projizieren einer Zylindermittelachse O eines Motors auf eine Ebene N erzeugt wird, die zu einer Ventilsitzaxialmittellinie des Ventilsitzes senkrecht steht, eine P-Achse ist, eine gerade Linie, die durch die Ventilsitzaxialmittellinie läuft und zu der P-Achse auf der Ebene N senkrecht steht, eine X-Achse ist, eine gerade Linie, die zu der P-Achse auf der Ebene N parallel ist, eine Y-Achse ist, und wenn eines der Mehrzahl von Einspritzlöchern in einem Fall, in dem Einspritzlocheinlässe und Einspritzlochauslässe der Mehrzahl von Einspritzlöchern vertikal auf die Ebene N projiziert werden, als ein Referenzeinspritzloch festgelegt wird, ist ein Zwischeneinspritzlochwinkel θ, der durch eine gerade Linie a, die durch ein Zentrum des Einspritzlocheinlasses des Referenzeinspritzlochs und die Ventilsitzaxialmittellinie bzw. das Ventilsitzaxialzentrum läuft, und eine gerade Linie b ausgebildet ist, die durch ein Zentrum des Einspritzlocheinlasses des Einspritzlochs, das zu dem Referenzeinspritzloch benachbart ist, und die Ventilsitzaxialmittellinie auf der Ebene N läuft, so festgelegt, dass er kleiner wird, wenn näher an der Y-Achse, und ein Kraftstoffdrehwinkel α auf einer Weitwinkelseite bzw. Breitwinkelseite bzw. einer Seite eines breiten Winkels in einem Winkel, der durch die gerade Linie a und eine gerade Linie c gebildet wird, die durch das Zentrum bzw. den Mittelpunkt des Einspritzlocheinlasses und ein Zentrum des Einspritzlochauslasses auf der Ebene N läuft, erfüllt eine Beziehung: 90° < α < 180°. Die Einspritzlochplatte weist Konkavabschnitte auf, die auf einer stromabwärtsseitigen Endfläche der Einspritzlochplatte in einer eins-zu-eins Beziehung in Bezug auf die Mehrzahl von Einspritzlöchern ausgebildet sind, wobei jeder einen größeren Öffnungsbereich als ein Öffnungsbereich von jedem der Vielzahl an Einspritzlöchern aufweist. Die Konkavabschnitte sind so angeordnet, dass ein Bereich, wo eine Einspritzlochlänge kurz ist, auf einer Seite einer gewünschten Einspritzrichtung größer wird als auf einer entgegengesetzten Seite in Bezug auf die gerade Linie c.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in jedem der Einspritzlöcher eine Wirbelströmung bzw. Drallströmung ausgebildet, durch eine Kraftstoffhauptströmung in Richtung des Zentrums bzw. des Mittelpunkts des Einspritzlocheinlasses und eine Kraftstoffströmung, die in die Kante bzw. den Rand des Einspritzlochs entlang der Innenwandfläche des Einspritzlochs strömt, und die Wirbelströmung wird gegen die Innenwandfläche des Einspritzlochs auf der radial äußeren Seite des Ventilsitzaxialzentrums bzw. der Ventilsitzaxialmittellinie gedrückt, durch eine Kraftstoffströmung, welche in das Einspritzloch in einer Richtung strömen soll, die im Wesentlichen senkrecht ist. Auf diese Weise kann der Kraftstoff in einen dünneren Film geformt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht, die ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Schnittansicht und ein Grundriss, die einen distalen Endabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in vergrößerter Ansicht zeigen.
3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in 2.
4 ist ein Grundriss, welcher den in 2 gezeigten Abschnitt D vergrößert zeigt.
5 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem das in 1 gezeigte Kraftstoffeinspritzventil installiert bzw. montiert ist.
6 ist eine Perspektivansicht, die eine X-Y-Ebene N zeigt, aus einer Richtung betrachtet, die durch den Pfeil A in 5 bezeichnet ist.
7 ist eine Schnittansicht, die einen distalen Endabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in vergrößerter Ansicht zeigt.
8 ist eine Schnittansicht und ein Grundriss, die einen distalen Endabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in vergrößerter Ansicht zeigen.
9 ist eine Schnittansicht und ein Grundriss, die einen distalen Endabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in vergrößerter Ansicht zeigen.
10 ist eine Schnittansicht, die einen Einspritzlochabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in vergrößerter Ansicht zeigt.
11 ist eine Schnittansicht, die einen Einspritzlochabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in vergrößerter Ansicht zeigt.
12 ist eine Schnittansicht, entlang der Linie G-G und der Linie H-H in 11.
13 ist ein erklärendes Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem allgemeinen Einzelsprühwinkel und einem Teilchendurchmesser zeigt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
1 ist eine Schnittansicht, die ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 1 weist ein Kraftstoffeinspritzventil 1 eine Solenoid- bzw. eine Magneteinrichtung 2, ein Gehäuse 3, welches einen Jochabschnitt eines Magnetkreises darstellt, einen Kern 4, der einen festen Kernabschnitt des Magnetkreises darstellt, eine Spule 5, einen Anker 6, der einen beweglichen Kernabschnitt des Magnetkreises darstellt, und eine Ventileinrichtung 7 auf.
Die Ventileinrichtung 7 weist ein Ventilelement 8 mit einer zylindrischen Form, einen Ventilhauptkörper 9, und einen Ventilsitz 10 auf. Das Ventilelement 8 weist bei seinem distalen Ende einen distalen Ventilelementabschnitt 13 mit einer kugelartigen Form auf.
Der Ventilhauptkörper 9 wird verschweißt, nachdem er über einen Außendurchmesserabschnitt des Kerns 4 pressgepasst wird. Darüber hinaus wird der Anker 6 verschweißt, nachdem er über das Ventilelement 8 pressgepasst wird.
Nachdem eine Einspritzlochplatte 11 in den Ventilhauptkörper 9 in einem Zustand eingeführt worden ist, in welchem ein Schweißabschnitt 11a derselben mit einer stromabwärtigen Seite des Ventilsitzes 10 verbunden worden ist, wird der Ventilsitz 10 bei einem Schweißabschnitt 11a' verbunden.
Eine Mehrzahl an Einspritzlöchern 12 (siehe 2 bis 4), die durch eine Plattendickenrichtung laufen, sind durch die Einspritzlochplatte 11 ausgebildet.
Darüber hinaus ist eine Druckfeder 14, die das Ventilelement 8 in einer Ventilschließrichtung drückt, in den Kern 4 eingeführt.
Ferner ist bei dem Kraftstoffeinspritzventil ein (nicht gezeigter) Steuerkreis zum Steuern des Kraftstoffeinspritzventils 1 als Reaktion auf ein Betriebssignal von einer (nicht gezeigten) Motorsteuereinheit vorgesehen.
Als nächstes wird ein Betrieb bzw. eine Betätigung des Kraftstoffeinspritzventils 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, das in 1 gezeigt ist.
Wenn das Betriebssignal von der Motorsteuereinheit an den Steuerkreis des Kraftstoffeinspritzventils 1 übertragen wird, beginnt ein Strom durch die Spule 5 des Kraftstoffeinspritzventils 1 zu fließen, zum Erzeugen von magnetischen Flüssen in dem Magnetkreis mit dem Anker 6, dem Kern 4, dem Gehäuses 3, und dem Ventilhauptkörper 9. Der Anker 6 führt eine Anziehungsbetätigung in Richtung des Kerns 4 durch.
Im Ergebnis wird das Ventilelement 8 mit einer Struktur, die mit dem Anker 6 integral ist, von einer Ventilsitzauflagefläche 10a getrennt, zum Bilden eines Spalts. Dann gelangt ein Kraftstoff 6, der unter Druck gesetzt worden ist und in dem Kraftstoffeinspritzloch 1 aufgenommen worden ist, durch eine Mehrzahl an Nuten 13a, die bei dem distalen Ventilelementendabschnitt 13 ausgebildet sind, und durch den Spalt zwischen der Ventilsitzaufnahmefläche 10a und dem Ventilelement 8, um in Richtung eines Einlassventils 21 in einer Motoreinlassleitung 20 eingespritzt zu werden (siehe 5).
Als nächstes wird ein Betriebsstoppsignal von der Motorsteuereinheit an den Steuerkreis für das Kraftstoffeinspritzventil 1 übertragen. Der Fluss des Stroms durch die Spule 5 wird gestoppt, zum Reduzieren des magnetischen Flusses in dem Magnetkreis. Daher wird der Spalt zwischen dem Ventilelement 8 und der Ventilsitzaufnahmefläche 10a in einen geschlossenen Zustand gebracht, mittels der Druckfeder 14, welche das Ventilelement 8 in eine Ventilschließrichtung drückt, wodurch die Kraftstoffeinspritzung beendet wird.
Das Ventilelement 8 gleitet auf einem Führungsabschnitt zwischen dem Ventilelement 8 und dem Ventilhauptkörper 9 an einer äußeren Ankerseitenfläche 6a und einer Gleitfläche 13b des distalen Ventilelementendabschnitts 13. In dem Ventilöffnungszustand gelangt eine obere Fläche 6b mit einer unteren Fläche des Kerns 4 in Kontakt.
2 zeigt eine Schnittansicht und einen Grundriss eines distalen Endabschnitts des Kraftstoffeinspritzventils 1 in vergrößerter Ansicht. Der Grundriss von 2 zeigt einen Zustand, wie von dem Pfeil B auf der Schnittansicht von 2 betrachtet.
Darüber hinaus ist 3 eine Schnittansicht, die entlang der Linie C-C in 2 verläuft, und 4 ist ein Grundriss, der einen Abschnitt D zeigt, der in 2 gezeigt ist.
5 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem das Kraftstoffeinspritzventil 1 an der Motoreinlassleitung 20 montiert ist. 6 ist eine Perspektivansicht, die eine X-Y-Ebene N zeigt, wenn aus einer Richtung betrachtet, die durch den Pfeil A in 5 angedeutet ist.
In 2 bis 4 sind die X-Achse und die Y-Achse definiert, indem ein Zentrum bzw. ein Mittelpunkt der Einspritzlochplatte 11 als eine Referenz verwendet wird, welches mit einem Ventilsitzaxialzentrum bzw. einer Ventilsitzaxialmittelachse 18 zusammenfällt. Ein Zwischeneinspritzlochwinkel θ und gerade Linien a bis e in der X-Y-Ebene sind definiert. Kraftstoffströmungen 16a, 16b, 16xa, 16ya, 16xb, 16yb, 16d und 16e in den jeweiligen Richtungen, eine Wirbelströmung 16c und eine Einspritzrichtung 16f sind klar gezeigt.
In 5 ist ein Querschnitt eines einzelnen Zylinders gezeigt. Das an der Motoreinlassleitung 20 zu montierende Kraftstoffeinspritzventil 1 wird jedoch für die Kombination der zwei Einlassventile 21 (Kombination mit einem Einlassventil eines weiteren (nicht gezeigten) Zylinders) und des einzelnen Kraftstoffeinspritzventils 1 verwendet.
In 6 ist die X-Y-Ebene N definiert, die in der Einspritzrichtung 16f für das Kraftstoffeinspritzventil 1 vorgesehen ist.
In 2 bis 4 ist die Einspritzlochplatte mit der Mehrzahl von darin ausgebildeten Einspritzlöchern 12 auf einer stromabwärtsseitigen Endfläche 10b des Ventilsitzes 10 mit dem reduzierten Durchmesser in Richtung der stromabwärtigen Seite angebracht, während ein Hohlraum 15, der zwischen einer Ventilsitzöffnungsinnenwand 10c und den Einspritzlöchern 12 eine Verbindung schafft, in der stromabwärtsseitigen Endfläche 10b ausgebildet ist.
Die Mehrzahl von Einspritzlöchern 12 sind radial außerhalb der Ventilsitzöffnungsinnenwand 10c ausgebildet, die einem minimalen Innendurchmesser des Ventilsitzes 10 entspricht.
Auf einer stromabwärtsseitigen Endfläche 11b der Einspritzlochplatte 11 sind Konkavabschnitte 17, die jeweils einen größeren Öffnungsbereich als derjenige des Einspritzlochs 12 aufweisen, in einer 1-zu-1 Korrespondenz in Bezug auf die Einspritzlöcher 12 ausgebildet.
Ein Zentrum 17a bzw. ein Mittelpunkt 17a von jedem der Konkavabschnitte 17 ist in Bezug auf ein Ventilsitzaxialzentrum bzw. eine Ventilsitzaxialmittelachse 18 auf der Ebene N (siehe 6) auf der radial äußeren Seite bzw. radial außerhalb der geraden Linie e angeordnet, die durch das Zentrum eines Einspritzlochauslasses 12b läuft und senkrecht zu der geraden Linie c steht.
Der konkave Abschnitt 17 ist so angeordnet, dass ein Bereich, in welchem eine Länge des Einspritzlochs 12 kurz ist, größer ist auf der Einspritzrichtungs-16f-Seite als auf der gegenüberliegenden Seite in Bezug auf die gerade Linie c.
In 5 und 6 ist eine gerade Linie, die durch Projizieren einer Zylindermittelachse O eines Motors auf die Ebene N gebildet wird, die senkrecht zu der Ventilsitzaxialmittelachse 18 steht, eine P-Achse, eine gerade Linie, welche durch das Ventilsitzaxialzentrum bzw. die Ventilsitzaxialmittelachse 18 läuft und senkrecht steht zu der P-Achse, ist eine X-Achse, und eine gerade Linie, die parallel ist zu der P-Achse, ist eine Y-Achse.
Wenn Einspritzlocheinlässe 12a und die Einspritzlochauslässe 12b der Mehrzahl von Einspritzlöchern 12 vertikal auf die Ebene N projiziert werden und irgend eines der Einspritzlöcher 12 als ein Referenzeinspritzloch 12c festgelegt wird, wird in diesem Fall ein Winkel, der durch die gerade Linie a, die durch ein Zentrum des Einspritzlocheinlasses des Referenzeinspritzlochs 12c und die Ventilsitzaxialmittellinie bzw. das Ventilsitzaxialzentrum 18 läuft, und die gerade Linie b gebildet wird, die durch ein Zentrum eines Einspritzlocheinlasses eines Einspritzlochs 12d, das zu dem Referenzeinspritzloch benachbart ist, und die Ventilsitzaxialmittellinie 18 läuft, spezifisch ein Zwischeneinspritzlochwinkel θ, mit zunehmender Nähe zu der Y-Achse kleiner.
Wenn bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 2 bis 4 gezeigt, das Einspritzloch, welches sich am nächsten zu der Y-Achse befindet, unter den Einspritzlöchern 12, die auf der rechten Seite der Y-Achse angeordnet sind, als das Referenzeinspritzloch 12c festgelegt wird, erfüllt eine Beziehung zwischen einem Zwischeneinspritzlochwinkel θ₁ auf der X-Achsen-Seite des Referenzeinspritzlochs 12c und einem Zwischeneinspritzlochwinkel θ₁ auf der Y-Achsen-Seite desselben ”θ₂ < θ₁”.
Auf diese Weise strömt der Kraftstoff 16, wenn das Ventilelement 8 geöffnet ist, von der Ventilsitzöffnungsinnenwand 10c in den Hohlraum 15, um sich radial in Richtung der radial äußeren Seite in Bezug auf das Ventilsitzaxialzentrum 18 zu verteilen.
Zu dieser Zeit werden, als die Kraftstoffströmung 16a in Richtung des Einspritzlochs 12, die von dem Ventilsitzaxialzentrum 18 in Richtung des Zentrums von jedem der Einspritzlöcher 12 strömende Kraftstoffströmung 16b (Kraftstoffhauptströmung), die von der X-Achsenseite der Kraftstoffhauptströmung 16b in Richtung des Zentrums von jedem der Einspritzlöcher 12 strömende Kraftstoffströmung 16xa, und die von der Y-Achsenseite in Richtung des Zentrums von jeder der Einspritzlöcher 12 strömende Kraftstoffströmung 16ya gebildet.
In diesem Fall erfüllt der Zwischeneinspritzlochwinkel θ die Beziehung ”θ₂ < θ₁”. Daher tritt eine Nichteinheitlichkeit bzw. Nichtuniformität in der Strömung zwischen der Kraftstoffströmung 16xa und der Kraftstoffströmung 16ya in Bezug auf das Referenzeinspritzloch 12c auf.
Die Kraftstoffströmung 16xa weist den0 großen Zwischeneinspritzwinkel θ auf und dreht daher mit einem größeren Winkel in dem Hohlraum 15, um in jedes der Einspritzlöcher 12 von der Richtung 16xb zu strömen, die im Wesentlichen senkrecht steht.
Andererseits weist die Kraftstoffströmung 16ya den kleinen Zwischeneinspritzlochwinkel θ auf und wird zu der Kraftstoffströmung 16yb, die in einer im Wesentlichen parallelen Richtung zu der Kraftstoffhauptströmung 16b strömt, um zu einer von dem Zentrum des Einspritzlocheinlasses beabstandeten Position zu strömen, so wie einer Kante des Einspritzlochs 12, was ein Strömen entlang einer Einspritzlochinnenwandfläche 12e darstellt. Im Ergebnis wird die Wirbelströmung 16c durch die Kraftstoffhauptströmung 16b und die Kraftstoffströmung 16yb in dem Einspritzloch 12 ausgebildet.
Indem die Wirbelströmung 16c mit der Kraftstoffströmung 16xb, die in das Einspritzloch 12 aus der Richtung strömt, die im Wesentlichen senkrecht ist, gegen die Einspritzlochinnenwandfläche 12e auf der radial äußeren Seite des Ventilsitzaxialzentrums 18 gepresst wird, kann der Kraftstoff 16 ferner in einen dünneren Film ausgebildet werden.
Darüber hinaus erfüllt in der Ebene N, innerhalb eines Winkels, der durch die gerade Linie a und die gerade Linie c ausgebildet wird, welche durch das Zentrum des Einspritzlocheinlasses 12a und das Zentrum des Einspritzlochauslasses 12b läuft, ein Winkel auf einer Seite des breiten Winkels bzw. der Breitwinkelseite, das heißt ein Kraftstoffdrehwinkel α, eine Beziehung ”90° < α < 180°”.
Wenn der Kraftstoffdrehwinkel α identisch wird mit oder kleiner wird als 90° (α ≤ 90°), führen die Wirbelströmung 16c, die durch die Kraftstoffhauptströmung 16b und die Kraftstoffströmung 16yb gebildet wird, und die Kraftstoffströmung 16xb, zu einer Frontalkollision in dem Einspritzloch 12, was die Bildung der Wirbelströmung 16c hemmt.
Wenn der Kraftstoffdrehwinkel α identisch wird mit oder größer wird als 180° (180° ≤ α), trennt sich die Kraftstoffströmung 16yb bei dem Einspritzlocheinlass 12a weg. Im Ergebnis kann in dem Einspritzloch 12 nicht die Wirbelströmung 16c ausgebildet werden.
Indem der Kraftstoffdrehwinkel α innerhalb des Bereichs von ”90° < α < 180°” festgelegt wird, kann daher die Bildung der Wirbelströmung 16 in dem Einspritzloch 12 verstärkt werden. Im Ergebnis kann das in den dünneren Film Formen des Kraftstoffs 16 gefördert werden.
Wenn bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein durch die gerade Linie a und die gerade Linie b, die durch das Zentrum des Einspritzlocheinlasses 12a, parallel zu der X-Achse verläuft, auf der Ebene N gebildeter Winkel ein Einspritzlochanordnungswinkel β ist, ist eine Beziehung ”β ≤ α” erfüllt.
Im Ergebnis kann dagegen vorgebeugt werden, dass die von den jeweiligen Einspritzlöchern 12 eingespritzten Kraftstoffe miteinander zusammenstoßen, bevor der Kraftstoffflüssigkeitsfilm in die Tröpfchen aufbricht, um in dem Flüssigkeitsfilm erzeugte Turbulenzen zum Hemmen der Zerstäubung zu vermeiden.
Darüber hinaus sind die Konkavabschnitte 17, die jeweils einen größeren Öffnungsbereich als denjenigen von jedem der Einspritzlöcher 12 aufweisen, auf der stromabwärtsseitigen Endfläche 11b der Einspritzlochplatte 11 ausgebildet, in einer 1-zu-1 Basis in Bezug auf die Einspritzlöcher 12. Das Zentrum 17a jedes Konkavabschnitts 17 ist auf der Ebene N so angeordnet, so dass es näher ist zu der radial äußeren Seite des Ventilsitzaxialzentrums 18 als die gerade Linie e, die durch das Zentrum des Einspritzlochauslasses d läuft und senkrecht zu der geraden Linie c steht.
Darüber hinaus ist der Konkavabschnitt 17 so angeordnet, dass der Bereich, in welchem die Einspritzlochlänge kurz ist, größer ist auf der Einspritzrichtungs-16f-Seite als auf der entgegengesetzten Seite in Bezug auf die gerade Linie c.
Auf diese Weise wird die Wirbelströmung 16 in den Einspritzloch 12 ausgebildet. Bei dem gegen die Einspritzlochinnenwandfläche 12e gedrückten Kraftstoff 16 wird die Kraftstoffströmung 16d, die sich in der Einspritzrichtung 16f ausbreitet, in einer Richtung eingespritzt, in welcher der Konkavabschnitt 17 geöffnet ist, weil keine Einspritzlochinnenwand in dem Konkavabschnitt 17 vorhanden ist.
Andererseits stehen für die sich in der Richtung entgegengesetzt zu der Einspritzrichtung 16f ausbreitende Kraftstoffströmung 16e die Einspritzlochinnenwandfläche 12e und eine Konkavabschnittinnenwandfläche 17b miteinander in Verbindung, und daher setzt sich die Wandfläche zu dem Einspritzlochauslass 12d fort.
Daher kann die Richtung des Kraftstoffs 16 zu der gewünschten Einspritzrichtung 16f verändert werden, während die Strömung entlang von Krümmungen des Einspritzlochs 12 und des Konkavabschnitts 17 ausgebildet wird. Daher kann dagegen vorgebeugt werden, dass ein Winkel eines Sprühaggregats größer ist, während ein Einzelsprühwinkel der Wirbelströmung 16c zunimmt.
Darüber hinaus nimmt der Einspritzlochdurchmesser in dem Konkavabschnitt 17 zu. Daher wird der gegen die Einspritzlochinnenwandfläche 12e gedrückte Flüssigkeitsfilm, der zu dem dünneren Film zu formen ist, weiter zu dem dünneren Film ausgebreitet bzw. verteilt. Daher kann die Zerstäubung gefördert werden.
Bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wurde der Fall der Kombination der zwei Einlassventile 21 und des einzelnen Kraftstoffeinspritzventils 1 beschrieben. Die Kombination ist jedoch nicht darauf beschränkt. Eine Kombination des einzelnen Einlassventils 21 und des einzelnen Kraftstoffeinspritzventils 1, eine Kombination der zwei Einlassventile 21 und der zwei Kraftstoffeinspritzventils 1 oder einer Kombination des einzelnen Einlassventils 21 und der zwei Kraftstoffeinspritzventils 1 können auch verwendet werden.
Darüber hinaus wurde das Konfigurationsbeispiel beschrieben, bei welchem der Hohlraum 15 durch Konkavwölben des Ventilsitzes 10 an der stromabwärtsseitigen 10b des Ventilsitzes 10, wie in 10 gezeigt, ausgebildet ist. Der Hohlraum 15 kann jedoch durch Konkavwölben der Einspritzlochplatte 11 an einer stromaufwärtsseitigen Endfläche 11c der Einspritzlochplatte 11 ausgebildet sein.
Darüber hinaus wurde der Fall beschrieben, in welchem die Anzahl von Einspritzlöchern 12, die durch die Einspritzlochplatte 11 ausgebildet sind, acht beträgt. Die Anzahl von Einspritzlochplatten 11 ist jedoch nicht notwendigerweise auf acht beschränkt, solange eines oder mehrere Sprühaggregate gebildet werden können. Dies gilt auch für die zweiten bis achten Ausführungsformen, die nachstehend beschrieben werden.
Wie vorstehend beschrieben, weist das Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der ersten Ausführungsform (1 bis 6 der vorliegenden Erfindung) den Ventilsitz 10 mit der Ventilsitzauflagefläche 10a auf, die an dem offenen Ende des Kraftstoffeinspritzventils 1 ausgebildet ist, das Ventilelement 8 zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes 10, das so angeordnet ist, dass es dem Ventilsitz 10 gegenüberliegt, und die Einspritzlochplatte 11 mit der Mehrzahl von Einspritzlöchern 12, die an der stromabwärtigen Seite des Ventilsitzes 10 angeordnet ist, und dazu eingerichtet ist, das Ventilelement in der Ventilöffnungsrichtung zu betätigen, als Antwort auf das Betätigungssignal von der Motorsteuereinheit, um dem Kraftstoff 16 zu erlauben, zwischen dem Ventilsitz 8 und der Ventilsitzauflagefläche 10a hindurch zu gelangen, um das Sprühaggregat von der Mehrzahl von Einspritzlöchern 12 in Richtung des Einlassventils 21 einzuspritzen.
Die Mehrzahl von Einspritzlöchern 12 sind auf der radial äußeren Seite der Ventilsitzöffnungsinnenwand 10c ausgebildet, die dem minimalen Innendurchmesser des Ventilsitzes 10 entspricht, mit einem in Richtung der Stromabwärtsseite reduzierten Durchmesser. An der stromabwärtsseitigen Endfläche des Ventilsitzes 10 ist der Hohlraum 15 vorgesehen, welcher die Ventilsitzöffnungsinnenwand 10c und die Mehrzahl von Einspritzlöchern 12 in Verbindung bringt.
Wenn die gerade Linie, die durch Projizieren der Zylindermittelachse O des Motors auf die Ebene N, die senkrecht steht zu dem Ventilsitzaxialzentrum 18, die P-Achse ist, ist darüber hinaus die gerade Linie, die durch das Ventilsitzaxialzentrum 18 läuft und zu der P-Achse auf der Ebene N senkrecht steht, die X-Achse, die gerade Linie, die parallel ist zu der P-Achse, ist die Y-Achse, und eines der Mehrzahl von Einspritzlöchern 12, projiziert auf die Ebene N ist das Referenzeinspritzloch 12c, in dem Fall, in welchem die Einspritzlocheinlässe 12a und die Einspritzlochauslässe 12b der Mehrzahl von Einspritzlöchern 12 vertikal auf die Ebene N projiziert werden, der Zwischeneinspritzlochwinkel θ, der auf der Ebene N durch die gerade Linie a, die durch das Zentrum des Einspritzlocheinlasses des Referenzeinspritzlochs 12c und das Ventilsitzaxialzentrum 18 läuft und die gerade Linie b, die durch das Zentrum des Einspritzlocheinlasses des Einspritzlochs, das zu dem Referenzeinspritzloch 12c benachbart ist, und das Ventilsitzaxialzentrum 18 läuft, gebildet wird, ist festgelegt, kleiner zu sein, wenn näher bei der Y-Achse.
Darüber hinaus erfüllt in der Ebene N innerhalb des Winkels, der durch die gerade Linie a und die gerade Linie c, die durch das Zentrum des Einspritzlocheinlasses 12a und das Zentrum des Einspritzlochauslasses 12b läuft, gebildet wird, der Kraftstoffdrehwinkel α auf der Weitwinkelseite bzw. der Seite des breiten Winkels die Beziehung: 90° < α < 180°.
Ferner sind die Konkavabschnitte 17, die jeweils den größeren Öffnungsbereich als denjenigen von jedem der Einspritzlöcher 12 aufweisen, auf der stromabwärtsseitigen Endfläche der Einspritzlochplatte 11 in einer 1-zu-1 Basis in Bezug auf die Einspritzlöcher 12 ausgebildet. Der Konkavabschnitt 17 ist so angeordnet, dass der Bereich, in welchem die Einspritzlochlänge kurz ist, auf der Seite der gewünschten Einspritzrichtung länger wird als auf der in Bezug auf die gerade Linie b entgegen gesetzten Seite.
Gemäß dem Kraftstoffeinspritzventil 1 mit der vorstehend beschriebenen Ausbildung, strömt der Kraftstoff 16, wenn das Ventil geöffnet ist, von der Ventilsitzöffnungsinnenwand 10c in den Hohlraum 15, um sich zu der radial äußeren Seite in Bezug auf das Ventilsitzaxialzentrum 18 auszubreiten. Zu dieser Zeit werden, wenn der Kraftstoff in Richtung des Einspritzlochs 12 strömt, die Kraftstoffhauptströmung 16b, die von dem Ventilsitzaxialzentrum 18 in Richtung des Zentrums des Einspritzlochs strömt, die Kraftstoffströmung 16xa, die von der X-Achsenseite in Bezug auf die Kraftstoffhauptströmung 16b in Richtung des Einspritzlochs 12 strömt, und die Kraftstoffströmung 16ya ausgebildet, die von der X-Achsenseiten in Richtung des Einspritzlochs 12 strömt.
Darüber hinaus wird der Zwischeneinspritzlochwinkel θ zwischen der Mehrzahl von Einspritzlöchern 12, die in der Einspritzlochplatte 11 ausgebildet sind, kleiner, wenn näher an der Y-Achse. Darüber hinaus dreht sich die Kraftstoffströmung 16xa in dem Hohlraum 15 mit einem breiten Winkel, um von der Richtung 16xb, die im Wesentlichen senkrecht steht, in das Einspritzloch 12 zu strömen.
Andererseits wird die Kraftstoffströmung 16ya von der Y-Achsenseite, auf welcher der Zwischeneinspritzlochwinkel θ kleiner ist als auf der X-Achsenseite, zu der Kraftstoffströmung 16yb, die im Wesentlichen parallel verläuft zu der Kraftstoffhauptströmung 16b, die zu der von dem Zentrum des Einspritzlocheinlasses beabstandeten Position strömt, wie der Kante des Einspritzlochs, um entlang der Einspritzlochinnenwandfläche 12e zu strömen.
In Ergebnis kann durch die Kraftstoffhauptströmung 16, die in Richtung des Zentrums des Einspritzlocheinlasses 12a strömt, und die Kraftstoffströmung 16yb, die zu der Kante des Einspritzlochs 12 strömt, um entlang der Einspritzlochinnenwandfläche 12e zu strömen, die Wirbelströmung 16c in dem Einspritzloch 12 gebildet werden.
Indem fern die Wirbelströmung 16c gegen die Einspritzlochinnenwandfläche 12e auf der radial äußeren Seite des Ventilsitzaxialzentrums 18 gedrückt wird, mit der Kraftstoffströmung 16xb, die aus der Richtung in das Einspritzloch 12 strömen soll, die im Wesentlichen senkrecht steht, kann der Kraftstoff 16 in den dünnen Film geformt werden.
Wenn der Kraftstoffdrehwinkel α darüber hinaus α ≤ 90° beträgt, wird die Frontalkollision zwischen der Wirbelströmung 16c, die durch die Kraftstoffhauptströmung 16b und die Kraftstoffströmung 16yb und die Kraftstoffströmung 16xb geformt wird, in dem Einspritzloch 12 erzeugt, zum Hemmen der Bildung der Wirbelströmung 16c. Wenn im Gegenteil dazu 180° ≤ α erfüllt ist, trennt sich die Kraftstoffströmung 16yb bei dem Einspritzlocheinlass-12a-Abschnitt ab. Daher wird die Bildung der Wirbelströmung 16c unmöglich. Indem der Kraftstoffdrehwinkel α innerhalb des Bereichs von 90° < α < 180° festgelegt wird, kann die Wirbelströmung 16c in dem Einspritzloch 12 verstärkt werden. Im Ergebnis kann das in den dünneren Film Formen des Kraftstoffs 16 gefördert werden.
Daher realisiert das Kraftstoffeinspritzventil 1 sowohl die Zerstäubung als auch die Aggregation der Sprühnebel bei niedrigen Kosten, während eine Unterdrückung einer Variation der Strömungsrateneigenschaften erzielt werden kann.
In dem Fall, in welchem die Einspritzung durchgeführt wird, nachdem die Wirbelströmung 16c gegen die Einspritzlochinnenwandfläche 12e auf der radial äußeren Seite des Ventilsitzaxialzentrums 18 gedrückt wird, wird der Flüssigkeitsfilm dünner, um die Zerstäubung zu fördern, wenn das gegen die Einspritzlochinnenwandfläche 12e Drücken des Kraftstoffs 16 stärker wird. Der eingespritzte Kraftstoff tendiert jedoch dazu, sich radial nach außen in Bezug auf das Ventilsitzaxialzentrum 18 zu verteilen bzw. auszubreiten. Im Ergebnis wird der Sprühwinkel des Sprühaggregats größer, um die Menge von Sprühnebel zu erhöhen, die an der Innenwand des Einlassanschlusses haftet, der mit der Motoreinlassleitung 20 in Verbindung steht. Im Ergebnis nimmt die Menge an Kraftstoff zu, die entlang der Innenwand des Einlassanschlusses strömt, um zu dem Flüssigkeitsfilm zu werden, der in eine Brennkammer strömt. Daher besteht eine Möglichkeit, dass eine unvollständige Verbrennung in der Kraftstoffkammer auftritt, was die Verbrennungseffizienz absenkt.
Andererseits sind bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Konkavabschnitte 17 auf der stromabwärtsseitigen Endfläche der Einspritzlochplatte 11 ausgebildet, um so den Einspritzlöchern 12 in einer eins-zu-eins Basis zu entsprechen. Darüber hinaus sind die Konkavabschnitte 17 so angeordnet, dass der Bereich, in welchem die Einspritzlochlänge kurz ist, auf der Seite der gewünschten Einspritzrichtung, größer wird als auf der entgegengesetzten Seite in Bezug auf die gerade Linie, die durch Verbinden des Zentrums des Einspritzlocheinlasses und des Zentrums des Einspritzlochauslasses, welche vertikal auf die Ebene N senkrecht zu dem Ventilsitzaxialzentrums 18 bzw. der Ventilsitzaxialmittellinie projiziert werden, ermittelt wird.
Indem die Einspritzrichtung des Kraftstoffs mit den Konkavabschnitten 17 gesteuert wird, kann daher dagegen vorgebeugt werden, dass der Winkel des Sprühnebels breiter ist, um die Reduktion der an der Innenwand des Einlassanschlusses haftenden Sprühnebelmenge zu ermöglichen. Daher kann die Verbrennungseffizienz verbessert werden.
Darüber hinaus kann durch Hinzufügen der Konkavabschnitte 17 ein größerer Öffnungsbereich als derjenige der Einspritzlöcher 12 auf der Stromabwärtsseite der Einspritzlöcher 12 gesichert werden. Daher wird die Strömung des gegen die Einspritzlochinnenwandfläche 12e gedrückten Kraftstoffs, der in dem dünneren Film zu formen ist, zu der Strömung entlang der Krümmung in den Einspritzlöchern 12 und der Konkavabschnitte 17, weil der Einspritzlochdurchmesser bei den Konkavabschnitten 17 vergrößert ist. Im Ergebnis wird der Flüssigkeitsfilm weiter verteilt, in den dünneren Film. Daher kann die Zerstäubung gefördert werden.
Zweite Ausführungsform
Obwohl bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform nicht speziell erwähnt, erfüllt ein Abstand r von der Kante des Einspritzlocheinlasses 12a, die auf der radial äußeren Seite des Ventils des Ventilsitzaxialzentrums 18 liegt, zu der Hohlrauminnenwand 15a vorzugsweise die Beziehung: ”φ < r” für einen Durchmesser φ von jedem der Einspritzlöcher 12, welche durch die Einspritzlochplatte 11 ausgebildet sind, wie in 2 gezeigt.
Wird angenommen dass die Beziehung zwischen dem Durchmesser φ und dem Abstand r ”r ≤ φ” beträgt, kann der Abstand zwischen dem Einspritzloch 12 und der Hohlrauminnenwand 15a nicht ausreichend gesichert werden. Wenn das Ventilelement 8 (siehe 1) geöffnet wird, breitet sich der Kraftstoff 16, der von der Ventilsitzöffnungsinnenwand 10c in den Hohlraum 15 strömt, daher in Bezug auf das Ventilsitzaxialzentrum 18 radial nach außen aus, um zwischen den Einspritzlöchern 12 hindurch zu gelangen. Danach prallt der Kraftstoff 16 gegen die Hohlrauminnenwand 15a, um zu einer Strömung entlang der Hohlrauminnenwand 15a zu werden.
Im Ergebnis strömt der Kraftstoff 16 aus unterschiedlichen Richtungen zu der Kante des Einspritzlochs 12, wodurch er die Bildung der Wirbelströmung 16c (siehe 4) in dem Einspritzloch 12 hemmt.
Daher wird bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angenommen, dass ein Kreis, der durch vertikal Projizieren der Hohlrauminnenwand 15 auf die Ebene N gebildet wird, ein virtueller Kreis ist, und der Abstand r auf der geraden Linie a von der Kante des Einspritzlocheinlasses 12a, die auf der radial äußeren Seite des Ventilsitzaxialzentrums 18 ist und der Durchmesser φ des Einspritzlochs 12 erfüllen die Beziehung: φ < r.
Spezifisch kann die Wirbelströmung 12c in dem Einspritzloch 12 verstärkt werden, indem die Beziehung zwischen dem Durchmesser φ und dem Abstand r auf ”φ < r” festgelegt wird. Im Ergebnis kann das in den dünneren Film Formen des Kraftstoffs gefördert werden.
Dritte Ausführungsform
Obwohl bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform nicht explizit erwähnt, erfüllt eine Höhe h unmittelbar oberhalb des Einspritzlochs, die durch einen Abstand zwischen dem Mittelpunkt des Einspritzlocheinlasses 12a und dem Hohlraum 15 in Richtung des Ventilsitzaxialzentrums 18 repräsentiert wird, vorzugsweise eine Beziehung ”h < φ” für den Durchmesser φ des Einspritzlochs 12, wie in 2 gezeigt.
Wenn angenommen wird, dass die Beziehung zwischen dem Durchmesser φ und der Höhe h unmittelbar oberhalb des Einspritzlochs ”φ ≤ h” beträgt, strömt der Kraftstoff 16 von unmittelbar oberhalb des Einspritzlochs 12 in Richtung des Einspritzlochs 12. Daher kann die Wirbelströmung 16c (siehe 4) in dem Einspritzloch 12 nicht verstärkt werden.
Daher erfüllt die Höhe h unmittelbar oberhalb des Einspritzlochs, die durch den Mittelpunkt des Einspritzlocheinlasses 12a und den Hohlraum 15 in Richtung des Ventilsitzaxialzentrums 18 repräsentiert wird, bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Beziehung: h < φ.
Wenn das Ventilelement 8 (siehe 1) geöffnet wird, kann sich die in Bezug auf das Ventilsitzaxialzentrum 18 radial nach außen ausbreitende Kraftstoffströmung im Ergebnis nach dem von der Ventilsitzöffnungsinnenwand 10c in den Hohlraum 15 Strömen effektiv verwendet werden. Daher kann die Kraftstoffströmung 16c in dem Einspritzloch 12 verstärkt werden. Als ein Ergebnis kann das in den dünneren Film Formen des Kraftstoffs 16 gefördert werden.
Vierte Ausführungsform
Obwohl eine Querschnittsform des Hohlraums 15 bei den ersten bis dritten Ausführungsformen (2), die vorstehend beschrieben wurden, rechteckig ist, kann der Hohlraum 15 so ausgebildet sein, dass er eine verjüngte bzw. konische Form aufweist, wie in 7 gezeigt.
7 ist eine Schnittansicht, die den distalen Endabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils 1 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf eine vergrößerte Weise zeigt. Lediglich die Form des Hohlraums 15 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen.
In 7 weist der Hohlraum 15 die verjüngte bzw. konische Form auf, sodass eine Höhe h in der Richtung des Ventilsitzaxialzentrums 18 zu der äußeren Umfangsseite hin reduziert ist.
Auf diese Weise kann im Vergleich zu dem Fall, in welchem die Höhe h in der Richtung des Ventilsitzaxialzentrums 18 konstant ist (2), ein Strömungspfadbereich in dem Hohlraum 15 zu der äußeren Umfangsseite hin reduziert werden. Daher kann eine Reduktion der Strömungsgeschwindigkeit der sich von der Ventilsitzöffnungsinnenwand 10c radial nach außen ausbreitenden Kraftstoffströmung 16e begrenzt werden.
Im Ergebnis kann die Strömung 16 in das Einspritzloch 12 strömen, während die hohe Strömungsgeschwindigkeit aufrechterhalten wird. Daher kann die Wirbelströmung 16c (siehe 4) verstärkt werden. Somit kann die Zerstäubung weiter gefördert werden.
Fünfte Ausführungsform
Obwohl der Abstand von dem Ventilsitzaxialzentrum 18 zu dem Mittelpunkt von jedem der Einspritzlocheinlässe auf der Ebene N bei den ersten bis dritten Ausführungsformen (2) wie vorstehend beschrieben wurden, konstant festgelegt wurde, kann der Abstand so festgelegt werden, dass er mit zunehmender Nähe zu der X-Achse kürzer ist, wie in 8 gezeigt.
8 ist eine Schnittansicht und ein Grundriss, die den distalen Endabschnitt des distalen Kraftstoffeinspritzventils 1 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vergrößert zeigen. Lediglich die Anordnung der Einspritzlöcher 12h und 12j im Grundriss unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen.
Der Grundriss von 8 zeigt einen Zustand, wie aus einer Richtung betrachtet, die in der Schnittansicht von 8 durch den Pfeil E angegeben ist.
In 8 sind die vier Einspritzlöcher 12 durch die Einspritzlochplatte 11 auf jeder Seite der Y-Achse auf eine symmetrische Weise ausgebildet. Als ein Ergebnis weist das Kraftstoffeinspritzventil 1 eine Konfiguration der Einspritzung von Sprühaggregaten in zwei Richtungen auf, spezifisch nach rechts und links in Bezug auf die Y-Achse als ein Zentrum.
Hier ist die Ausbreitung des Sprühnebels bzw. Nebels (”spray”) in der X-Achsenrichtung als ”Frontstrahl” bzw. ”Frontnebel” definiert und die Ausbreitung des Sprühnebels bzw. Nebels in der Y-Achsenrichtung ist als ”Seitenstrahl” bzw. ”Seitennebel” definiert.
In diesem Fall sind es unter den vier Einspritzlöchern 12 auf jeder der rechten und der linken Seite die zwei Einspritzlöcher 12j auf jeder der rechten und der linken Seiten, die näher an der X-Achse liegen, die den radial äußeren Sprühnebel bzw. Nebel in Bezug auf das Ventilsitzaxialzentrum 18 in der Richtung des ”Vorderstrahls” bilden.
Andererseits sind es die zwei Einspritzlöcher 12h auf jeder der rechten und linken Seiten, welche den radial äußeren Sprühnebel bzw. Nebel in Bezug auf das Ventilsitzaxialzentrum 18 in der Richtung des ”Seitenstrahls” bilden.
Auf diese Weise überlagern sich die von den Einspritzlöchern 12 ausgestoßenen Sprühnebel, um die Sprühnebelaggregate zu bilden.
Wenn die Einspritzlöcher 12 in gleichen Abständen von dem Ventilsitzaxialzentrum 18 (Mittelpunkt der Einspritzlochplatte 11) angeordnet sind, wie vorstehend beschrieben, wird in diesem Fall eine Dichte des Sprühnebels in dem Bereich höher, wo sich die Strahlen gegenseitig überlagern. Daher besteht eine Möglichkeit, dass eine Verdampfbarkeit des Kraftstoffs 16 abgesenkt wird, wenn der Kraftstoff 16 an dem Einlassventil 21 haftet.
Daher wird der Abstand von dem Ventilsitzaxialzentrum 18 zu dem Mittelpunkt von jedem Einspritzlocheinlass auf der Ebene N bei der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so festgelegt, dass er mit zunehmender Nähe zu der X-Achse kürzer wird. Spezifisch ist für einen Zwischenzentrumsabstand von dem Ventilsitzaxialzentrum 18 zu dem Zentrum von jedem der Einspritzlocheinlässe, ein Zwischenzentrumsabstand L2 zu jedem der zwei Einspritzlöcher 12j auf jeder der rechten und linken Seiten, die näher zu der X-Achse sind, kürzer gewählt als ein Zwischenzentrumsabstand L1 zu jedem der zwei Einspritzlöcher 12h auf jeder der rechten und linken Seiten, die näher zu der Y-Achse sind.
Auf diese Weise soll der Kraftstoff 16, der zwischen dem Einspritzloch 12j auf der X-Achsenseite und dem Einspritzloch 12h auf der Y-Achsenseite strömt, in das Einspritzloch 12j auf der X-Achsenseite strömen, welches näher ist zu der Ventilsitzöffnungsinnenwand 10c, während eine hohe Strömungsgeschwindigkeit aufrechterhalten wird. Daher wird die Kraftstoffströmung 16ya zu dem Einspritzloch 12j auf der X-Achsenseite verstärkt, während die Kraftstoffströmung 16xa zu dem Einspritzloch 12h auf der Y-Achsenseite geschwächt wird.
Als ein Ergebnis wird die Wirbelströmung 16c (siehe 4) in den Einspritzlöchern 12h, die näher sind zu der Y-Achse, schwächer, was die Zerstäubung vermindert. In den Einspritzlöchern 12j auf der X-Achsenseite wird die Wirbelströmung 16c jedoch verstärkt, um die Zerstäubung zu fördern. Als ein Ergebnis kann der Sprühnebel mit einem extrem kleinen Teilchendurchmesser eingespritzt werden.
Daher kann selbst in dem Fall, in dem die Einspritzrichtung des Vorderstrahls in Richtung der Einlassanschlussinnenwand verteilt ist, um die Strömung zwischen den von den jeweiligen Einspritzlöchern 12 eingespritzten Sprühnebel zu vermeiden, kann der Teilchendurchmesser, der in Richtung der Einspritzanschlussinnenwand eingespritzt wird, extrem klein gemacht werden und hinsichtlich des Gewichts reduziert werden. Daher wird der Sprühnebel durch die Strömung von Einlassluft bzw. Ansaugluft in dem Einlassanschluss getragen, sodass die Wahrscheinlichkeit der Haftung an der Einlassanschlussinnenwand gering ist.
Darüber hinaus kann der Kraftstoff 16, selbst wenn der Kraftstoff 16 an der Einlassanschlussinnenwand haftet, in Folge des extrem kleinen Teilchendurchmessers schnell verdampft werden. Daher wird die Sprühnebeldichte in dem Bereich, wo die von den Einspritzlöchern 12 eingespritzten Sprühnebel einander stören, abgesenkt, um die Verdampfbarkeit des Kraftstoffs zu fördern. Daher kann die Verbrennungseffizienz verbessert werden.
Sechste Ausführungsform
Obwohl der Abstand von dem Ventilsitzaxialzentrum 18 zu dem Zentrum von jedem der Einspritzlocheinlässe so festgelegt ist, dass er bei der vorstehend beschriebenen fünften Ausführungsform (8) mit zunehmender Nähe zu der X-Achse der Ebene N kürzer ist. Im Gegenteil dazu kann der Abstand so festgelegt werden, dass er mit zunehmender Nähe zu der Y-Achse kürzer ist, wie in 9 gezeigt.
9 ist eine Schnittansicht und ein Grundriss, die den distalen Endabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils 1 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vergrößert zeigen. Lediglich die Anordnungsbeziehung der Einspritzlöcher 12h und 12j in dem Grundriss ist zu der vorstehend beschriebenen umgekehrt festgelegt (8).
Der Grundriss von 9 zeigt einen Zustand, wenn aus einer Richtung betrachtet, die in der Schnittansicht von 9 durch den Pfeil F angegeben ist.
In 9 ist ein Zwischenzentrumsabstand L1 zu jedem der zwei Einspritzlöcher 12h auf der rechten und linken Seiten, die näher zu der Y-Achse liegen, kürzer festgelegt als ein Zwischenzentrumsabstand L2 zu jedem der zwei Einspritzlöcher 12j auf den rechten und linken Seiten, die näher zu der X-Achse liegen.
Auf diese Weise soll der Kraftstoff 16, der zwischen dem Einspritzloch 12j auf der X-Achsenseite und dem Einspritzloch 12h auf der Y-Achsenseite strömt, in das Einspritzloch 12h auf der Y-Achsenseite strömt, das näher liegt zu der Ventilsitzöffnungsinnenwand 10c, während eine hohe Strömungsgeschwindigkeit aufrechterhalten wird. Daher wird die Kraftstoffströmung 16xa zu dem Einspritzloch 12h auf der Y-Achsenseite verstärkt. Im Gegenteil dazu wird die Kraftstoffströmung 16ya zu dem Einspritzloch 12j auf der X-Achsenseite abgeschwächt.
Als ein Ergebnis wird die Wirbelströmung 16c (siehe 4) in den Einspritzlöchern 12j, die näher zu der X-Achse liegen, schwächer, was die Zerstäubung vermindert. In den Einspritzlöchern 12h auf der Y-Achsenseite wird die Wirbelströmung 16c jedoch verstärkt um die Zerstäubung zu fördern. Als ein Ergebnis kann der Sprühnebel mit einem extrem kleinen Teilchendurchmesser eingespritzt werden.
Daher kann selbst in dem Fall, in dem die Einspritzrichtung des Seitenstrahls in Richtung der Einlassanschlussinnenwand verteilt ist, um die Störung zwischen den von den jeweiligen Einspritzlöchern 12 eingespritzten Sprühnebel zu vermeiden, der Teilchendurchmesser in Richtung der Einspritzanschlussinnenwand eingespritzt wird, extrem klein gemacht werden und hinsichtlich des Gewichts reduziert werden. Daher wird der Sprühnebel durch die Strömung von Einlassluft bzw. Ansaugluft in dem Einlassanschluss getragen, sodass die Wahrscheinlichkeit der Haftung an der Einlassanschlussinnenwand gering ist.
Darüber hinaus kann, selbst wenn der Kraftstoff 16 an der Einlassanschlussinnenwand haftet, der Kraftstoff 16 in Folge des extrem kleinen Teilchendurchmessers schnell verdampft werden. Daher wird die Sprühnebeldichte in dem Bereich, wo sich die von den Einspritzlöchern 12 eingespritzten Sprühnebel gegenseitig stören, abgesenkt, um die Verdampfbarkeit des Kraftstoffs zu verbessern. Daher kann die Verbrennungseffizienz verbessert werden.
Siebte Ausführungsform
Obwohl bei den vorstehend beschriebenen ersten bis sechsten Ausführungsformen nicht explizit erwähnt, ist ein zylindrischer Abschnitt 12g mit einer Minimalfläche in einer Radialrichtung des Einspritzlochs 12 als ein Querschnitt vorzugsweise zwischen der stromaufwärtsseitigen Endfläche 11c der Einspritzlochplatte 11 und einer konkaven Abschnittbodenfläche 17c gesichert, wenn eine Ebene, die senkrecht steht zu einer Mittelachse 12f des Einspritzlochs 12, ein Querschnitt in dem Strömungspfad des Einspritzlochs 12 ist, wie in 10 gezeigt.
10 ist eine Schnittansicht, die den Einspritzlochabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils 1 gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vergrößert zeigt.
In dem Strömungspfad des in 10 gezeigten Einspritzlochs 12, ist, wenn die Ebene, die senkrecht steht zu der Mittelachse 12f des Einspritzlochs 12 der Querschnitt (kreisförmiger Querschnitt in diesem Fall) ist, der zylindrische Abschnitt 12g mit der Minimalfläche in der Radialrichtung des Einspritzlochs 12 als der Querschnitt zwischen der stromaufwärtsseitigen Endfläche 11c, der Einspritzlochplatte 11 und der Konkavabschnittbodenfläche 17c gesichert.
Spezifisch wird, wenn die Konkavabschnittbodenfläche 17c zu nahe an die stromaufwärtsseitige Endfläche 11c der Einspritzlochplatte 11 heran gelangt, um zu verhindern, dass der zylindrische Abschnitt 12g gesichert ist, eine wesentliche Öffnungsfläche des Einspritzlochs 12 größer, um die Strömungsrate zu vergrößern. Daher ist der Konkavabschnitt 17 innerhalb des Bereichs ausgebildet, in welchem gegen eine solche Situation vorgebeugt werden kann.
In 10 ist die Strömungsrate des durch des Einspritzloch 12 gelangenden Kraftstoffs 16 durch die Schnittfläche des zylindrischen Abschnitts 12g bestimmt, die in dem Einspritzloch 12 gesichert ist, und ist daher auf eine konstante Menge stabilisiert.
Daher kann die Zerstäubung des Sprühnebels gefördert werden, während eine Variation der Strömungsrate in Folge einer Lagerveränderung zwischen dem Einspritzloch 12 und dem Konkavabschnitt 17 begrenzt wird.
Achte Ausführungsform
Obwohl die Schnittform des Konkavabschnitts 17 bei den vorstehend beschriebenen ersten bis siebten Ausführungsformen rechteckig ist (1 bis 10), ist ein Bereich des Konkavabschnitts 17, der an der stromabwärtsseitigen Endfläche 11b der Einspritzlochplatte 11 offen ausgebildet ist, vorzugsweise größer als ein Bereich der Konkavabschnittbodenfläche 17c als eine Trapezform, wie in 11 gezeigt.
11 ist eine Schnittansicht, welche den Einspritzlochabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils 1 gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vergrößert zeigt. Lediglich eine Schnittform des Konkavabschnitts 17 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen. 12 ist eine Schnittansicht, entlang der Linie G-G und der Linie H-H in 11.
In 11 und 12 ist der Konkavabschnitt 17 so ausgebildet, dass ein Öffnungsbereich S2, der an der stromabwärtsseitigen Endfläche 11b der Einspritzlochplatte 11 geöffnet ist, größer wird als ein Bodenflächenbereich S1 der Konkavabschnittbodenfläche 17c.
Auf diese Weise kann, wenn das Ventilelement 8 (siehe 1) geöffnet ist, die Kraftstoffströmung 16a, die durch einen Spalt 10d zwischen dem Ventilelementdistalendabschnitt 13 und der Ventilsitzaufnahmefläche 10a gelangt, um von dem Einspritzloch 12 in den Konkavabschnitt 17 zu strömen, ausreichend entlang der Konkavabschnittinnenwandfläche 17b verteilt werden.
Als ein Ergebnis wird die Strömung entlang der Wölbungen des Einspritzlochs 12 und des Konkavabschnitts 17 mit zunehmender Nähe zu der stromabwärtsseitigen Endfläche 11b der Einspritzlochplatte 11 verstärkt. Als ein Ergebnis kann der Flüssigkeitsfilm eingespritzt werden, nachdem er weiter fein verteilt worden ist.
Obwohl der Fall bei den vorstehend ersten bis achten Ausführungsform beschrieben wurde, in welchem das Kraftstoffeinspritzventil 1 an der Motoreinlassleitung 20 angebracht war, ist es ersichtlich, dass das Kraftstoffeinspritzventil 1 auch an einem Einlassanschluss oder einem Zylinderkopf angebracht sein kann.
Darüber hinaus kann, obwohl der Konkavabschnitt 17 als im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet beschrieben worden ist, irgendeine andere Form angewendet werden, ohne auf den Kreis beschränkt zu sein.
Obwohl ferner kein spezifisches Verfahren zum Ausbilden des Konkavabschnitts 17 in den vorstehend beschriebenen ersten bis achten Ausführungsformen erwähnt wurde, kann der Konkavabschnitt 17 durch relativ einfaches Pressformen ausgebildet werden.
Auf diese Weise können mit niedrigen Kosten sowohl die Zerstäubung als auch die Aggregation der Sprühnebel erreicht werden, während eine Variation der Strömungsrate begrenzt wird.
Bezugszeichenliste

1 Kraftstoffeinspritzventil, 2 Magneteinrichtung, 3 Gehäuse, 4 Kern, 5 Spule, 6 Anker, 6a Ankeraußenseitenfläche, 6b Ankeroberfläche, 7 Ventileinrichtung, 8 Ventilelement, 9 Ventilhauptkörper, 10 Ventilsitz, 10a Ventilsitzaufnahmefläche, 10b stromabwärtsseitige Endfläche, 10c Ventilsitzöffnungsinnenwand, 10d Spalt, 11 Einspritzlochplatte, 11a, 11a' Schweißabschnitt, 11b stromabwärtsseitige Endfläche, 11c stromaufwärtsseitige Endfläche, 12, 12d, 12h, 12j Einspritzloch, 12a Einspritzlocheinlass, 12b Einspritzlochauslass, 12c Referenzeinspritzloch, 12g zylindrischer Abschnitt, 13 Ventilelementdistalendabschnitt, 13a Vertiefung, 13b Gleitfläche, 14 Druckfeder, 15 Hohlraum, 15a Hohlrauminnenwand, 16 Kraftstoff, 16b Kraftstoffhauptströmung, 16f Einspritzrichtung, 17 Konkavabschnitt, 17a Zentrum, 17b Konkavabschnittinnenwandfläche, 17c Konkavabschnittbodenfläche, 18 Ventilsitzaxialzentrum, 20 Motoreinlassleitung, 21 Einlassventil, θ Zwischeneinspritzlochwinkel, α Kraftstoffdrehwinkel, β Einspritzlochanordnungswinkel, φ Durchmesser, h Höhe unmittelbar oberhalb Einspritzloch, r Abstand, H Höhe in Richtung von Ventilsitzaxialzentrum, L Zwischenzentrumsabstand, S Bereich von konkavem Abschnitt, S1 Bodenflächenbereich, S2 Öffnungsbereich

Claims

Kraftstoffeinspritzventil mit: einem Ventilsitz mit einer Ventilsitzaufnahmefläche, die an einem offenen Ende des Kraftstoffeinspritzventils vorgesehen ist; einem Ventilelement, das zu dem Ventilsitz gegenüberliegend vorgesehen ist, zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes; einer Einspritzlochplatte, die stromabwärts des Ventilsitzes angebracht ist, mit einer Mehrzahl von Einspritzlöchern, wobei das Kraftstoffeinspritzventil eingerichtet ist, das Ventilelement als Reaktion auf ein Betätigungssignal von einer Motorsteuereinheit in einer Ventilöffnungsrichtung zu betätigen, um so zu ermöglichen, dass ein Kraftstoff zwischen dem Ventilelement und der Ventilsitzaufnahmefläche vorbeigelangt, um dadurch ein Sprühnebelaggregat von der Mehrzahl von Einspritzlöchern in Richtung eines Einlassventils einzuspritzen, wobei die Mehrzahl von Einspritzlöchern an einer radial äußeren Seite einer Ventilsitzöffnungsinnenwand ausgebildet sind, die ein Abschnitt mit einem minimalen Innendurchmesser des Ventilsitzes mit einem in Richtung der Stromabwärtsseite reduzierten Durchmesser ist, wobei der Ventilsitz einen in einer stromabwärtsseitigen Endfläche des Ventilsitzes ausgebildeten Hohlraum aufweist, zum in Verbindung bringen der Ventilsitzöffnungsinnenwand und jedem der Mehrzahl von Einspritzlöchern, wobei, wenn eine gerade Linie, die erhalten wird, indem eine Zylindermittelachse (O) eines Motors auf eine zu einer Ventilsitzaxialmittellinie des Ventilsitzes senkrecht stehende Ebene (N) projiziert wird, eine P-Achse ist, eine gerade Linie, die auf der Ebene (N) durch die Ventilsitzaxialmittellinie läuft und senkrecht zu der P-Achse steht, eine X-Achse ist, eine gerade Linie, die auf der Ebene (N) zu der P-Achse parallel ist, eine Y-Achse ist, und wenn eines der Mehrzahl von Einspritzlöchern in einem Fall, in welchem Einspritzlocheinlässe und Einspritzlochauslässe der Mehrzahl von Einspritzlöchern vertikal auf die Ebene (N) projiziert werden, als ein Referenzeinspritzloch festgelegt wird, ein Zwischeneinspritzlochwinkel (θ), der durch eine gerade Linie (a), die durch ein Zentrum des Einspritzlocheinlasses des Referenzeinspritzlochs und die Ventilsitzaxialmittellinie läuft, und eine gerade Linie (b) gebildet wird, die auf der Ebene (N) durch ein Zentrum des Einspritzlocheinlasses des zu dem Referenzeinspritzloch benachbarten Einspritzlochs und die Ventilsitzaxialmittellinie läuft, so festgelegt ist, dass er kleiner ist, wenn näher an der Y-Achse, und ein Kraftstoffdrehwinkel (α) auf einer Seite eines breiten Winkels, gebildet durch die gerade Linie (a) und eine gerade Linie (c), die auf der Ebene (N) durch das Zentrum des Einspritzlocheinlasses und ein Zentrum des Einspritzlochauslasses läuft, eine Beziehung 90° < α < 180° erfüllt, wobei die Einspritzlochplatte Konkavabschnitte aufweist, die auf einer stromabwärtsseitigen Endfläche der Einspritzlochplatte in einer eins-zu-eins Korrespondenz in Bezug zu der Mehrzahl von Einspritzlöchern ausgebildet sind und jeweils einen größeren Öffnungsbereich aufweisen als ein Öffnungsbereich von jedem der Mehrzahl von Einspritzlöchern, und wobei die Konkavabschnitte so angeordnet sind, dass ein Bereich, wo eine Einspritzlochlänge kurz ist, auf einer Seite einer gewünschten Einspritzrichtung größer wird als auf einer entgegengesetzten Seite in Bezug zu der geraden Linie (c).
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, bei dem, wenn ein Kreis, der durch vertikal auf die Ebene (N) Projizieren einer Hohlrauminnenwand des Hohlraums gebildet wird, ein virtueller Kreis ist, ein Abstand (r) von einer Kante von jeder von jedem der Einspritzlocheinlässe auf einer radial äußeren Seite in Bezug auf die Ventilsitzaxialmittellinie zu dem virtuellen Kreis auf der geraden Linie (a) und ein Durchmesser (φ) von jedem der Mehrzahl von Einspritzlöchern eine Beziehung erfüllen: φ < r.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Höhe (h) unmittelbar oberhalb von jedem der Mehrzahl von Einspritzlöchern, die durch einen Abstand zwischen dem Zentrum von jedem der Einspritzlocheinlässe und dem Hohlraum in einer Richtung der Ventilsitzaxialmittellinie eine Beziehung erfüllt: h < φ.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Hohlraum eine verjüngte Form aufweist, sodass eine Höhe in einer Richtung der Ventilsitzaxialmittellinie in Richtung einer äußeren Umfangsseite kleiner wird.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem ein Abstand von der Ventilsitzaxialmittellinie zu dem Zentrum von jedem der Einspritzlocheinlässe auf der Ebene (N) kürzer festgelegt ist, je näher an der X-Achse.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem ein Abstand von der Ventilsitzaxialmittellinie zu dem Zentrum von jedem der Einspritzlocheinlässe auf der Ebene (N) kürzer festgelegt ist, je näher an der Y-Achse.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem, wenn eine Ebene, die zu einer Mittelachse von jedem der Mehrzahl von Einspritzlöchern senkrecht steht, ein Querschnitt in einem Strömungspfad von jedem der Mehrzahl von Einspritzlöchern ist, wobei ein zylindrischer Abschnitt mit einer minimalen Fläche in einer Radialrichtung von jedem der Mehrzahl von Einspritzlöchern als ein Querschnitt zwischen einer stromaufwärtsseitigen Endfläche der Einspritzlochplatte und einer Bodenfläche von jedem der Konkavabschnitte gesichert ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem jeder der Konkavabschnitte so ausgebildet ist, dass ein an der stromabwärtsseitigen Endfläche der Einspritzlochplatte geöffneter Öffnungsbereich größer wird als ein Bodenflächenbereich von jedem der Konkavabschnitte.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Konkavabschnitte durch Pressformen ausgebildet sind.