DE112018002252T5

DE112018002252T5 - Kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE112018002252T5
Application number: DE112018002252.8T
Authority: DE
Inventors: Niro Takaki; Fumiaki Arikawa; Tomoki FUJINO
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2018-03-16
Publication date: 2020-01-16
Also published as: JP2018189002A; JP6836955B2; WO2018198592A1; US20210108603A1

Abstract

Ein Kraftstoffeinspritzventil (10) hat einen festen Kern (400) und einen beweglichen Kern (300). Der feste Kern hat einen festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt (410), der eine hohe Steifigkeit hat, und einen festseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt (420), der eine Steifigkeit hat, die niedriger ist als die des festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts. Der bewegliche Kern hat einen beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt (310), der eine hohe Steifigkeit hat, und einen beweglichseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt (320), der eine Steifigkeit hat, die niedriger ist als die des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts. Ein Strom, der zu einer Spule (600) zugeführt wird, erzeugt eine magnetische Anziehungskraft, um eine Bewegung des beweglichen Kerns zu dem festen Kern zusammen mit einer Nadel (200) zu bewirken und um ein in Anlage kommen des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts an dem festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt zu bewirken.

Description

[Querbezug zu verwandter Anmeldung]
Die vorliegende Anmeldung basiert auf und beansprucht den Nutzen der Priorität von der früheren japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-090295 , die am 28. April 2017 eingereicht wurde und deren gesamte Beschreibung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil.
[Technischer Hintergrund]
Als ein Kraftstoffeinspritzventil, das in einer Brennkraftmaschine installiert ist, ist ein Kraftstoffeinspritzventil bekannt, das gestaltet ist, um einen beweglichen Kern im Inneren des Ventils zusammen mit einer Nadel durch eine magnetische Anziehungskraft zu betätigen, um einen Einspritzanschluss zu öffnen oder zu schließen, der ein Kraftstoffausgang ist.
Beispielsweise hat das Kraftstoffeinspritzventil, das in der folgenden PTL 1 beschrieben ist, einen festen Kern, der in dem Inneren eines Gehäuses fixiert ist, einen beweglichen Kern, der in einem beweglichen Zustand in dem Inneren des Gehäuses angeordnet ist, und eine Spule, die eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern und dem beweglichen Kern erzeugt. Zu der Zeit des Einspritzens von Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzventil wird ein Strom zu der Spule zugeführt. Die magnetische Anziehungskraft, die erzeugt wird, bewirkt dann eine Bewegung des beweglichen Kerns in Richtung zu dem festen Kern zusammen mit der Nadel, um den Einspritzanschluss zu öffnen.
In einem Kraftstoffeinspritzventil kann eine Verformung der Komponenten, wie eines festen Kerns, aufgrund einer Abnützung oder einer Beschädigung Charakteristiken wie eine Kraftstoffeinspritzmenge ändern. Deshalb ist es in einem Kraftstoffeinspritzventil notwendig, dass eine Abnützung oder eine Beschädigung der Komponenten soweit wie möglich minimiert wird.
Der feste Kern des Kraftstoffeinspritzventils, das vorstehend genannt ist, ist mit einer Buchse versehen, die aus einem Material gemacht ist, das eine relativ hohe Steifigkeit hat. Die Nadel ist mit dem festen Kern nicht in direktem Kontakt, sondern bewegt sich in einem Zustand, in dem sie mit der Buchse in Kontakt ist. Somit wird verhindert, dass der feste Kern, der aus einem magnetischen Material gemacht ist, das eine relativ niedrige Steifigkeit hat, aufgrund des Gleitkontakts mit der Nadel verschleißt.
Wie vorstehend beschrieben ist, wenn Kraftstoff von dem Krafteinspritzventil eingespritzt wird, bewegt sich der bewegliche Kern in Richtung zu dem festen Kern. In diesem Fall wird die Bewegung des beweglichen Kerns schließlich gestoppt, indem er mit der Buchse in Kontakt gebracht wird, die an dem festen Kern vorgesehen ist, anstatt mit dem festen Kern in Kontakt gebracht zu werden. In dem vorstehend genannten Kraftstoffeinspritzventil, da der bewegliche Kern nicht direkt gegen den festen Kern stößt, wird eine Abnützung oder eine Beschädigung des festen Kerns noch mehr minimiert.
[Zitierungsliste]
[Patentliteratur]
[PTL 1] JP 2013-100756 A
[Zusammenfassung der Erfindung]
In dem Kraftstoffeinspritzventil, das in PTL 1 beschrieben ist, stößt der bewegliche Kern, der aus einem Material gemacht ist, das eine relativ niedrige Steifigkeit hat, gegen die Buchse, die aus einem Material gemacht ist, das eine relativ hohe Steifigkeit hat. Deshalb gibt es Bedenken, dass der bewegliche Kern durch die Kollision beschädigt werden kann. Insbesondere falls ein Gaskraftstoff als ein einzuspritzender Kraftstoff verwendet wird, wird die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Kerns aufgrund der niedrigen Viskosität des Kraftstoffs höher. Deshalb gibt es eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass der bewegliche Kern aufgrund der Kollision beschädigt wird. Um die Leistungscharakteristiken eines Kraftstoffeinspritzventils über eine lange Zeitspanne aufrecht zu erhalten, ist es wünschenswert, eine Beschädigung von nicht nur dem festen Kern, sondern auch dem beweglichen Kern zu verhindern.
Die vorliegende Offenbarung zielt darauf ab, ein Kraftstoffeinspritzventil vorzusehen, das in der Lage ist, eine Beschädigung eines festen Kerns und eines beweglichen Kerns zu verhindern.
[Lösung des Problems]
Ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden Offenbarung hat ein Gehäuse, das ein Ende in einer Längsrichtung hat, an dem ein Einspritzanschluss zum Einspritzen von Kraftstoff ausgebildet ist; eine Nadel, die den Einspritzanschluss durch Bewegen im Inneren des Gehäuses in der Längsrichtung öffnet oder schließt; einen festen Kern, der ein Bauteil, das wenigstens einen Teil hat, der aus einem magnetischen Material gemacht ist, ist und der an dem Inneren des Gehäuses fixiert ist; einen beweglichen Kern, der ein Bauteil, das wenigstens einen Teil hat, der aus einem magnetischen Material gemacht ist, ist und der in einem Zustand angeordnet ist, in dem er zusammen mit der Nadel in der Längsrichtung im Inneren des Gehäuses beweglich ist; und eine Spule, die eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern und dem beweglichen Kern erzeugt. Der feste Kern hat einen festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt, der eine hohe Steifigkeit hat, und einen festseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt, der eine Steifigkeit hat, die niedriger als die des festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts ist. Der bewegliche Kern hat einen beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt, der eine hohe Steifigkeit hat, und einen beweglichseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt, der eine Steifigkeit hat, die niedriger ist als die des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts. Das Kraftstoffeinspritzventil ist derart gestaltet, dass ein Strom, der zu der Spule zugeführt wird, eine magnetische Anziehungskraft erzeugt, um eine Bewegung des beweglichen Kerns in Richtung zu dem festen Kern zusammen mit der Nadel zu bewirken und um ein in Anlage kommen des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts an dem festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt zu bewirken.
In dem Kraftstoffeinspritzventil, das solch eine Gestaltung hat, hat der feste Kern einen Teil, der ein festseitiger Hochsteifigkeitsabschnitt ist, der eine hohe Steifigkeit hat, anstatt dass er gänzlich unter Verwendung eines magnetischen Materials, das eine niedrige Steifigkeit hat, ausgebildet ist. In gleicher Weise hat der bewegliche Kern einen Teil, der ein beweglichseitiger Hochsteifigkeitsabschnitt, der eine hohe Steifigkeit hat, ist, anstatt dass er gänzlich unter Verwendung eines magnetischen Materials, das eine niedrige Steifigkeit hat, ausgebildet ist.
Wenn Strom zu der Spule zugeführt wird und sich der bewegliche Kern in Richtung zu dem festen Kern zusammen mit der Nadel bewegt, um einen Kraftstoff einzuspritzen, kommt der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt in Anlage an den festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt. Somit, da Abschnitte, die eine relativ hohe Steifigkeit haben, aneinander anstoßen, wird eine Beschädigung aufgrund einer Kollision bei sowohl dem festen Kern als auch dem beweglichen Kern minimiert.
Falls beispielsweise der festseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt des festen Kerns aus einem magnetischen Material gemacht ist, muss der festseitige Hochsteifigkeitsabschnitt nicht zum Erzeugen einer magnetischen Anziehungskraft beitragen. Deshalb kann der festseitige Hochsteifigkeitsabschnitt aus einem nichtmagnetischen Material gemacht sein, das eine relativ hohe Steifigkeit hat. In gleicher Weise, falls der beweglichseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt des beweglichen Kerns aus einem magnetischen Material gemacht ist, muss der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt nicht zum Erzeugen einer magnetischen Anziehungskraft beitragen. Daher kann der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt aus einem nichtmagnetischen Material gemacht sein, das eine relativ hohe Steifigkeit hat.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ein Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen werden, das eine Beschädigung eines festen Kerns und eines beweglichen Kerns verhindern kann.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Innenaufbau eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Innenaufbau eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.
3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Innenaufbau eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel darstellt.
4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Innenaufbau eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel darstellt.
5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Innenaufbau eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel darstellt.
6 ist eine vergrößerte Ansicht, die die Gestaltung eines beweglichen Kerns und der Umgebung von diesem, die in 5 dargestellt sind, darstellt.
7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Innenaufbau eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel darstellt.

[Beschreibung der Ausführungsbeispiele]
Mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele beschrieben. Der Klarheit halber sind den Komponenten, die identisch oder ähnlich miteinander sind, in den Zeichnungen soweit wie möglich die gleichen Bezugszeichen gegeben, um eine doppelte Beschreibung wegzulassen.
Mit Bezug auf 1 wird eine Gestaltung eines Kraftstoffeinspritzventils 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 ist eine Vorrichtung, die in einer Brennkraftmaschine, die nicht gezeigt ist, installiert ist, um Kraftstoff zu der Brennkraftmaschine zuzuführen. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 hat ein Gehäuse 100, eine Nadel 200, einen beweglichen Kern 300, einen festen Kern 400 und eine Spule 600.
Das Gehäuse 100 ist ein Bauteil, dessen Gesamtheit als ein im Wesentlichen zylindrischer Behälter ausgebildet ist. In 1 ist das Gehäuse 100 so dargestellt, dass seine Längsrichtung mit der Vertikalrichtung übereinstimmt. Es sei angemerkt, dass ein Ausdruck „obere Seite“ oder dergleichen einfach verwendet werden kann, um einen oberen Teil von 1 zu kennzeichnen. Des Weiteren kann ein Ausdruck „untere Seite“ oder dergleichen einfach verwendet werden, um einen unteren Teil von 1 zu kennzeichnen. Das Gleiche gilt für 2 bis 7.
Wie später beschrieben wird, strömt in dem Gehäuse 100 der Kraftstoff, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 10 eingespritzt wird, von der oberen Seite in Richtung zu der unteren Seite. Die Nadel 200, der bewegliche Kern 300 und der feste Kern 400, die später beschrieben werden, sind alle im Inneren des Gehäuses 100 gehalten.
Das Gehäuse 100 hat ein erstes zylindrisches Bauteil 110, ein zweites zylindrisches Bauteil 120, ein drittes zylindrisches Bauteil 130, ein viertes zylindrisches Bauteil 140 und ein fünftes zylindrisches Bauteil 150. Diese Bauteile sind alle als im Wesentlichen zylindrische Bauteile ausgebildet, wobei deren Achsen miteinander ausgerichtet sind.
Das erste zylindrische Bauteil 110 ist von dem Gehäuse 100 am stromabwärtigsten entlang der Kraftstoffströmungsrichtung angeordnet. Das erste zylindrische Bauteil 110 ist aus einem martensitischen Edelstahl gemacht und einer Abschreckbehandlung unterzogen, um eine Steifigkeit zu erhöhen. Das erste zylindrische Bauteil 110 definiert einen Raum 111 an der Innenseite von sich zum Halten der Nadel 200, die später beschrieben wird.
Das erste zylindrische Bauteil 110 hat einen unteren Endabschnitt, in den eine Einspritzdüse 500 pressgepasst und geschweißt ist. Die Einspritzdüse 500 bildet einen Teil des Gehäuses 100 aus und hat einen zylindrischen Abschnitt 520 und einen Drosselabschnitt 510. Der zylindrische Abschnitt 520 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet. Der zylindrische Abschnitt 520 ist in das erste zylindrische Bauteil 110 in einem Zustand gepasst, in dem die Mittelachse des Ersteren mit der des Letzteren ausgerichtet ist. Der zylindrische Abschnitt 520 hat eine Innenumfangsfläche 521, über die Gleitkontaktabschnitte 222 (die später beschrieben werden) der Nadel 200 in einem Zustand gleiten, in dem sie mit dieser in Kontakt sind.
Der Drosselabschnitt 510 ist ausgebildet, um den unterseitigen Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 520 zu schließen. Der Drosselabschnitt 510 ist mit einem Einspritzanschluss 511 versehen. Der Einspritzanschluss 511 ist ein Durchgangsloch, das ausgebildet ist, um durch die Mitte des Drosselabschnitts 510 in der Vertikalrichtung von 1 hindurchzugehen. Der Einspritzanschluss 511 gestattet eine Verbindung zwischen dem Innenraum 111 des ersten zylindrischen Bauteils 110 und dem Außenraum. Der Einspritzanschluss 511 ist ausgebildet, um als ein Ausgang von Kraftstoff zu dienen, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 10 einzuspritzen ist. Somit ist in dem Kraftstoffeinspritzventil 10 der Einspritzanschluss 511 zum Einspritzen von Kraftstoff an einem Längsende des Gehäuses 100 ausgebildet.
Der Drosselabschnitt 510 hat eine Innenfläche, an der ein Ventilsitz 512 so ausgebildet ist, um den Einspritzanschluss 511 zu umgeben. Der Ventilsitz 512 dient als ein Teil, an dem ein Dichtungsabschnitt 221 (der später beschrieben wird) der Nadel 200 anliegt, um den Einspritzanschluss 511 zu schließen.
Die Einspritzdüse 500 ist aus einem martensitischen Edelstahl gemacht und einer Abschreckbehandlung unterzogen, um eine Steifigkeit zu erhöhen. Bei der Einspritzdüse 500 sind der Teil, an dem die Nadel 200 anliegt, das heißt der Ventilsitz 512, und die Innenumfangsfläche 521 einer Nitrierbehandlung unterzogen. Die Innenumfangsfläche 521 ist des Weiteren mit einer DLC-Beschichtung versehen, um eine Reibungskraft zu verringern.
Bei dem ersten zylindrischen Bauteil 110 hat ein Abschnitt entgegengesetzt zu der Einspritzdüse 500 (das heißt der oberen Seite) einen größeren Durchmesser. Dieser Abschnitt erstreckt sich weiter in Richtung zu der oberen Seite, während er einen zylindrischen Abschnitt 112 mit großem Durchmesser ausbildet. Der zylindrische Abschnitt 112 mit großem Durchmesser hat eine Innenfläche, über die ein Teil des beweglichen Kerns 300 in einem Zustand gleitet, in dem er mit dieser in Kontakt ist, wie später beschrieben wird. Deshalb ist der zylindrische Abschnitt 112 mit großem Durchmesser einer Nitrierbehandlung unterzogen. Das obere Ende des zylindrischen Abschnitts 112 mit großem Durchmesser (das heißt das obere Ende des ersten zylindrischen Bauteils 110) ist mit dem unteren Ende des zweiten zylindrischen Bauteils 120 verbunden.
Das zweite zylindrische Bauteil 120 des Gehäuses 100 ist stromaufwärts des ersten zylindrischen Bauteils 110 entlang der Kraftstoffströmungsrichtung angeordnet. Das zweite zylindrische Bauteil 120 hat einen Innen- und Außendurchmesser, die jeweils gleich zu denjenigen des zylindrischen Abschnitts 112 mit großem Durchmesser sind. Das zweite zylindrische Bauteil 120 ist aus Ferritedelstahl gemacht, was ein magnetisches Material ist. Das obere Ende des zweiten zylindrischen Bauteils 120 ist mit dem unteren Ende des dritten zylindrischen Bauteils 130 verbunden.
Das dritte zylindrische Bauteil 130 des Gehäuses 100 ist stromaufwärts des zweiten zylindrischen Bauteils 120 entlang der Kraftstoffströmungsrichtung angeordnet. Das dritte zylindrische Bauteil 130 hat einen Innen- und Außendurchmesser, die jeweils gleich zu denjenigen des zweiten zylindrischen Bauteils 120 sind. Das dritte zylindrische Bauteil 130 ist aus einem austenitischen Edelstahl gemacht, was ein nichtmagnetisches Material ist. Das obere Ende des dritten zylindrischen Bauteils 130 ist mit dem unteren Ende des vierten zylindrischen Bauteils 140 verbunden.
Das vierte zylindrische Bauteil 140 des Gehäuses 100 ist stromaufwärts des dritten zylindrischen Bauteils 130 entlang der Kraftstoffströmungsrichtung angeordnet. Das vierte zylindrische Bauteil 140 hat einen Innen- und Außendurchmesser, die jeweils gleich zu denjenigen des dritten zylindrischen Bauteils 130 sind. Das vierte zylindrische Bauteil 140 ist aus einem Ferritedelstahl gemacht, was ein magnetisches Material ist. Das vierte zylindrische Bauteil 140 hat einen oberseitigen Abschnitt, in den ein unterer Endabschnitt des fünften zylindrischen Bauteils 150 pressgepasst und geschweißt ist.
Das fünfte zylindrische Bauteil 150 ist von dem Gehäuse 100 am stromaufwärtigsten entlang der Kraftstoffströmungsrichtung angeordnet. Das fünfte zylindrische Bauteil 150 ist aus austenitischem Edelstahl gemacht. Das fünfte zylindrische Bauteil 150 hat einen oberen Endabschnitt, an dem ein Einlassanschluss 153 ausgebildet ist. Der Einlassanschluss 153 ist eine Öffnung, die als ein Eingang des Kraftstoffs dient, der von außen eingeleitet wird.
Das fünfte zylindrische Bauteil 150 definiert einen Raum 151 an der Innenseite von sich. Der Raum 151 ist mit einem Filter 152 an einer Position nahe des Einlassanschlusses 153 versehen. Der Filter 152 fängt Fremdteilchen, die in dem Kraftstoff enthalten sind, der von dem Einlassanschluss 153 eingeleitet wird.
Die Nadel 200 ist ein stabartiges Bauteil, das im Inneren des Gehäuses 100 angeordnet ist. Die Nadel 200 ist angeordnet, um in der Längsrichtung des Gehäuses 100 (Vertikalrichtung von 1) beweglich zu sein, wobei die Mittelachse der Nadel 200 mit der des Gehäuses 100 ausgerichtet ist. Die Nadel 200 ist aus einem martensitischen Edelstahl gemacht und ist einer Abschreckbehandlung unterzogen, um eine Steifigkeit zu erhöhen. Die Nadel 200 hat einen einspritzdüsenseitigen Endabschnitt, an dem ein Dichtungsabschnitt 221 ausgebildet ist.
Wenn sich die Nadel 200 zu der untersten Seite in dem Bewegungsbereich bewegt, kommt der Dichtungsabschnitt 221 an dem Ventilsitz 512 in Anlage, wie in 1 gezeigt ist, um den Einspritzanschluss 511 zu schließen. Somit ist die Kraftstoffeinspritzung von dem Einspritzanschluss 511 gestoppt. Wenn sich die Nadel 200 zu der oberen Seite bewegt und sich der Dichtungsabschnitt 221 von dem Ventilsitz 512 trennt, öffnet sich der Einspritzanschluss 511. Somit wird Kraftstoff von dem Einspritzanschluss 511 eingespritzt. In dieser Weise ist die Nadel 200 als ein Bauteil zum Öffnen oder Schließen des Einspritzanschlusses 511 mit der Längsbewegung an der Innenseite des Gehäuses 100 vorgesehen.
In der folgenden Beschreibung kann ein Ausdruck „Ventilöffnungsseite“ zum Kennzeichnen einer Seite verwendet werden, zu der sich die Nadel 200 hinbewegt, das heißt der oberen Seite von 1, um den Einspritzanschluss 511 zu öffnen. Des Weiteren kann ein Ausdruck „Ventilschließseite“ verwendet werden, um eine Seite zu kennzeichnen, zu der sich die Nadel 200 hinbewegt, das heißt die untere Seite von 1, um den Einspritzanschluss 511 zu schließen.
Die Nadel 200 hat eine Seitenfläche, an der eine Vielzahl von Gleitkontaktabschnitten 222 ausgebildet sind, die nach außen vorstehen, bei einem Niveau, das geringfügig an der Ventilöffnungsseite relativ zu dem Dichtungsabschnitt 221 ist. Die Gleitkontaktabschnitte 222 gleiten über die Innenumfangsfläche 521 des zylindrischen Abschnitts 520, wobei die äußersten Enden von diesen mit der Innenumfangsfläche 521 in Kontakt sind. Die Vielzahl von Gleitkontaktabschnitten 222 sind ausgebildet, um in der Umfangsrichtung der Nadel 200 benachbart zu sein. Zwischen benachbarten Gleitkontaktabschnitten 222 ist eine Aussparung 223 als ein Kraftstoffdurchgang vorgesehen. Bei der Nadel 200 sind der Dichtungsabschnitt 221 und die Gleitkontaktabschnitte 222 einer Nitrierbehandlung unterzogen. Die Gleitkontaktabschnitte 222 sind jeweils des Weiteren mit einer DLC-Beschichtung versehen. Somit ist ein Reibungswiderstand zwischen jedem Gleitkontaktabschnitt 222 und der Innenumfangsfläche 521 verringert.
Die Nadel 200 ist in einem Zustand angeordnet, in dem sie vertikal durch den beweglichen Kern 300 hindurchgeht, der später beschrieben wird. Die Nadel 200 hat einen oberen Endabschnitt, der an einer weiter oberen Seite als das obere Ende des beweglichen Kerns 300 gelegen ist. Der obere Endabschnitt der Nadel 200 hat eine Seitenfläche, an der ein Abschnitt 210 mit großem Durchmesser ausgebildet ist, der nach außen vorsteht. Der Abschnitt 210 mit großem Durchmesser hat eine sich an der Seite des beweglichen Kerns 300 befindliche (ventilschließseitige) Fläche, die an einer Endfläche des beweglichen Kerns 300 anliegt.
Die Nadel 200 definiert einen Raum 201 an der Innenseite von sich. Der Raum 201 ist ausgebildet, um sich von einem ventilöffnungsseitigen Endabschnitt des Abschnitts 210 mit großem Durchmesser der Nadel 200 zu einer Position zu erstrecken, die weiter an einer Ventilschließseite als der bewegliche Kern 300 ist. An dem ventilöffnungsseitigen Endabschnitt der Nadel 200 ist eine Verbindung des Raums 201 mit der Außenseite gestattet. An einer Position des Raums 201, die weiter an einer Ventilschließseite als der bewegliche Kern 300 ist, ist die Nadel 200 mit einem Durchgangsloch 202 versehen. Das Durchgangsloch 202 stellt eine Verbindung zwischen dem Raum 201 und dem Raum 111 her.
Der bewegliche Kern 300 ist ein Bauteil, dessen Gesamtheit in einer im Wesentlichen Säulenform ausgebildet ist. Der bewegliche Kern 300 ist angeordnet, um in der Längsrichtung des Gehäuses 100 (Vertikalrichtung in 1) zusammen mit der Nadel 200 beweglich zu sein, wobei die Mittelachse des beweglichen Kerns 300 mit der des Gehäuses 100 ausgerichtet ist. Der bewegliche Kern 300 hat einen beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt 310 und einen beweglichseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt 320.
Der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form und ein Teil von diesem (ein Teil mit Ausnahme eines Abschnitts 311 mit großem Durchmesser, der später beschrieben wird) ist im Inneren des beweglichseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitts 320 angeordnet. Der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310 ist aus einem nichtmagnetischen Material gemacht, das ein martensitischer Edelstahl ist, der eine relativ hohe Steifigkeit hat. Der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310 ist einer Abschreckbehandlung unterzogen, um eine Steifigkeit zu erhöhen. Der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310 hat einen Mittelabschnitt, durch den hindurch ein beweglichseitiges Durchgangsloch 313 in der Vertikalrichtung (das heißt der Längsrichtung des Gehäuses 100) ausgebildet ist. Die Nadel 200, die vorstehend beschrieben ist, ist in das beweglichseitige Durchgangsloch 313 eingesetzt. Die Außenfläche der Nadel 200 kann über die Innenfläche des beweglichseitigen Durchgangslochs 313 in einem Zustand gleiten, in dem sie mit dieser in Kontakt ist. Die Innenfläche des beweglichseitigen Durchgangslochs 313 ist einer Nitrierbehandlung unterzogen. Die Außenfläche der Nadel 200 ist auch einer Nitrierbehandlung unterzogen und ist des Weiteren mit einer DLC-Beschichtung versehen.
Der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310 hat eine ventilöffnungsseitige Endfläche, an der der Abschnitt 210 mit großem Durchmesser der Nadel 200 von der oberen Seite anliegt. Wie später beschrieben wird, liegt ein Teil der ventilöffnungsseitigen Endfläche des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 310 an dem festen Kern 400 an, wenn das Ventil geöffnet ist. Die ventilöffnungsseitige Endfläche des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 310 ist einer Nitrierbehandlung an jeweiligen Teilen unterzogen, an denen der Abschnitt 210 mit großem Durchmesser der Nadel 200 und der feste Kern 400 anliegen. Der Abschnitt 210 mit großem Durchmesser hat eine ventilschließseitige Endfläche, die auch einer Nitrierbehandlung unterzogen ist.
Der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310 hat einen ventilschließseitigen Abschnitt, dessen Durchmesser erhöht ist, um einen Abschnitt 311 mit großem Durchmesser auszubilden, der nach außen vorsteht. Der Abschnitt 311 mit großem Durchmesser hat eine äußerste Fläche 312, die die Innenfläche des zylindrischen Abschnitts 112 mit großem Durchmesser des ersten zylindrischen Bauteils 110 berührt. Wenn sich der bewegliche Kern 300 bewegt, gleitet die äußerste Fläche 312 des Abschnitts 311 mit großem Durchmesser über die Innenfläche des zylindrischen Abschnitts 112 mit großem Durchmesser in einem Zustand, in dem sie mit dieser in Kontakt ist. Die äußerste Fläche 312 ist einer Nitrierbehandlung unterzogen und ist des Weiteren mit einer DLC-Beschichtung versehen.
Der beweglichseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 320 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form und ist an der Außenseite des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 310 angeordnet. Der beweglichseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 320 ist an dem beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt 310 durch ein sogenanntes „Hämmern“ in einem Zustand fixiert, in dem die Innenfläche des Ersteren mit der Außenfläche des Letzteren in Kontakt ist. Der beweglichseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 320 hat eine ventilschließseitige Endfläche, die an dem Abschnitt 311 mit großem Durchmesser des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 310 anliegt.
Der beweglichseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 320 ist aus einem Ferritedelstahl gemacht, was ein magnetisches Material ist. Somit hat der beweglichseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 320 eine niedrigere Steifigkeit als der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310. In dem Gehäuse 100 ist der beweglichseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 320 angeordnet, um größtenteils dem zweiten zylindrischen Bauteil 120 zugewandt zu sein.
Der beweglichseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 320 hat eine ventilöffnungsseitige Endfläche, die bei einem Niveau ist, das geringfügig näher zu der Ventilschließseite ist als die ventilöffnungsseitige Endfläche des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 310. Mit anderen Worten gesagt, steht die obere Endfläche des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 310 geringfügig zu der oberen Seite (Seite des festen Kerns 400) vor im Vergleich zu der oberen Endfläche des beweglichseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitts 320.
Somit ist der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310 ausgebildet, um sich von einem Ende (das heißt dem oberen Endabschnitt) des beweglichen Kerns 300 zu dem anderen Ende (das heißt dem unteren Endabschnitt) von diesem in der Längsrichtung des Gehäuses 100 zu erstrecken.
Nahe dem Außenumfang des beweglichen Kerns 300 sind eine Vielzahl von Durchgangslöchern 301 ausgebildet, die durch den beweglichen Kern 300 in der Vertikalrichtung hindurchgehen. Jedes Durchgangsloch 301 ist ausgebildet, um durch sowohl den Abschnitt 311 mit großem Durchmesser des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 310 als auch den beweglichseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt 320 hindurchzugehen. Funktionen der Durchgangslöcher 301 werden später beschrieben.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der beweglichseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 320, der ein Teil des beweglichen Kerns 300 ist, aus einem magnetischen Material gemacht, während der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310, der der andere Teil ist, aus einem nichtmagnetischen Material gemacht ist. Alternativ zu solch einer Form kann der bewegliche Kern 300 gänzlich aus einem magnetischen Material gemacht sein. Auch in dieser alternativen Form ist der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310 aus einem Material gemacht, dessen Steifigkeit höher ist als die des Materials, das für den beweglichseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt 320 verwendet wird.
Der feste Kern 400 ist ein Bauteil, dessen Gesamtheit im Wesentlichen in einer Säulenform ausgebildet ist, wie bei dem beweglichen Kern 300. Der feste Kern 400 ist in dem Inneren des Gehäuses 100 fixiert, wobei die Mittelachse des Ersteren mit der des Letzteren ausgerichtet ist. Der feste Kern 400 ist angeordnet, um, an der Ventilöffnungsseite, zu dem beweglichen Kern 300 benachbart zu sein. Wie in 1 gezeigt ist, gibt es in einem Zustand, in dem der Dichtungsabschnitt 221 der Nadel 200 an dem Ventilsitz 512 anliegt, einen Spalt, der zwischen dem festen Kern 400 und dem beweglichen Kern 300 ausgebildet ist. Der feste Kern 400 hat einen festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt 410 und einen festseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420.
Der festseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 410 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form und ist im Inneren des festseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitts 420 angeordnet. Der festseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 410 ist aus einem martensitischen Edelstahl gemacht, das ein nichtmagnetisches Material ist, und hat eine relativ hohe Steifigkeit. Der festseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 410 ist einer Abschreckbehandlung unterzogen, um eine Steifigkeit zu erhöhen. Der festseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 410 hat eine sich an der Seite des beweglichen Kerns 300 befindliche Endfläche, an der der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310 des beweglichen Kerns 300 in Anlage kommt. Deshalb ist diese Endfläche einer Nitrierbehandlung unterzogen.
Der festseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 410 hat einen Mittelabschnitt, durch den hindurch ein festseitiges Durchgangsloch 401 in der Vertikalrichtung (das heißt der Längsrichtung des Gehäuses 100) ausgebildet ist. Eine Verbindung des Raums 201 der Nadel 200, der vorstehend beschrieben ist, ist mit dem Raum 151 des fünften zylindrischen Bauteils 150 über das festseitige Durchgangsloch 401 gestattet. Der obere Endabschnitt des festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 410 hat eine Seitenfläche, an der ein Abschnitt 411 mit großen Durchmesser ausgebildet ist, um nach außen vorzustehen.
Das festseitige Durchgangsloch 401 hat einen sich an der Seite des beweglichen Kerns 300 befindlichen Abschnitt, durch den hindurch der Abschnitt 210 mit großem Durchmesser der Nadel 200 von der unteren Seite eingesetzt ist. Wie in 1 gezeigt ist, ist in diesem Abschnitt des festseitigen Durchgangslochs 401 der Innendurchmesser größer gemacht als der des verbleibenden Abschnitts des festseitigen Durchgangslochs 401. Deshalb gibt es einen Spalt, der zwischen dem Abschnitt 210 mit großem Durchmesser der Nadel 200 und der Innenfläche des festseitigen Durchgangslochs 401 ausgebildet ist.
Der festseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420 hat im Wesentlichen eine zylindrische Form und die Gesamtheit von diesem ist an der Außenseite des festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 410 angeordnet. Der festseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420 ist an dem festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt 410 durch Schweißen in einem Zustand fixiert, in dem die Innenfläche des Ersteren mit der Außenfläche des Letzteren in Kontakt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der festseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 410 und der festseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420 bei dem Niveau des ventilöffnungsseitigen Endabschnitts des festen Kerns 400 aneinandergeschweißt.
Der festseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420 ist aus einem Ferritedelstahl gemacht, was ein magnetisches Material ist. Somit hat der festseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420 eine geringere Steifigkeit als der festseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 410. In dem Gehäuse 100 ist der festseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420 angeordnet, um größtenteils dem vierten zylindrischen Bauteil 140 zugewandt zu sein. Der festseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420 hat eine Außenfläche, die an die Innenfläche des vierten zylindrischen Bauteils 140 geschweißt und an dieser fixiert ist.
Der festseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420 hat eine ventilöffnungsseitige Endfläche, die mit der ventilöffnungsseitigen Endfläche des festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 410 bündig ist. Der festseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420 hat eine ventilschließseitige Endfläche, die bei einem Niveau festgelegt ist, das geringfügig näher zu der Ventilöffnungsseite ist als die ventilschließseitige Endfläche des festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 410. Mit anderen Worten gesagt, steht die untere Endfläche des festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 410 geringfügig zu der unteren Seite (Seite des beweglichen Kerns 300) vor im Vergleich zu der unteren Endfläche des festseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitts 420.
Somit ist der festseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 410 ausgebildet, um sich von einem Ende (dem oberen Endabschnitt) des festen Kerns 400 zu dem anderen Ende (das heißt dem unteren Endabschnitt) von diesem in der Längsrichtung des Gehäuses 100 zu erstrecken. Die untere Endfläche des festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 410 ist gänzlich der oberen Endfläche des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 310 zugewandt.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der festseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420, der ein Teil des festen Kerns 400 ist, aus einem magnetischen Material gemacht, während der festseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 410, der der andere Teil ist, aus einem nichtmagnetischen Material gemacht ist. Alternativ zu solch einer Form kann der feste Kern 400 gänzlich aus einem magnetischen Material gemacht sein. Auch in dieser alternativen Form ist der festseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 410 aus einem Material gemacht, dessen Steifigkeit höher ist als die des Materials, das für den festseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420 verwendet wird.
Die Spule 600 erzeugt mit einem Strom, der zugeführt wird, eine magnetische Kraft. Die Spule 600 ist um einen Spulenkörper 610 herumgewickelt und in diesem Zustand angeordnet, um das gesamte dritte zylindrische Bauteil 130 und einen Teil des vierten zylindrischen Bauteils 140 des Gehäuses 100 von der Außenseite zu bedecken. Wenn Strom zu der Spule 600 zugeführt wird, wird ein magnetischer Kreis derart ausgebildet, dass ein magnetischer Fluss durch den festseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420, den beweglichseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt 320, das zweite zylindrische Bauteil 120, das vierte zylindrische Bauteil 140 und dergleichen hindurchgeht. Als eine Folge davon wird eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern 400 und dem beweglichen Kern 300 erzeugt. Die magnetische Anziehungskraft bewirkt eine Bewegung des beweglichen Kerns 300 in Richtung zu der Ventilöffnungsseite zusammen mit der Nadel 200. Wenn das Stromzuführen zu der Spule 600 gestoppt wird, wird die magnetische Anziehungskraft Null. In diesem Fall bewegt sich der bewegliche Kern 300 zu der Ventilschließseite zusammen mit der Nadel 200, wobei er durch eine Feder 820 gedrängt wird, die später beschrieben wird.
Die restliche Gestaltung des Kraftstoffeinspritzventils 10 wird beschrieben. Das festseitige Durchgangsloch 401, das in dem festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt 410 ausgebildet ist, hat einen oberseitigen Abschnitt, in den ein Einstellungsrohr 430 pressgepasst ist. Das Einstellungsrohr 430 ist ein zylindrisches Bauteil und hat ein Durchgangsloch 431, das durch dieses hindurch in der Vertikalrichtung ausgebildet ist.
Das festseitige Durchgangsloch 401 ist mit einer Feder 820 versehen, die an einer unteren Seite des Einstellungsrohrs 430 gelegen ist. Die Feder 820 ist ein elastisches Bauteil, das sich in der Vertikalrichtung ausdehnt und zusammenzieht. Ein Ende der Feder 820 liegt an dem ventilschließseitigen Endabschnitt des Einstellungsrohrs 430 an. Das andere Ende der Feder 820 liegt an dem Ventilöffnungsendabschnitt des Abschnitts 210 mit großem Durchmesser der Nadel 200 an. Die Feder 820 ist einem Zustand vorgesehen, in dem die Länge kleiner gemacht ist als die freie Länge. Deshalb wird der Abschnitt 210 mit großem Durchmesser der Nadel 200 gegen den beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt 310 durch die Kraft der Feder 820 gedrückt. Demzufolge drängt die Feder 820 sowohl die Nadel 200 als auch den beweglichen Kern 300 zu der Ventilschließseite.
An der unteren Seite des beweglichen Kerns 300 ist eine Feder 810 vorgesehen. Die Feder 810 ist ein elastisches Bauteil, das sich in der Vertikalrichtung ausdehnt und zusammenzieht. Ein Ende der Feder 810 liegt an einem Stufenabschnitt an, der in einer ventilschließseitigen Endfläche des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 310 ausgebildet ist. Das andere Ende der Feder 810 liegt an einem Stufenabschnitt an, der nahe des ventilöffnungsseitigen Endabschnitts des ersten zylindrischen Bauteils 110 ausgebildet ist.
Die Feder 810 ist in einem Zustand vorgesehen, in dem die Länge kleiner gemacht ist als die freie Länge. Deshalb wird der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310 des beweglichen Kerns 300 gegen den Abschnitt 210 mit großem Durchmesser der Nadel 200 durch die Kraft der Feder 810 gedrückt. Demzufolge drängt die Feder 810 sowohl die Nadel 200 als auch den beweglichen Kern 300 zu der Ventilöffnungsseite. Ein Vorsehen der Federn 810 und 820 hält den Zustand des Abschnitts 210 mit großem Durchmesser und des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 310, bei dem sie aneinander anliegen, aufrecht.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist gewährleistet, dass die Drängkraft der Feder 820 größer ist als die der Feder 810. Demzufolge ist, wenn das Stromzuführen zu der Spule 600 gestoppt ist und keine magnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern 400 und dem beweglichen Kern 300 erzeugt ist, der Dichtungsabschnitt 221 der Nadel 200 in einen Zustand des Anliegens an dem Ventilsitz 512, das heißt einen Zustand des Schließens des Einspritzanschlusses 511, gebracht.
Die Spule 600, das vierte zylindrische Bauteil 140 und ein Teil des fünften zylindrischen Bauteils 150 sind mit einem Harz 900 von der Außenseite gegossen. Ein Teil des Harzes 900 steht nach außen vor und dieser vorstehende Abschnitt ist in einen Verbinder 910 ausgebildet. Der Verbinder 910 dient als ein Abschnitt, der mit einer Leitung zum Zuführen eines Stroms zu der Spule 600 zu verbinden ist. Der Verbinder 910 hat ein Inneres, wo ein Zuführanschluss 920 angeordnet ist. Der Zuführanschluss 920 ist an einem Ende der Zuführleitung vorgesehen, die mit der Spule 600 verbunden ist. Ein Strom wird zu der Spule 600 von dem Zuführanschluss 920 zugeführt.
Bei dem Harz 900 ist ein Abschnitt, der das vierte zylindrische Bauteil 140 formt, mit einem Halter 700 versehen, um diesen Abschnitt von der Außenseite zu bedecken. Der Halter 700 ist ein zylindrisches Bauteil, das aus einem magnetischen Material gemacht ist, das sich von der Außenseite des zylindrischen Abschnitts 112 mit großem Durchmesser zu einem sich weiter an der Ventilöffnungsseite befindlichen Niveau erstreckt als ein ventilöffnungsseitiger Endabschnitt der Spule 600. An der Innenseite des Halters 700 ist eine Abdeckung 710 bei einem sich weiter an der Ventilöffnungsseite befindlichen Niveau als die Spule 600 vorgesehen. Die Abdeckung 710 ist ein im Wesentlichen kreisförmiges Rohrbauteil, das einem magnetischen Material gemacht ist und angeordnet ist, um das vierte zylindrische Bauteil 140 zu umgeben. Bei der Abdeckung 710 ist ein Abschnitt nahe des Verbinders 910 gekerbt, um ein Eingreifen mit dem Verbinder 910 zu vermeiden. Demzufolge erscheint in 1 ein Querschnitt der Abdeckung 710 nur an einer rechtsseitigen Position des vierten zylindrischen Bauteils 140. Der Halter 700 und die Abdeckung 710 bilden einen Teil des magnetischen Kreises, durch den ein magnetischer Fluss läuft, der durch die Spule 600 erzeugt wird.
Ein Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 10 wird beschrieben. Kraftstoff wird zu dem fünften zylindrischen Bauteil 150 von dem Einlassanschluss 153 zugeführt. Wenn ein Strom nicht zu der Spule 600 zugeführt wird, ist der Einspritzanschluss 511 geschlossen, wie vorstehend beschrieben ist. Deshalb wird das Innere des Krafteinspritzventils 10 durch den Kraftstoff mit Druck beaufschlagt.
Wenn ein Zuführen eines Stroms zu der Spule 600 begonnen wird, bewirkt die magnetische Anziehungskraft, die zwischen dem festen Kern 400 und dem beweglichen Kern 300 erzeugt wird, eine Bewegung des beweglichen Kerns 300 zu der Ventilöffnungsseite. In diesem Fall bewegt sich die Nadel 200 auch zu der Ventilöffnungsseite zusammen mit dem beweglichen Kern 300, weil der Abschnitt 210 mit großem Durchmesser der Nadel 200 mit dem beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt 310 des beweglichen Kerns 300 in Kontakt ist. Mit der Trennung des Dichtungsabschnitts 221 der Nadel 200 von dem Ventilsitz 512, um den Einspritzanschluss 511 zu öffnen, wird ein Kraftstoffeinspritzen von dem Einspritzanschluss 511 begonnen.
Kraftstoff strömt in den Raum 151 von dem Einlassanschluss 153 und strömt dann sequentiell durch das Durchgangsloch 431, das festseitige Durchgangsloch 401, den Raum 201, das Durchgangsloch 202 und den Raum 111, für eine Einspritzung von dem Einspritzanschluss 511.
Die Region, die den beweglichen Kern 300 umgibt, ist mit dem Kraftstoff gefüllt, der von dem Durchgangsloch 202 abgegeben wird. Wenn sich der bewegliche Kern 300 zu der Ventilöffnungsseite bewegt, strömt der Kraftstoff, der in einem Raum mehr bei einer Ventilöffnungsseite als der bewegliche Kern gewesen ist, durch das Durchgangsloch 301 des beweglichen Kerns 300 in einem Raum mehr an einer Ventilschließseite als der bewegliche Kern 300. Da sich der Kraftstoff sanft durch das Durchgangsloch 301 bewegt, wird eine Bewegung des beweglichen Kerns 300 durch den Kraftstoff nicht verhindert. Das Gleiche gilt für den Fall, in dem sich der bewegliche Kern 300 anschließend zu der Ventilschließseite bewegt.
Der bewegliche Kern 300, der sich zu der Ventilöffnungsseite zu bewegen begonnen hat, kommt dann an dem festen Kern 400 in Anlage und stoppt. Wie vorstehend beschrieben ist, steht in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die obere Endfläche des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 310 zu dem festen Kern 400 vor und die untere Endfläche des festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 410 steht zu dem beweglichen Kern 300 vor. Deshalb liegt der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310 des beweglichen Kerns 300 an dem festen Kern 400 an, aber der beweglichseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 320 von diesem liegt nicht an dem festen Kern 400 an. Des Weiteren liegt der bewegliche Kern 300 an dem festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt 410 des festen Kerns 400 an, aber der bewegliche Kern 300 liegt nicht an dem festseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420 an.
Somit ist das Kraftstoffeinspritzventil 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels derart gestaltet, dass ein Strom, der zu der Spule 600 zugeführt wird, eine magnetische Anziehungskraft erzeugt, um eine Bewegung des beweglichen Kerns 300 zu dem festen Kern (zu der Ventilöffnungsseite) zusammen mit der Nadel 200 zu bewirken und um ein Anliegen des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 310 an dem festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt 410 zu bewirken.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kollidiert ein Abschnitt des beweglichen Kerns 300 (beweglichseitiger Hochsteifigkeitsabschnitt 310), der eine relativ hohe Steifigkeit hat, mit einem Abschnitt des festen Kerns 400 (festseitiger Hochsteifigkeitsabschnitt 410), der eine relativ hohe Steifigkeit hat. Deshalb wird eine Beschädigung aufgrund der Kollision bei sowohl dem festen Kern als auch dem beweglichen Kern verringert oder verhindert.
Der beweglichseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 320 und der festseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420, die die Abschnitte sind, die zu einem Erzeugen einer magnetischen Anziehungskraft beitragen und die jeweils aus einem magnetischen Material gemacht sind, das eine relativ niedrige Steifigkeit hat, sind als Bauteile gestaltet, die nicht miteinander kollidieren. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 ist gestaltet, um eine magnetische Anziehungskraft unter Verwendung von magnetischen Materialien effizient zu erzeugen, während es gestaltet ist, um eine Beschädigung aufgrund einer Kollision zwischen den magnetischen Materialien zu verringern oder zu verhindern.
Der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310 ist ausgebildet, um sich von einem Ende (das heißt dem oberen Endabschnitt) des beweglichen Kerns 300 zu dem anderen Ende (das heißt dem unteren Endabschnitt) von diesem in der Längsrichtung des Gehäuses 100 zu erstrecken. Deshalb wird, wenn der bewegliche Kern 300 an dem festen Kern 400 in Anlage kommt, der Stoß, der auf den beweglichseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt 320 aufgebracht wird, im Vergleich zu beispielsweise der Gestaltung verringert, in der der ventilschließseitige Endabschnitt des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 310 durch den beweglichseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt 320 gestützt ist. Demzufolge wird eine Beschädigung des beweglichseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitts 320, der eine niedrige Steifigkeit hat, weiter verhindert.
In gleicher Weise ist der festseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 410 ausgebildet, um sich von einem Ende (das heißt dem oberen Endabschnitt) des festen Kerns 400 zu dem anderen Ende (das heißt dem unteren Endabschnitt) von diesem in der Längsrichtung des Gehäuses 100 zu erstrecken. Deshalb wird, wenn der bewegliche Kern 300 an dem festen Kern 400 in Anlage kommt, der Stoß, der auf den festseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420 aufgebracht wird, im Vergleich zu beispielsweise der Gestaltung verringert, in der der ventilöffnungsseitige Endabschnitt des festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 410 durch den festseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420 gestützt ist. Demzufolge wird eine Beschädigung des festseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitts 420, der eine niedrige Steifigkeit hat, weiter verhindert.
Wenn das Stromzuführen zu der Spule 600 in einem Zustand gestoppt wird, in dem der Einspritzanschluss 511 offen ist, arbeitet die magnetische Anziehungskraft nicht länger zwischen dem festen Kern 400 und dem beweglichen Kern 300. Der bewegliche Kern 300 und die Nadel 200 werden durch die Feder 820 gedrängt und bewegen sich zu der Ventilschließseite und erzeugen schließlich einen Zustand, in dem der Dichtungsabschnitt 211 mit dem Ventilsitz 512 in Kontakt ist, das heißt einen Zustand, in dem der Einspritzanschluss 151 geschlossen ist. Somit stoppt eine Kraftstoffeinspritzung von dem Einspritzanschluss 511.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der festseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 410 im Inneren des festseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitts 420 angeordnet, und der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310 ist im Inneren des beweglichseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitts 320 angeordnet. In solch einer Gestaltung ist der bewegliche Kern 300 mit dem beweglichseitigen Durchgangsloch 313 versehen, das durch den Mittelabschnitt des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 310 in der Längsrichtung hindurchgeht, wobei die Nadel 200 in das beweglichseitige Durchgangsloch 313 eingesetzt ist. Demzufolge, da die Nadel 200 mit nur einem Hochsteifigkeitsabschnitt des beweglichen Kerns 300 in Kontakt ist und darüber gleitet, ist eine Abnützung des beweglichen Kerns 300 minimiert. Demzufolge wird eine Änderung der Leistungscharakteristiken des Kraftstoffeinspritzventils 10 in einer kurzen Zeitspanne aufgrund einer Verformung des beweglichen Kerns 300 weiter verhindert.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Abschnitt 311 mit großem Durchmesser des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 310 gestaltet, um über die Innenfläche des Gehäuses 100 (im Speziellen die Innenfläche des zylindrischen Abschnitts 112 mit großem Durchmesser) in einem Zustand zu gleiten, in dem er mit dieser in Kontakt ist. Demzufolge ist eine Abnützung des beweglichen Kerns 300 im Vergleich zu der Gestaltung minimiert, in der der beweglichseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 320, der eine niedrige Steifigkeit hat, gestaltet ist, um mit der Innenfläche des Gehäuses 100 in Kontakt zu sein und darüber zu gleiten. Demzufolge ist eine Änderung der Leistungscharakteristiken des Kraftstoffeinspritzventils 10 in einer kurzen Zeitspanne aufgrund einer Verformung des beweglichen Kerns 300 weiter verhindert.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel hat ein Paar von Bauteilen (nachstehend wird eines ein erstes Bauteil genannt und das andere wird ein zweites Bauteil genannt), die über einander in einem Zustand gleiten, in dem sie miteinander in Kontakt sind, mit der Bewegung des beweglichen Kerns 300 und der Nadel 200. Von diesen Bauteilen ist wenigstens eines einer Behandlung des Verleihens einer hohen Steifigkeit (im Speziellen einem Abschrecken oder einer Nitrierbehandlung) und einer Oberflächenbehandlung des Verringerns einer Reibungskraft (im Speziellen einer DLC-Beschichtung) unterzogen. Somit ist eine Beschädigung oder eine Verformung des beweglichen Kerns 300 oder des festen Kerns 400 aufgrund der Gleitbewegung weiter minimiert.
Solch ein Paar aus dem ersten und dem zweiten Bauteil kann die Nadel 200 und die Einspritzdüse 500, die Nadel 200 und der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310 oder das erste zylindrische Bauteil 110 und der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310 sein. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, für alle die gepaarten Abschnitte, die über einander in einem Zustand gleiten, in dem sie miteinander in Kontakt sind, wenigstens einer von jeweiligen gepaarten Abschnitten der Hochsteifigkeitsverleihungsbehandlung oder der Oberflächenbehandlung, die vorstehend genannt sind, unterzogen.
Die Hochsteifigkeitsverleihungsbehandlung kann auf eines von dem ersten und dem zweiten Bauteil aufgebracht sein oder kann auf beide von diesen aufgebracht sein. In einer Form können ein erstes und ein zweites Bauteil, die der Hochsteifigkeitsverleihungsbehandlung nicht unterzogen sind, an einem Teil des Kraftstoffeinspritzventils 10 vorgesehen sein.
In gleicher Weise kann die Oberflächenbehandlung zum Verringern einer Reibungskraft auf eines von dem ersten und dem zweiten Bauteil aufgebracht sein oder kann auf beide von diesen aufgebracht sein. In einer Form können das erste und zweite Bauteil, die der Oberflächenbehandlung zum Verringern einer Reibungskraft nicht unterzogen sind, an einem Teil des Kraftstoffeinspritzventils 10 vorgesehen sein.
Die Behandlung zum Verleihen einer hohen Steifigkeit kann ein Abschrecken oder eine Nitrierbehandlung sein, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, aber eine Behandlung, die anders ist als ein Abschrecken oder eine Nitrierbehandlung, kann verwendet werden. Die Oberflächenbehandlung zum Verringern einer Reibungskraft kann ein DLC-Beschichten sein, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, aber sie kann eine Behandlung sein, die anders ist als ein DLC-Beschichten.
Mit Bezug auf 2 wird ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben. Die folgende Beschreibung beschreibt hauptsächlich Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel. Eine Beschreibung von Dingen, die gemeinsam mit dem ersten Ausführungsbeispiel sind, wird weggelassen, wenn es geeignet ist.
In einem Kraftstoffeinspritzventil 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der ventilöffnungsseitige Abschnitt des festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 410 mit einem Abschnitt 411 mit großem Durchmesser versehen, dessen äußerste Fläche mit der Innenfläche des vierten zylindrischen Bauteils in Kontakt ist und an diesem durch Schweißen fixiert ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die äußere Seitenfläche des festseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitts 420 geringfügig von der Innenfläche des vierten zylindrischen Bauteils 140 entfernt und sie sind nicht aneinandergeschweißt.
Somit ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Abschnitt 411 mit großem Durchmesser des festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 410 mit der Innenfläche des Gehäuses gefügt. In solch einer Gestaltung wird der Stoß, der verursacht wird, wenn der bewegliche Kern 300 zu der Zeit des Ventilöffnens an dem festen Kern 400 in Anlage gekommen ist, nur auf den festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt 410 direkt aufgebracht und wird nicht auf den festseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420 aufgebracht. Demzufolge wird eine Beschädigung des festseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitts 420, der eine niedrige Steifigkeit hat, weiter verhindert.
Mit Bezug auf 3 wird ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben. Die folgende Beschreibung beschreibt hauptsächlich Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel. Eine Erklärung von Dingen, die gemeinsam zu dem ersten Ausführungsbeispiel sind, wird weggelassen, wenn es geeignet ist.
In einem Kraftstoffeinspritzventil 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310 nicht mit dem Abschnitt 311 mit großem Durchmesser versehen. Der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310 ist in seiner Gesamtheit in einer zylindrischen Form ausgebildet, wobei sich sein ventilschließseitiger Endabschnitt weiter zu der Ventilschließseite erstreckt als der ventilschließseitige Endabschnitt des beweglichseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitts 320. Bei dem beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt 310 kann der Abschnitt, der sich weiter zu der Ventilschließseite erstreckt als der ventilschließseitige Endabschnitt des beweglichseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitts 320, nachstehend auch Erstreckungsabschnitt 315 genannt werden. Der Erstreckungsabschnitt 315 erstreckt sich in den Raum 111 des ersten zylindrischen Bauteils 110. Der Erstreckungsabschnitt 315 hat einen ventilschließseitigen Endabschnitt, der geringfügig zu der Ventilöffnungsseite im Vergleich zu dem Durchgangsloch 202 gelegen ist. Der ventilschließseitige Endabschnitt des Erstreckungsabschnitts 315 liegt an einem Endabschnitt der Feder 810 an.
Der Erstreckungsabschnitt 315 hat eine äußere Seitenfläche 316, deren Gleiten über die Innenfläche des ersten zylindrischen Bauteils 110, das den Raum 111 definiert, in einem Zustand gewährleistet, in dem sie mit der Innenfläche in Kontakt ist. In gleicher Weise wie bei der äußersten Fläche 312 des ersten Ausführungsbeispiels ist die äußere Seitenfläche 316 einer Nitrierbehandlung unterzogen und ist mit einer DLC-Beschichtung versehen. Die Innenfläche des ersten zylindrischen Bauteils 110, die der äußeren Seitenfläche 316 zugewandt ist, ist einer Nitrierbehandlung unterzogen.
In solch einer Form hat der Abschnitt des beweglichen Kerns 300, dessen Gleiten geführt ist, das heißt der Erstreckungsabschnitt 315, eine vertikale Länge, die größer ist als die der äußersten Fläche 312 (erstes Ausführungsbeispiel). Deshalb kann die Bewegung des beweglichen Kerns 300 zu der Zeit des Ventilöffnens oder Ventilschließens stabiler gemacht werden.
Das erste zylindrische Bauteil 110 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist nicht mit dem zylindrischen Abschnitt 112 mit großem Durchmesser versehen, der den beweglichen Kern 300 umfänglich einschließt. Stattdessen erstreckt sich das zweite zylindrische Bauteil 120 zu der unteren Seite. Dies liegt daran, weil in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Abschnitt, den der vergrößerte Abschnitt 311 des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts 310 berührt und über den dieser gleitet (das heißt der zylindrische Abschnitt 112 mit großem Durchmesser), nicht nahe des zweiten zylindrischen Bauteils 120 vorgesehen sein muss. In solch einer Gestaltung kann das sich erstreckende zweite zylindrische Bauteil 120 einen magnetischen Widerstand in diesem Abschnitt verringern. Demzufolge ist die magnetische Anziehungskraft, die zwischen dem festen Kern 400 und dem beweglichen Kern 300 erzeugt wird, erhöht, sodass ein Ventilöffnungsbetrieb des Kraftstoffeinspritzventils wirksam durchgeführt werden kann.
Mit Bezug auf 4 wird ein viertes Ausführungsbeispiel beschrieben. Die folgende Beschreibung beschreibt hauptsächlich Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel. Eine Beschreibung von Dingen, die gemeinsam mit dem ersten Ausführungsbeispiel sind, wird weggelassen, wenn es geeignet ist.
Ein Kraftstoffeinspritzventil 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat eine Gestaltung, in der ein beweglichseitiger Hochsteifigkeitsabschnitt 310, der ähnlich zu dem des ersten Ausführungsbeispiels ist, mit einem Erstreckungsabschnitt 315 versehen ist, der ähnlich zu dem des dritten Ausführungsbeispiels ist (3). Im Speziellen ist der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310 des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit dem ersten zylindrischen Bauteil 110 an zwei Flächen, das heißt der äußersten Fläche 312 des Abschnitts 311 mit großem Durchmesser und der äußeren Seitenfläche 316 des Erstreckungsabschnitts 315, in Kontakt für eine Gleitbewegung.
Weiter bei einer Ventilschließseite als der Abschnitt 311 mit großem Durchmesser ist eine Dämpferkammer 303 vorgesehen, die ein Raum ist, der sandwichartig zwischen dem Abschnitt 311 mit großem Durchmesser und dem ersten zylindrischen Bauteil 110 angeordnet ist. Des Weiteren ist ein Raum 304 zwischen dem beweglichen Kern 300 und dem festen Kern 400 vorgesehen. Die Dämpferkammer 303 und der Raum 304 sind beide mit Kraftstoff gefüllt. Die Dämpferkammer 303 und der Raum 304 sind über ein Durchgangsloch miteinander in Verbindung, das durch den beweglichen Kern 300 hindurchgeht. Das Durchgangsloch 301 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist mit einer Drossel 302 versehen, die das Durchgangsloch 301 drosselt, um den Querschnitt des Kraftstoffdurchgangs zu verringern.
Der festseitige Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420 hat eine Außenumfangsfläche, in der ein Verbindungspfad 421, der eine sich vertikal erstreckende schlitzartige Nut ist, ausgebildet ist. Der Verbindungspfad 421 gestattet eine Verbindung zwischen dem ventilschließseitigen Raum 304 und dem ventilöffnungsseitigen Raum 151. Somit ist, ungeachtet des Betriebszustands oder der Position des beweglichen Kerns 300, ein Kraftstoffdruck in dem Raum 304 größtenteils konstant.
Wenn ein Zuführen eines Stroms zu der Spule 600 begonnen wird und sich der bewegliche Kern 300 zu der Ventilöffnungsseite bewegt, strömt der Kraftstoff, der in dem Raum 304 gewesen ist, in die Dämpferkammer 303 über das Durchgangsloch 301 und die Drossel 302. Falls die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Kerns 300 höher wird, wird die vorstehend beschriebene Kraftstoffströmung durch die Drossel 302 unterdrückt. Dies minimiert die Energie einer Kollision zwischen dem beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt 310 und dem festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt 410, wenn der bewegliche Kern 300 den ventilöffnungsseitigen Endabschnitt erreicht hat.
Wenn das Stromzuführen zu der Spule 600 gestoppt wird und sich der bewegliche Kern 300 zu der Ventilschließseite bewegt, strömt der Kraftstoff, der in der Dämpferkammer 303 gewesen ist, in den Raum 304 über das Durchgangsloch 301 und die Drossel 302. Falls die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Kerns 300 höher wird, wird die vorstehend genannte Kraftstoffströmung durch die Drossel 302 unterdrückt. Dies minimiert die Energie einer Kollision zwischen dem Dichtungsabschnitt 221 und dem Ventilsitz 512, wenn der bewegliche Kern 300 den ventilschließseitigen Endabschnitt erreicht hat.
Mit Bezug auf 5 und 6 wird ein fünftes Ausführungsbeispiel beschrieben. Die folgende Beschreibung beschreibt hauptsächlich Unterschiede gegenüber dem vierten Ausführungsbeispiel (4). Eine Beschreibung von Dingen, die dem vierten Ausführungsbeispiel gemeinsam sind, wird weggelassen, wie es geeignet ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Durchgangsloch 301 mit einer Drossel 302 des vierten Ausführungsbeispiels versehen und ein weiteres Durchgangsloch 301 ist mit einem Ventil 306 versehen. Das Durchgangsloch 301, das mit der Drossel 302 versehen ist, kann nachstehend auch als Durchgangsloch 301A bezeichnet werden. Das Durchgangsloch 301, das mit dem Ventil 306 versehen ist, kann nachstehend auch als Durchgangsloch 301B bezeichnet werden.
Das Ventil 306 ist gemäß der Strömung oder dem Druck des Kraftstoffs in dem Durchgangsloch 301B beweglich in der Vertikalrichtung gemacht. Das Ventil 306 unterbindet eine Kraftstoffströmung in dem Durchgangsloch 301B in der Ventilöffnungsrichtung, während es eine Kraftstoffströmung in diesem in der Ventilschließrichtung gestattet. Mit anderen Worten gesagt, dient das Ventil 306 als ein sogenanntes Rückschlagventil.
Wenn ein Zuführen eines Stroms zu der Spule 600 begonnen wird und sich der bewegliche Kern 300 zu der Ventilöffnungsseite bewegt, strömt ein Teil des Kraftstoffs, der in dem Raum 304 gewesen ist, in die Dämpferkammer 303 über das Durchgangsloch 301A und die Drossel 302. Der Rest des Kraftstoffs (eigentlich das meiste des Kraftstoffs), der in dem Raum 304 gewesen ist, strömt in die Dämpferkammer 303 über das Durchgangsloch 301B. Demzufolge ist es zu der Zeit des Ventilöffnens unwahrscheinlich, dass das Vorsehen der Drossel 302 zu einem Verzögern des beweglichen Kerns 300 beiträgt.
Wenn das Stromzuführen zu der Spule 600 gestoppt wird und sich der bewegliche Kern 300 zu der Ventilschließseite bewegt, strömt der Kraftstoff, der in der Dämpferkammer 303 gewesen ist, in den Raum 304 über das Durchgangsloch 301A und die Drossel 302. Die Kraftstoffströmung zu dem Raum 304 über das Durchgangsloch 301B wird durch das Ventil 306 unterbunden. Demzufolge wird, wie in dem vierten Ausführungsbeispiel, die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Kerns 300 zu der Zeit des Ventilschließens durch die Drossel 302 verringert.
Somit bewegen sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der bewegliche Kern 300 und die Nadel 200 umgehend in der Ventilöffnungsrichtung zu der Zeit des Ventilöffnens, und die Bewegungsgeschwindigkeit der beiden wird durch die Drossel 302 zu der Zeit des Ventilschließens verringert. Solch eine Gestaltung ist bevorzugt, selbst falls mehr Wichtigkeit auf ein Minimieren der Energie einer Kollision zwischen dem Dichtungsabschnitt 221 und dem Ventilsitz 512 gelegt wird statt auf ein Minimieren der Energie einer Kollision zwischen dem beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt 310 und dem festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt 410.
Wie in der vergrößerten Ansicht von 6 gezeigt ist, steht an der ventilöffnungsseitigen Endfläche des beweglichseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitts 320 der Abschnitt um die Durchgangslöcher 301A und 301B herum mehr zu der Ventilöffnungsseite vor als andere Abschnitte. Dieser vorstehende Abschnitt kann nachstehend auch als Bankabschnitt 325 bezeichnet werden. In einem Zustand, in dem der bewegliche Kern 300 und die Nadel 200 bei dem ventilöffnungsseitigen Endabschnitt positioniert sind, das heißt in einem Zustand, in dem sie vollständig angehoben sind, ist der Spalt zwischen dem beweglichen Kern 300 und dem festen Kern 400 gestaltet, um ungefähr 10 µm bei dem Bankabschnitt 325 und ungefähr 50 µm um diesen Abschnitt herum zu sein.
Wenn ein Zuführen eines Stroms zu der Spule 600 begonnen wird und sich der bewegliche Kern 300 zu der Ventilöffnungsseite bewegt, wird der Abstand zwischen dem Bankabschnitt 325 und dem festen Kern 400 allmählich kleiner. Wenn dieser Abstand kleiner wird als 50 µm, erhöht sich ein Durchgangswiderstand, der auf den Kraftstoff wirkt, der zwischen den beiden strömt, in schneller Weise und verhindert das Kraftstoffströmen in die Durchgangslöcher 301A und 301B von dem Raum 304. Demzufolge wird die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Kerns 300 unmittelbar vor Abschließen eines Ventilöffnens verringert. Demzufolge wird die Energie einer Kollision zwischen dem beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt 310 und dem festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt 410 minimiert.
Wie in der vergrößerten Ansicht von 6 gezeigt ist, ist an der ventilschließseitigen Endfläche des Abschnitts 311 mit großem Durchmesser ein ringförmiger Abschnitt, der die Durchgangslöcher 301A und 301B von außen gänzlich umgibt, ausgebildet, um zu der Ventilschließseite vorzustehen. Dieser vorstehende Abschnitt kann nachstehend auch als Bankabschnitt 318 bezeichnet werden. Bei der Dämpferkammer 303 kann der Raum an der Außenseite des Bankabschnitts 318 nachstehend auch als äußere Dämpferkammer 303A bezeichnet werden. Der Raum an der Innenseite des Bankabschnitts 318 kann nachstehend auch als innere Dämpferkammer 303B bezeichnet werden.
Wenn das Stromzuführen zu der Spule 600 gestoppt wird und sich der bewegliche Kern 300 und die Nadel 200 zu der Ventilschließseite bewegen, wird der Abstand zwischen dem Bankabschnitt 325 und dem ersten zylindrischen Bauteil 110 allmählich kleiner. Wenn dieser Abstand kleiner wird als 50 µm, erhöht sich ein Durchgangswiderstand, der auf den Kraftstoff wirkt, der zwischen den beiden strömt, in schneller Weise und verhindert das Kraftstoffströmen in die innere Dämpferkammer 303B von der äußeren Dämpferkammer 303A. Demzufolge ist, nachdem die Nadel 200 ein Ventilschließen abgeschlossen hat, wenn der bewegliche Kern 300 sich weiter zu der unteren Seite bewegt und gegen das erste zylindrische Bauteil 110 stößt, die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Kerns 300 verringert. Demzufolge ist die Energie einer Kollision zwischen dem beweglichen Kern 300 und dem ersten zylindrischen Bauteil 110 minimiert.
Mit Bezug auf 7 wird ein sechstes Ausführungsbeispiel beschrieben. Die folgende Beschreibung erklärt hauptsächlich Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel. Eine Erklärung von Dingen, die mit dem ersten Ausführungsbeispiel gemeinsam sind, wird weggelassen, wenn es geeignet ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt 310 des beweglichen Kerns 300 mit einem oberseitigen Abschnitt der Nadel 200 integriert. Bei der Nadel 200 ist der Abschnitt, der an dem festseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt 420 in Anlage kommt, auch in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einer Nitrierbehandlung unterzogen. Bei der Nadel 200 ist der Abschnitt, der den Abschnitt 112 mit großem Durchmesser des ersten zylindrischen Bauteils 110 berührt und über diesen gleitet (das heißt die äußerste Fläche 312 des Abschnitts 311 mit großem Durchmesser), auch in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einer Nitrierbehandlung unterzogen und mit einer DLC-Beschichtung versehen. Auch in solch einer Gestaltung können vorteilhafte Effekte erreicht werden, die ähnlich zu denjenigen sind, die in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind.
Einige Ausführungsbeispiele, die soweit beschrieben worden sind, beziehen sich auf spezifische Beispiele. Jedoch sollte die vorliegende Offenbarung nicht so interpretiert werden, dass sie auf diese bestimmten Beispiele beschränkt ist. Der Fachmann kann diese spezifischen Beispiele hinsichtlich einer Gestaltung modifizieren, und diese modifizierten Beispiele sind in dem Bereich der vorliegenden Offenbarung umfasst, solange sie Charakteristiken der vorliegenden Offenbarung haben. Die Komponenten, die Anordnung von diesen, Bedingungen, Formen oder dergleichen sind nicht auf diejenigen beschränkt, die vorstehend beispielhaft dargestellt worden sind, sondern können modifiziert werden, wie es geeignet ist. Kombinationen der Komponenten der spezifischen Beispiele, die vorstehend beschrieben sind, können in geeigneter Weise geändert werden, solange von der Änderung kein Widerspruch auftritt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017090295 [0001]
JP 2013100756 A [0008]

Claims

Kraftstoffeinspritzventil mit: einem Gehäuse (100), das ein Ende in einer Längsrichtung hat, an dem ein Einspritzanschluss (511) zum Einspritzen von Kraftstoff ausgebildet ist; einer Nadel (200), die den Einspritzanschluss durch Bewegen im Inneren des Gehäuses in der Längsrichtung öffnet oder schließt; einem festen Kern (400), der ein Bauteil, das wenigstens einen Teil hat, der aus einem magnetischen Material gemacht ist, ist und der im Inneren des Gehäuses fixiert ist; einem beweglichen Kern (300), der ein Bauteil, das wenigstens einen Teil hat, der aus einem magnetischen Material gemacht ist, ist und der in einem Zustand angeordnet ist, in dem es zusammen mit der Nadel in der Längsrichtung im Inneren des Gehäuses beweglich ist; und einer Spule (600), die eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern und dem beweglichen Kern erzeugt, wobei der feste Kern einen festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt (410), der eine hohe Steifigkeit hat, und einen festseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt (420) hat, der eine Steifigkeit hat, die niedriger ist als die des festseitigen Hochsteifig keitsa bsch n itts; der bewegliche Kern einen beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt (310), der einen hohe Steifigkeit hat, und einen beweglichseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitt (320) hat, der eine Steifigkeit hat, die niedriger ist als die des beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitts; und wenn ein Strom zu der Spule zugeführt wird, der bewegliche Kern sich zu dem festen Kern zusammen mit der Nadel durch die erzeugte magnetische Anziehungskraft bewegt und der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt an dem festseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt in Anlage kommt.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, wobei der festseitige Hochsteifigkeitsabschnitt ausgebildet ist, um sich von einem Endabschnitt zu dem anderen Endabschnitt des festen Kerns in der Längsrichtung zu erstrecken, und der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt ausgebildet ist, um sich von einem Endabschnitt zu dem anderen Endabschnitt des beweglichen Kerns in der Längsrichtung zu bewegen.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, wobei der festseitige Hochsteifigkeitsabschnitt an eine Innenfläche des Gehäuses gefügt ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, wobei der festseitige Hochsteifigkeitsabschnitt wenigstens einen Teil hat, der im Inneren des festseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitts angeordnet ist, und der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt wenigstens einen Teil hat, der im Inneren des beweglichseitigen Niedrigsteifigkeitsabschnitts angeordnet ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, wobei der bewegliche Kern ein beweglichseitiges Durchgangsloch (313) hat, das durch den beweglichseitigen Hochsteifigkeitsabschnitt in der Längsrichtung hindurchgeht; und die Nadel in das beweglichseitige Durchgangsloch eingesetzt ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, wobei der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt gestaltet ist, um über die Innenfläche des Gehäuses in einem Zustand zu gleiten, in dem er in Kontakt mit dieser ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, wobei der beweglichseitige Hochsteifigkeitsabschnitt mit der Nadel integriert ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei wenigstens einer von einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt einer Hochsteifigkeitsverleihungsbehandlung unterzogen ist, um eine Steifigkeit zu erhöhen, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt Abschnitte sind, die in einem Zustand, in dem sie in Kontakt miteinander sind, mit der Bewegung des beweglichen Kerns und der Nadel über einander gleiten.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei wenigstens einer von einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt einer Oberflächenbehandlung des Verringerns einer Reibungskraft unterzogen ist, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt Abschnitte sind, die in einem Zustand, in dem sie in Kontakt miteinander sind, mit der Bewegung des beweglichen Kerns und der Nadel über einander gleiten.