DE112020002935T5

DE112020002935T5 - Kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE112020002935T5
Application number: DE112020002935.2T
Authority: DE
Inventors: Noritsugu Katou; Takanori Kitou; Sao Yoshidome
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-06-20
Filing date: 2020-06-16
Publication date: 2022-03-03
Also published as: WO2020255943A1; US12012916B2; US20220106934A1; JP7439399B2; CN114008317A; JP2021001559A

Abstract

Ein Düsenloch (13) ist derart vorgesehen, dass eine Normallinie (Ln1) einer Ansaugwandoberfläche (150) an einem Öffnungsschnittpunkt (Po1), welcher ein Schnittpunkt zwischen einer Düsenlochachse (Axh1) und einem Einlassöffnungsabschnitt (131) ist, eine Düsenloch-Innenwand (133) oder eine gedachte Innenwand (VW1) schneidet, welche die Düsenloch-Innenwand (133) zu einer Seite gegenüber einem Düsen-Zylinderabschnitt (11) verlängert. In einem Querschnitt entlang einer gedachten Ebene (Sc1), welche die Düsenloch-Achse (Axh1) beinhaltet, ist das Düsenloch (13) derart vorgesehen, dass LA/LB > -0,2 ist, wenn ein Abstand von einem Auslassöffnungsabschnitt (132) zu einem Innenwand-Schnittpunkt (Pw1), welcher ein Schnittpunkt zwischen der Normallinie (Ln1) und der Düsenloch-Innenwand (133) oder der gedachten Innenwand (VW1) ist, LA ist, und eine Düsenlochlänge, welche eine Länge zwischen dem Einlassöffnungsabschnitt (131) und dem Auslassöffnungsabschnitt (132) der Düsenloch-Innenwand (133) auf einer Seite ist, auf welcher der Innenwand-Schnittpunkt (Pw1) ausgebildet ist, LB ist.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2019-114 737 , eingereicht am 20. Juni 2019. Die gesamten Offenbarungen aller vorstehenden Anmeldungen sind hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil.
Stand der Technik
Seit einigen Jahren sind Zerstäubung und ein geringes Eindringen eines Kraftstoffsprühstrahls bei Kraftstoffeinspritzventilen erforderlich, die dazu in der Lage sind, einen Hochdruckkraftstoff einzuspritzen. Zum Beispiel bei einem Kraftstoffeinspritzventil von Patentliteratur 1 wird die Strömung eines Kraftstoffs zwischen einem Ventilsitz und einer Nadel reguliert und stößt mit einer Innenwand eines Düsenlochs zusammen, um einen Flüssigkeitsfilm auszubilden, und daher wird der Kraftstoffsprühstrahl zerstäubt und ein Eindringen wird reduziert.
Literatur zum Stand der Technik
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2010-508 468 A
Kurzfassung der Erfindung
Allerdings kann sich bei dem Kraftstoffeinspritzventil von Patentliteratur 1 ein Druckverlust zwischen dem Ventilsitz und der Nadel erhöhen, so wie sich ein Druck des Kraftstoffs in dem Kraftstoffeinspritzventil erhöht. Falls der Druckverlust groß ist, kann eine Hochdruckenergie nicht effektiv genutzt werden, und der Kraftstoffsprühstrahl kann nicht ausreichend zerstäubt werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Kraftstoffeinspritzventil vorzusehen, das dazu in der Lage ist, einen Kraftstoffsprühstrahl effektiv zu zerstäuben, indem eine Druckenergie eines Kraftstoffs genutzt wird.
Ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Düse, eine Nadel und eine Antriebseinheit. Die Düse beinhaltet einen Düsen-Zylinderabschnitt, der darin einen Kraftstoffdurchlass ausbildet, einen Düsen-Bodenabschnitt, der ein Ende des Düsen-Zylinderabschnitts schließt, eine Ansaugwandoberfläche, die ausgehend von einer Oberfläche des Düsen-Bodenabschnitts auf einer Seite des Düsen-Zylinderabschnitts zu einer Seite gegenüber dem Düsen-Zylinderabschnitt ausgespart ist und die darin eine Ansaugkammer ausbildet, einen ringförmigen Ventilsitz, der auf einer Peripherie der Ansaugwandoberfläche vorgesehen ist, und eine Mehrzahl von Düsenlöchern, welche die Ansaugwandoberfläche mit einer Oberfläche des Düsen-Bodenabschnitts auf der Seite gegenüber dem Düsen-Zylinderabschnitt verbindet, um dadurch Kraftstoff in den Kraftstoffdurchlass einzuspritzen.
Die Nadel ist derart vorgesehen, dass diese sich innerhalb der Düse hin und her bewegt, und ist dazu konfiguriert, die Düsenlöcher zu schließen, wenn die Nadel mit dem Ventilsitz in Kontakt kommt, und das Düsenloch zu öffnen, wenn sich die Nadel von dem Ventilsitz trennt. Die Antriebseinheit ist dazu konfiguriert, die Nadel in einer Ventilöffnungsrichtung und in einer Ventilschließrichtung zu bewegen.
Ein minimaler Wert einer Strömungskanalfläche zwischen dem Ventilsitz und der Nadel in einem Fall, bei welchem die Nadel am weitesten von dem Ventilsitz getrennt ist, ist eine Sitzdrosselfläche As, wobei ein minimaler Wert einer Strömungskanalfläche des Düsenlochs eine Düsenloch-Drosselfläche Ah ist, und As > Ah erfüllt ist. Ein Düsenloch der Düsenlöcher beinhaltet einen Einlassöffnungsabschnitt, der auf der Ansaugwandoberfläche vorgesehen ist, einen Auslassöffnungsabschnitt, der auf der Oberfläche des Düsen-Bodenabschnitts auf der Seite gegenüber dem Düsen-Zylinderabschnitt vorgesehen ist, und eine Düsenloch-Innenwand, die den Einlassöffnungsabschnitt und den Auslassöffnungsabschnitt verbindet.
Zumindest eines der Düsenlöcher ist ein verjüngtes Düsenloch, das derart in einer verjüngten Form ausgebildet ist, dass die Düsenloch-Innenwand von einer Düsenlochachse, welche eine Achse des Düsenlochs ist, ausgehend von dem Einlassöffnungsabschnitt hin zu dem Auslassöffnungsabschnitt entfernt angeordnet sein soll. Zumindest eines der verjüngten Düsenlöcher ist derart vorgesehen, dass eine Normallinie der Ansaugwandoberfläche an einem Öffnungsschnittpunkt, welcher ein Schnittpunkt zwischen der Düsenlochachse und dem Einlassöffnungsabschnitt ist, die Düsenloch-Innenwand oder eine gedachte Innenwand schneidet, wobei die gedachte Innenwand die Düsenloch-Innenwand zu der Seite gegenüber dem Düsen-Zylinderabschnitt verlängert.
Bei der vorliegenden Offenbarung wird der Kraftstoff zwischen dem Ventilsitz und der Nadel nicht gedrosselt, da As > Ah, und strömt in einem Zustand, in welchem der Druckverlust gering ist, in die Ansaugkammer. Daher strömt der Kraftstoff, der in die Ansaugkammer strömt, entlang der Normallinie der Ansaugwandoberfläche an dem Öffnungsschnittpunkt, welcher der Schnittpunkt zwischen der Düsenlochachse und dem Einlassöffnungsabschnitt ist, und stößt mit der Düsenloch-Innenwand zusammen. Wenn ein Hochdruckkraftstoff mit der Düsenloch-Innenwand zusammenstößt, wird in dem Düsenloch effektiv ein Flüssigkeitsfilm ausgebildet. Daher ist es möglich, die Druckenergie des Kraftstoffs zu nutzen, um den Kraftstoffsprühstrahl, der ausgehend von einem Düsenloch eingespritzt wird, effektiv zu zerstäuben.
In einem Querschnitt entlang einer gedachten Ebene, welche die Düsenloch-Achse beinhaltet, ist ein Abstand von dem Auslassöffnungsabschnitt zu einem Innenwand-Schnittpunkt, welcher ein Schnittpunkt zwischen der Normallinie und der Düsenloch-Innenwand oder der gedachten Innenwand ist, LA, eine Düsenlochlänge, welche eine Länge zwischen dem Einlassöffnungsabschnitt und dem Auslassöffnungsabschnitt der Düsenloch-Innenwand auf einer Seite ist, auf welcher der Innenwand-Schnittpunkt ausgebildet ist, ist LB, und das verjüngte Düsenloch ist derart vorgesehen, dass LA/LB > - 0,2 erfüllt ist. Daher kann der Hochdruckkraftstoff effektiv mit der Düsenloch-Innenwand zusammenstoßen, und der Flüssigkeitsfilm kann effektiv in dem Düsenloch ausgebildet werden. Daher kann der Kraftstoffsprühstrahl, der ausgehend von dem Düsenloch eingespritzt wird, effektiver zerstäubt werden.
Figurenliste
Die vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich werden. Es zeigt/es zeigen:

1 eine Querschnittsansicht, die ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem das Kraftstoffeinspritzventil gemäß der ersten Ausführungsform auf eine Maschine mit interner Verbrennung angewendet wird;
3 eine Ansicht von 2 aus einer Richtung eines Pfeils III;
4 eine Ansicht von 1 aus einer Richtung eines Pfeils IV;
5 eine Querschnittsansicht, wobei der Schnitt entlang einer Linie V-V von 4 vorgenommen worden ist;
6 eine Querschnittsansicht, die ein Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform und dessen Umgebung zeigt;
7 ein Diagramm, welches ein Verfahren zum Definieren eines Innenwand-Schnittpunkts, eines Abstands ausgehend von einem Auslassöffnungsabschnitt zu dem Innenwand-Schnittpunkt und einer Düsenlochlänge in Hinblick auf das Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
8 ein Diagramm, welches das Verfahren zum Definieren des Innenwand-Schnittpunkts, des Abstands ausgehend von dem Auslassöffnungsabschnitt zu dem Innenwand-Schnittpunkt und der Düsenlochlänge in Hinblick auf das Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
9 ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einem Zerstäubungs-Index und einer Position des Innenwand-Schnittpunkts in Hinblick auf das Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
10 eine Querschnittsansicht, die ein Düsenloch eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer zweiten Ausführungsform und dessen Umgebung zeigt;
11 eine Querschnittsansicht, die ein Düsenloch eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer dritten Ausführungsform und dessen Umgebung zeigt;
12 eine Querschnittsansicht, die ein Düsenloch eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer vierten Ausführungsform und dessen Umgebung zeigt;
13 ein Diagramm, welches ein Düsenloch eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer fünften Ausführungsform und dessen Umgebung zeigt;
14 ein Diagramm, welches ein Düsenloch eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer sechsten Ausführungsform und dessen Umgebung zeigt;
15 eine Querschnittsansicht, die ein vollkommenes kreisförmiges Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der sechsten Ausführungsform beinhaltet;
16 eine schematische Ansicht, die das vollkommene kreisförmige Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt;
17 eine schematische Ansicht, die ein unvollkommenes kreisförmiges Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt;
18 eine schematische Ansicht, die ein unvollkommenes kreisförmiges Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt;
19 ein Diagramm, welches ein unvollkommenes kreisförmiges Düsenloch während einer Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt;
20 eine Querschnittsansicht, die das unvollkommene kreisförmige Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der sechsten Ausführungsform beinhaltet;
21 eine Querschnittsansicht, die das unvollkommene kreisförmige Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der sechsten Ausführungsform beinhaltet;
22 ein Diagramm, welches einen gedachten unvollkommenen Kegel des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt;
23 ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einem „Düsenloch-Öffnungswinkel“ des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs und einem „Kraftstoffsprühstrahl-Öffnungswinkel, der aufgrund einer Form des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs vergrößert ist,“ des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt;
24 ein Diagramm, welches ein Verfahren zum Definieren einer Düsenlochachse des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt;
25 ein Diagramm, welches das Verfahren zum Definieren der Düsenlochachse des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt;
26 ein Diagramm, welches das Verfahren zum Definieren der Düsenlochachse des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt;
27 ein Diagramm, welches das Verfahren zum Definieren der Düsenlochachse des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt;
28 ein Diagramm, welches das Verfahren zum Definieren der Düsenlochachse des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt;
29 ein Diagramm, welches das Verfahren zum Definieren der Düsenlochachse des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt;
30 ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen dem „Düsenloch-Öffnungswinkel“ und einem „Sprühstrahl-Öffnungswinkel“ des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt;
31 ein Diagramm, welches ein unvollkommenes kreisförmiges Düsenloch bei dem Ende der Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt;
32 eine Querschnittsansicht, die das unvollkommene kreisförmige Düsenloch bei dem Ende der Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt;
33 eine schematische Ansicht, die ein unvollkommenes kreisförmiges Düsenloch eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer siebten Ausführungsform zeigt;
34 eine schematische Ansicht, die das unvollkommene kreisförmige Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der siebten Ausführungsform zeigt;
35 ein Diagramm, welches ein Verfahren zum Definieren einer Düsenlochachse des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der siebten Ausführungsform zeigt;
36 ein Diagramm, welches das Verfahren zum Definieren der Düsenlochachse des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der siebten Ausführungsform zeigt;
37 ein Diagramm, welches das Verfahren zum Definieren der Düsenlochachse des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der siebten Ausführungsform zeigt;
38 ein Diagramm, welches das Verfahren zum Definieren der Düsenlochachse des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der siebten Ausführungsform zeigt;
39 ein Diagramm, welches das Verfahren zum Definieren der Düsenlochachse des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der siebten Ausführungsform zeigt;
40 ein Diagramm, welches das Verfahren zum Definieren der Düsenlochachse des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der siebten Ausführungsform zeigt;
41 ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einem „Düsenloch-Öffnungswinkel“ und einem „Sprühstrahl-Öffnungswinkel“ des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der siebten Ausführungsform zeigt;
42 ein Diagramm, welches einen Düsen-Bodenabschnitt und ein Düsenloch eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer achten Ausführungsform zeigt;
43 ein Diagramm, welches ein Düsenloch eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer neunten Ausführungsform und dessen Umgebung zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Mehrzahl von Ausführungsformen eines Kraftstoffeinspritzventils beschrieben werden. Entsprechende Komponenten bei der Mehrzahl von Ausführungsformen werden mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung wird weggelassen. Bei der Mehrzahl von Ausführungsformen erzielen die im Wesentlichen gleichen Komponenten im Wesentlichen den gleichen oder einen ähnlichen Effekt.
Erste Ausführungsform
Ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer ersten Ausführungsform wird in 1 gezeigt. Ein Kraftstoffeinspritzventil 1 wird zum Beispiel auf eine Benzinmaschine 80 (nachfolgend einfach als „Maschine“ bezeichnet) als eine Maschine mit interner Verbrennung angewendet und spritzt Benzin als einen Kraftstoff ein, um diesen in die Maschine 80 zuzuführen (siehe 2).
Wie in 2 gezeigt wird, beinhaltet die Maschine 80 einen zylindrischen Zylinderblock 81, einen Kolben 82, einen Zylinderkopf 90, ein Ansaugventil 95, ein Abgasventil 96 und dergleichen. Der Kolben 82 ist so vorgesehen, um sich innerhalb des Zylinderblocks 81 hin und her zu bewegen. Der Zylinderkopf 90 ist so vorgesehen, um ein Öffnungsende des Zylinderblocks 81 zu schließen. Eine Brennkammer 83 ist zwischen einer Innenwand des Zylinderblocks 81, einer Wandoberfläche des Zylinderkopfs 90 und dem Kolben 82 vorgesehen. Ein Volumen der Brennkammer 83 nimmt zu oder ab, so wie sich der Kolben 82 hin und her bewegt.
Der Zylinderkopf 90 beinhaltet einen Ansaugkrümmer 91 und einen Abgaskrümmer 93. In dem Ansaugkrümmer 91 ist ein Ansaugdurchlass 92 vorgesehen. Ein Ende des Ansaugdurchlasses 92 ist zu einer Atmosphäre offen und das andere Ende ist mit der Brennkammer 83 verbunden. Der Ansaugdurchlass 92 führt Luft, die ausgehend von der Atmosphäre angesaugt wird, (nachfolgend als „Ansaugluft“ bezeichnet) zu der Brennkammer 83.
In dem Abgaskrümmer 93 ist ein Abgasdurchlass 94 vorgesehen. Ein Ende des Abgasdurchlasses 94 ist mit der Brennkammer 83 verbunden und das andere Ende ist zu der Atmosphäre offen. Der Abgasdurchlass 94 führt eine Luft, die Verbrennungsgas enthält, das in der Brennkammer 83 erzeugt wird, (die nachfolgend als „Abgasluft“ bezeichnet wird) zu der Atmosphäre.
Das Ansaugventil 95 ist derart an dem Zylinderkopf 90 vorgesehen, dass das Ansaugventil 95 dazu in der Lage ist, sich durch Drehung eines Nockens einer Abtriebswelle, die sich in Verbindung mit einer (nicht näher dargestellten) Antriebswelle dreht, hin und her zu bewegen. Das Ansaugventil 95 kann zwischen der Brennkammer 83 und dem Ansaugdurchlass 92 geöffnet und geschlossen werden, indem dieses sich hin und her bewegt. Das Abgasventil 96 ist derart an dem Zylinderkopf 90 vorgesehen, dass das Abgasventil 96 dazu in der Lage ist, sich durch Drehung des Nockens hin und her zu bewegen. Das Abgasventil 96 kann zwischen der Brennkammer 83 und dem Abgasdurchlass 94 geöffnet und geschlossen werden, indem dieses sich hin und her bewegt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Kraftstoffeinspritzventil 1 auf einer Seite des Zylinderblocks 81 des Ansaugdurchlasses 92 des Ansaugkrümmers 91 montiert. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist derart vorgesehen, dass eine Mittellinie geneigt ist oder in Hinblick auf eine Mittellinie der Brennkammer 83 eine Verdrehungs- bzw. Verschwenkungsbeziehung aufweist. Die Mittellinie der Brennkammer 83 ist eine Achse der Brennkammer 83 und fällt mit einer Achse des Zylinderblocks 81 zusammen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Kraftstoffeinspritzventil 1 auf einer Seite der Brennkammer 83 vorgesehen. Das heißt, das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist auf einer Seite der Maschine 80 montiert und wird verwendet.
Eine Zündkerze 97 ist als eine Zündvorrichtung zwischen dem Ansaugventil 95 und dem Abgasventil 96 des Zylinderkopfs 90 vorgesehen, das heißt an einer Position, die einem Mittelpunkt der Brennkammer 83 entspricht. Die Zündkerze 97 ist an einer Position, an welcher der Kraftstoff, der ausgehend von dem Kraftstoffeinspritzventil 1 eingespritzt wird, nicht direkt anhaftet, und an einer Position, an welcher ein Luft-KraftstoffGemisch (entflammbare bzw. entzündliche Luft), in welchem der Kraftstoff und die Ansaugluft vermischt sind, entzündet werden kann, vorgesehen. Wie vorstehend beschrieben ist die Maschine 80 eine Benzinmaschine mit Direkteinspritzung.
Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist derart vorgesehen, dass eine Mehrzahl von Düsenlöchern 13 in einer radialen Richtung der Brennkammer 83 auf einem Abschnitt auf einer äußeren Seite freigelegt ist. Dem Kraftstoffeinspritzventil 1 wird ein Kraftstoff zugeführt, der durch eine (nicht näher dargestellte) Kraftstoffpumpe auf einen Kraftstoffeinspritzdruck beaufschlagt ist. Ein kegelförmiger Kraftstoffsprühstrahl Fo wird ausgehend von der Mehrzahl von Düsenlöchern 13 des Kraftstoffeinspritzventils 1 in die Brennkammer 83 hinein eingespritzt.
Wie in 3 gezeigt wird, sind bei der vorliegenden Ausführungsform zwei Ansaugventile 95 und zwei Abgasventile 96 in der Maschine 80 vorgesehen. Die zwei Ansaugventile 95 sind jeweils an zwei abzweigenden Endabschnitten des Ansaugkrümmers 91 auf der Seite des Zylinderblocks 81 vorgesehen. Die zwei Abgasventile 96 sind jeweils an zwei abzweigenden Endabschnitten des Abgaskrümmers 93 auf der Seite des Zylinderblocks 81 vorgesehen. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist derart auf dem Ansaugkrümmer 91 vorgesehen, dass eine Mittellinie entlang einer gedachten Ebene VP100 verläuft, welche die Achse des Zylinderblocks 81 beinhaltet und zwischen den zwei Ansaugventilen 95 und zwischen den zwei Abgasventilen 96 durchtritt.
Als nächstes wird eine grundlegende Konfiguration des Kraftstoffeinspritzventils 1 unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 beinhaltet eine Düse 10, ein Gehäuse 20, eine Nadel 30, einen beweglichen Kern 40, einen festen Kern 51, eine Feder 52 als ein Vorspannelement bzw. -bauteil auf der Seite des Ventilsitzes, eine Feder 53 als ein Vorspannelement bzw. -bauteil auf der Seite des festen Kerns, eine Spule 55 als eine Antriebseinheit und dergleichen.
Die Düse 10 ist aus einem Metall wie beispielsweise martensitischem Edelstahl hergestellt. Die Düse 10 wird ausgehärtet, um so einen vorgegebenen Härtegrad aufzuweisen. Wie in den 1, 4 und 5 gezeigt wird, beinhaltet die Düse 10 einen Düsen-Zylinderabschnitt 11, einen Düsen-Bodenabschnitt 12, ein Düsenloch 13, einen Ventilsitz 14 und dergleichen.
Der Düsen-Zylinderabschnitt 11 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form vorgesehen. Der Düsen-Bodenabschnitt 12 schließt ein Ende des Düsen-Zylinderabschnitts 11. Das Düsenloch 13 ist vorgesehen, um so eine Oberfläche des Düsen-Bodenabschnitts 12 auf einer Seite des Düsen-Zylinderabschnitts 11, das heißt eine Innenwand, und eine Oberfläche 122 auf einer Seite gegenüber dem Düsen-Zylinderabschnitt 11 zu verbinden (siehe 5). Eine Mehrzahl von Düsenlöchern 13 ist in dem Düsen-Bodenabschnitt 12 vorgesehen. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind sechs Düsenlöcher 13 vorgesehen (siehe 4). Der Ventilsitz 14 ist in einer ringförmigen Form auf einer Peripherie des Düsenlochs 13 auf einer Oberfläche des Düsen-Bodenabschnitts 12 auf der Seite des Düsen-Zylinderabschnitts 11 vorgesehen. Das Düsenloch 13 wird später detailliert beschrieben werden.
Das Gehäuse 20 beinhaltet ein erstes Zylinderbauteil 21, ein zweites Zylinderbauteil 22, ein drittes Zylinderbauteil 23, einen Einlassabschnitt 24 und dergleichen.
Das erste Zylinderbauteil 21, das zweite Zylinderbauteil 22 und das dritte Zylinderbauteil 23 sind alle in einer im Wesentlichen zylindrischen Form vorgesehen. Das erste Zylinderbauteil 21, das zweite Zylinderbauteil 22 und das dritte Zylinderbauteil 23 sind so angeordnet, um in einer Reihenfolge des ersten Zylinderbauteils 21, des zweiten Zylinderbauteils 22 und des dritten Zylinderbauteils 23 koaxial angeordnet zu sein, und sind miteinander verbunden.
Das erste Zylinderbauteil 21 und das dritte Zylinderbauteil 23 sind aus einem magnetischen Material wie beispielsweise ferritischem Edelstahl hergestellt und werden einer magnetischen Stabilisierungsbehandlung unterzogen. Das zweite Zylinderbauteil 22 ist aus einem nicht-magnetischen Material wie beispielsweise austenitischem Edelstahl hergestellt. Das zweite Zylinderbauteil 22 fungiert als ein magnetischer Drosselabschnitt.
Das erste Zylinderbauteil 21 ist derart vorgesehen, dass eine Innenwand an einem Endabschnitt auf einer Seite gegenüber dem zweiten Zylinderbauteil 22 in eine Außenwand des Düsen-Zylinderabschnitts 11 der Düse 10 passt. Der Einlassabschnitt 24 ist in einer rohrförmigen Form zum Beispiel aus einem magnetischen Material wie beispielsweise ferritischem Edelstahl vorgesehen. Der Einlassabschnitt 24 ist derart vorgesehen, dass dessen eines Ende mit einem Endabschnitt des dritten Zylinderbauteils 23 auf einer Seite gegenüber dem zweiten Zylinderbauteil 22 verbunden ist.
Ein Kraftstoffdurchlass 100 ist innerhalb des Gehäuses 20 vorgesehen. Der Kraftstoffdurchlass 100 ist mit dem Düsenloch 13 verbunden. Das heißt, der Düsen-Zylinderabschnitt 11 der Düse 10 bildet darin den Kraftstoffdurchlass 100 aus. Ein (nicht näher dargestelltes) Rohr ist auf einer Seite gegenüber dem dritten Zylinderbauteil 23 mit dem Einlassabschnitt 24 verbunden. Entsprechend strömt Kraftstoff ausgehend von einer Kraftstoffzufuhrquelle (Kraftstoffpumpe) durch das Rohr in den Kraftstoffdurchlass 100. Der Kraftstoffdurchlass 100 führt den Kraftstoff zu dem Düsenloch 13.
Ein Filter 25 ist innerhalb des Einlassabschnitts 24 vorgesehen. Der Filter 25 sammelt Fremdstoffe in dem Kraftstoff, der in den Kraftstoffdurchlass 100 strömt.
Die Nadel 30 ist zum Beispiel aus einem Metall wie martensitischem Edelstahl in einer Stabform vorgesehen. Die Nadel 30 wird ausgehärtet, um so einen vorgegebenen Härtegrad aufzuweisen.
Die Nadel 30 ist so in dem Gehäuse 20 eingehaust, dass diese sich in einer axialen Richtung des Gehäuses 20 in dem Kraftstoffdurchlass 100 hin und her bewegen kann. Die Nadel 30 beinhaltet einen Nadelkörper 301, einen Sitzabschnitt 31, einen Abschnitt 32 mit großem Durchmesser, einen Flanschabschnitt 34 und dergleichen.
Der Nadelkörper 301 ist in einer Stabform vorgesehen. Der Sitzabschnitt 31 ist an einem Endabschnitt des Nadelkörpers 301 auf einer Seite der Düse 10 vorgesehen und kann mit dem Ventilsitz 14 in Kontakt kommen.
Der Abschnitt 32 mit großem Durchmesser ist in einer Nähe bzw. Umgebung des Sitzabschnitts 31 an einem Endabschnitt des Nadelkörpers 301 auf einer Seite des Ventilsitzes 14 vorgesehen. Ein Außendurchmesser des Abschnitts 32 mit großem Durchmesser ist derart eingestellt, dass dieser größer ist als ein Außendurchmesser des Endabschnitts des Nadelkörpers 301 auf der Seite des Ventilsitzes 14. Der Abschnitt 32 mit großem Durchmesser ist derart vorgesehen, dass dessen Außenwand auf einer Innenwand des Düsen-Zylinderabschnitts 11 der Düse 10 gleitet. Entsprechend wird die Nadel 30 derart geführt, dass diese sich in einer axialen Richtung des Endabschnitts auf der Seite des Ventilsitzes 14 hin und her bewegt. Der Abschnitt 32 mit großem Durchmesser ist derart mit Kerbenabschnitten 33 ausgebildet, dass eine Mehrzahl von Abschnitten in einer Umfangsrichtung der Außenwand eingekerbt ist. Entsprechend kann der Kraftstoff zwischen den Kerbenabschnitten 33 und der Innenwand des Düsen-Zylinderabschnitts 11 strömen.
Der Flanschabschnitt 34 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form vorgesehen, um sich so ausgehend von dem Endabschnitt des Nadelkörpers 301 auf einer Seite gegenüber dem Sitzabschnitt 31 in der radialen Richtung zu der äußeren Seite zu erstrecken.
Der Nadelkörper 301 weist einen axialen Lochabschnitt 35 und einen radialen Lochabschnitt 36 auf. Der axiale Lochabschnitt 35 ist so vorgesehen, um sich ausgehend von einer Endoberfläche des Nadelkörpers 301 auf einer Seite gegenüber dem Sitzabschnitt 31 in der axialen Richtung zu erstrecken. Der radiale Lochabschnitt 36 ist so vorgesehen, um sich in der radialen Richtung des Nadelkörpers 301 zu erstrecken, um den axialen Lochabschnitt 35 und die Außenwand des Nadelkörpers 301 zu verbinden. Entsprechend kann der Kraftstoff auf einer Seite gegenüber der Düse 10 in Hinblick auf die Nadel 30 zwischen der Außenwand des Nadelkörpers 301 und einer Innenwand des ersten Zylinderbauteils 21 durch den axialen Lochabschnitt 35 und den radialen Lochabschnitt 36 strömen.
Die Nadel 30 öffnet und schließt das Düsenloch 13, wenn der Sitzabschnitt 31 von dem Ventilsitz 14 getrennt (weggehoben) ist oder mit dem Ventilsitz 14 in Kontakt steht (auf diesen aufgesetzt ist bzw. an diesem anliegt). Nachfolgend wird eine Richtung, in welcher die Nadel 30 von dem Ventilsitz 14 getrennt ist, als eine Ventilöffnungsrichtung bezeichnet, und eine Richtung, in welcher die Nadel 30 mit dem Ventilsitz 14 in Kontakt kommt, wird als eine Ventilschließrichtung bezeichnet.
Der bewegliche Kern 40 ist in einer rohrförmigen Form zum Beispiel aus einem magnetischen Material wie beispielsweise ferritischem Edelstahl vorgesehen. Der bewegliche Kern 40 wird einer magnetischen Stabilisierungsbehandlung unterzogen. Der bewegliche Kern 40 ist innerhalb des ersten Zylinderbauteils 21 und des zweiten Zylinderbauteils 22 des Gehäuses 20 vorgesehen.
Der bewegliche Kern 40 ist in einer im Wesentlichen säulenförmigen Form vorgesehen. Der bewegliche Kern 40 weist einen Aussparungsabschnitt 41, ein Wellenloch 42 und ein Durchgangsloch 43 auf.
Der Aussparungsabschnitt 41 ist so vorgesehen, um ausgehend von einem Mittelpunkt einer Endoberfläche des beweglichen Kerns 40 auf einer Seite der Düse 10 zu einer Seite gegenüber der Düse 10 ausgespart zu sein. Das Wellenloch 42 ist so vorgesehen, um eine Endoberfläche des beweglichen Kerns 40 auf einer Seite gegenüber der Düse 10 und eine Bodenoberfläche des Aussparungsabschnitts 41 zu verbinden, um so durch eine Achse des beweglichen Kerns 40 zu verlaufen. Das Durchgangsloch 43 ist so vorgesehen, um die Endoberfläche des beweglichen Kerns 40 auf der Seite der Düse 10 und die Endoberfläche des beweglichen Kerns 40 auf der Seite gegenüber der Düse 10 zu verbinden. Eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 43 ist mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung des beweglichen Kerns 40 auf einer äußeren Seite in der radialen Richtung des Aussparungsabschnitts 41 vorgesehen.
Der bewegliche Kern 40 ist in einem Zustand, in welchem der Nadelkörper 301 durch das Wellenloch 42 eingefügt bzw. eingesetzt ist, innerhalb des Gehäuses 20 vorgesehen. Das heißt, der bewegliche Kern 40 ist in der radialen Richtung des Nadelkörpers 301 auf einer äußeren Seite vorgesehen. Der bewegliche Kern 40 kann sich relativ zu dem Nadelkörper 301 in der axialen Richtung bewegen. Die Innenwand, die das Wellenloch 42 des beweglichen Kerns 40 ausbildet, ist mit der Außenwand des Nadelkörpers 301 verschiebbar.
Bei dem beweglichen Kern 40 kann ein Abschnitt auf einer Peripherie des Wellenlochs 42 der Endoberfläche auf der Seite gegenüber der Düse 10 mit einer Endoberfläche des Flanschabschnitts 34 auf der Seite der Düse 10 in Kontakt stehen, oder von der Endoberfläche des Flanschabschnitts 34 auf der Seite der Düse 10 getrennt angeordnet sein.
Der feste Kern 51 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form aus einem magnetischen Material wie beispielsweise ferritischem Edelstahl vorgesehen. Der feste Kern 51 wird einer magnetischen Stabilisierungsbehandlung unterzogen. Der feste Kern 51 ist auf einer Seite des beweglichen Kerns 40 gegenüber der Düse 10 vorgesehen. Der feste Kern 51 ist derart innerhalb des Gehäuses 20 vorgesehen, dass dessen Außenwand mit Innenwänden des zweiten Zylinderbauteils 22 und des dritten Zylinderbauteils 23 verbunden ist. Eine Endoberfläche des festen Kerns 51 auf der Seite der Düse 10 kann mit der Endoberfläche des beweglichen Kerns 40 auf der Seite des festen Kerns 51 in Kontakt kommen.
Innerhalb des festen Kerns 51 ist ein zylindrisches Einstellrohr 54 pressgepasst. Die Feder 52 ist zum Beispiel eine Schraubenfeder, und ist zwischen dem Einstellrohr 54 innerhalb des festen Kerns 51 und der Nadel 30 vorgesehen. Ein Ende der Feder 52 steht mit dem Einstellrohr 54 in Kontakt. Das andere Ende der Feder 52 steht mit den Endoberflächen des Nadelkörpers 301 und des Flanschabschnitts 34 auf der Seite gegenüber der Düse 10 in Kontakt. Die Feder 52 kann den beweglichen Kern 40 und die Nadel 30 hin zu der Seite der Düse 10, das heißt in der Ventilschließrichtung, drängen bzw. vorspannen. Eine Vorspannkraft der Feder 52 wird durch eine Position des Einstellrohrs 54 in Hinblick auf den festen Kern 51 angepasst.
Die Spule 55 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form vorgesehen und ist so vorgesehen, um eine äußere Seite des Gehäuses 20, insbesondere das zweite Zylinderbauteil 22 und das dritte Zylinderbauteil 23, in der radialen Richtung zu umgeben. Ein rohrförmiger Halter 26 ist in der radialen Richtung auf einer äußeren Seite der Spule 55 vorgesehen, um so die Spule 55 abzudecken. Der Halter 26 ist aus einem magnetischen Material wie beispielsweise ferritischem Edelstahl hergestellt. Bei dem Halter 26 ist eine Innenwand von dessen einem Ende mit einer Außenwand des ersten Zylinderbauteils 21 verbunden, und eine Innenwand von dessen anderem Ende ist magnetisch mit einer Außenwand des dritten Zylinderbauteils 23 verbunden.
Die Spule 55 erzeugt eine magnetische Kraft, wenn dieser eine elektrische Leistung zugeführt (diese erregt) wird. Wenn in der Spule 55 eine magnetische Kraft erzeugt wird, ist ein magnetischer Kreis in dem beweglichen Kern 40, dem ersten Zylinderbauteil 21, dem Halter 26, dem dritten Zylinderbauteil 23 und dem festen Kern 51 ausgebildet, wobei das zweite Zylinderbauteil 22 als der magnetische Drosselabschnitt vermieden bzw. umgangen wird. Entsprechend wird zwischen dem festen Kern 51 und dem beweglichen Kern 40 eine magnetische Anziehungskraft erzeugt, und der bewegliche Kern 40 und die Nadel 30 werden zu dem festen Kern 51 angezogen. Entsprechend bewegt sich die Nadel 30 in der Ventilöffnungsrichtung, der Sitzabschnitt 31 wird von dem Ventilsitz 14 getrennt, und das Ventil wird geöffnet. Im Ergebnis wird das Düsenloch 13 geöffnet, und der Kraftstoff wird ausgehend von dem Düsenloch 13 eingespritzt. Daher kann der bewegliche Kern 40 zu dem festen Kern 51 angezogen werden, und die Nadel 30 kann zu der Seite gegenüber dem Ventilsitz 14 bewegt werden, das heißt in der Ventilöffnungsrichtung, wenn die Spule 55 erregt wird.
Wenn der bewegliche Kern 40 durch die magnetische Anziehungskraft zu dem festen Kern 51 (in der Ventilöffnungsrichtung) angezogen wird, bewegt sich der Flanschabschnitt 34 der Nadel 30 innerhalb des festen Kerns 51 in der axialen Richtung. Zu dieser Zeit gleiten eine Außenwand des Flanschabschnitts 34 und eine Innenwand des festen Kerns 51. Daher wird eine Hin- und Herbewegung der Nadel 30 in der axialen Richtung eines Endabschnitts auf einer Seite des Flanschabschnitts 34 durch den festen Kern 51 geführt.
Wenn der bewegliche Kern 40 durch die magnetische Anziehungskraft zu dem festen Kern 51 (in der Ventilöffnungsrichtung) angezogen wird, stößt eine Endoberfläche auf der Seite des festen Kerns 51 mit der Endoberfläche des festen Kerns 51 auf der Seite des beweglichen Kerns 40 zusammen. Entsprechend ist eingeschränkt, dass sich der bewegliche Kern 40 in der Ventilöffnungsrichtung bewegt.
Wenn die Erregung der Spule 55 in einem Zustand gestoppt wird, in welchem der bewegliche Kern 40 zu dem festen Kern 51 angezogen wird, werden die Nadel 30 und der bewegliche Kern 40 durch die Vorspannkraft bzw. Drückkraft der Feder 52 zu dem Ventilsitz 14 gedrängt bzw. vorgespannt. Entsprechend bewegt sich die Nadel 30 in der Ventilschließrichtung, der Sitzabschnitt 31 kommt mit dem Ventilsitz 14 in Kontakt, und das Ventil wird geschlossen. Im Ergebnis ist das Düsenloch 13 geschlossen.
Die Feder 53 ist zum Beispiel eine Schraubenfeder und ist in einem Zustand vorgesehen, in welchem deren eines Ende mit der Bodenoberfläche des Aussparungsabschnitts 41 des beweglichen Kerns 40 in Kontakt steht und deren anderes Ende mit einer gestuften Oberfläche der Innenwand des ersten Zylinderbauteils 21 des Gehäuses 20 in Kontakt steht. Die Feder 53 kann den beweglichen Kern 40 hin zu dem festen Kern 51, das heißt in der Ventilöffnungsrichtung, vorspannen. Eine Vorspannkraft der Feder 53 ist kleiner als die Vorspannkraft der Feder 52. Daher wird der Sitzabschnitt 31 der Nadel 30 durch die Feder 52 gegen den Ventilsitz 14 gedrückt und der bewegliche Kern 40 wird durch die Feder 53 gegen den Flanschabschnitt 34 gedrückt, wenn die Spule 55 nicht erregt wird.
Wie in 1 gezeigt wird, wird die äußere Seite des dritten Zylinderbauteils 23 in der radialen Richtung durch einen Ausformabschnitt 56 ausgeformt, der aus Harz hergestellt ist. Ein Verbinderabschnitt 57 ist so vorgesehen, um in der radialen Richtung ausgehend von dem Ausformabschnitt 56 nach außen hervorzustehen. Ein Anschluss 571 zum Zuführen von elektrischer Leistung zu der Spule 55 wird in den Verbinderabschnitt 57 einsatzgeformt.
Der Kraftstoff, der ausgehend von dem Einlassabschnitt 24 einströmt, strömt durch den Filter 25, innerhalb des festen Kerns 51 und des Einstellrohrs 54, durch den axialen Lochabschnitt 35, durch den radialen Lochabschnitt 36, zwischen der Nadel 30 und der Innenwand des Gehäuses 20, und zwischen der Nadel 30 und der Innenwand des Düsen-Zylinderabschnitts 11, das heißt durch den Kraftstoffdurchlass 100, und wird zu dem Düsenloch 13 geführt. Wenn das Kraftstoffeinspritzventil 1 betrieben wird, dann sind die Peripherien des beweglichen Kerns 40 und der Nadel 30 mit dem Kraftstoff gefüllt. Wenn das Kraftstoffeinspritzventil 1 betrieben wird, strömt der Kraftstoff durch das Durchgangsloch 43 des beweglichen Kerns 40, den axialen Lochabschnitt 35 der Nadel 30, und den radialen Lochabschnitt 36. Daher können der bewegliche Kern 40 und die Nadel 30 sich innerhalb des Gehäuses 20 geschmeidig in der axialen Richtung hin und her bewegen.
Ein Druck des Kraftstoffs in dem Kraftstoffdurchlass 100, der angenommen wird, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 1 der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, beträgt zum Beispiel ungefähr 1 MPa oder mehr. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es besonders vorteilhaft, dass der Druck des Kraftstoffs in dem Kraftstoffdurchlass 100 bis zu 30 MPa oder 100 MPa beträgt.
Wenn die Nadel 30 am weitesten von dem Ventilsitz 14 getrennt angeordnet ist, ist ein minimaler Wert einer Strömungskanalfläche zwischen dem Ventilsitz 14 und der Nadel 30 bei der vorliegenden Ausführungsform als eine Sitz-Drosselfläche As eingestellt, ein minimaler Wert einer Strömungskanalfläche des Düsenlochs 13 ist als eine Düsenloch-Drosselfläche Ah eingestellt, und As > Ah. Die Sitz-Drosselfläche As entspricht einem minimalen Wert einer Fläche eines ringförmigen Strömungskanals, der zwischen dem Ventilsitz 14 und dem Sitzabschnitt 31 vorgesehen ist, wenn der Sitzabschnitt 31 der Nadel 30 am weitesten von dem Ventilsitz 14 getrennt angeordnet ist, das heißt, die Endoberfläche des beweglichen Kerns 40 auf der Seite des festen Kerns 51 steht mit dem festen Kern 51 und dem Flanschabschnitt 34 in Kontakt. Die Düsenloch-Drosselfläche Ah entspricht einem minimalen Wert einer Gesamtfläche von Strömungskanälen aller sechs Düsenlöcher 13. Das heißt, die Düsenloch-Drosselfläche Ah ist eine Gesamtfläche von minimalen Werten von Strömungskanalflächen, die senkrecht zu einer Düsenlochachse Axh1 jedes Düsenlochs 13 verlaufen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform Ah/As < 0,18. Daher kann ein Druckverlust aufgrund einer Drossel bzw. Drosselwirkung des Sitzabschnitts 31 der Nadel 30 so weit reduziert werden wie möglich, und es kann eine große Druckenergie in eine Ansaugkammer 15 eingeführt werden.
Als nächstes wird das Düsenloch 13 der vorliegenden Ausführungsform detailliert beschrieben werden. In 5 wird die Nadel 30 nicht näher dargestellt.
Wie in 5 gezeigt wird, beinhaltet die Düse 10 eine Ansaugwandoberfläche 150, Einlassöffnungsabschnitte 131, Auslassöffnungsabschnitte 132, Düsenloch-Innenwände 133, die Düsenlöcher 13 und den Ventilsitz 14.
Die Ansaugwandoberfläche 150 ist ausgehend von einem Mittelpunkt einer Oberfläche 121 des Düsen-Bodenabschnitts 12 auf der Seite des Düsen-Zylinderabschnitts 11 zu der Seite gegenüber dem Düsen-Zylinderabschnitt 11 ausgespart und bildet darin die Ansaugkammer 15 aus. Die Ansaugkammer 15 ist zwischen der Ansaugwandoberfläche 150 und dem Sitzabschnitt 31 der Nadel 30 vorgesehen.
Der Ventilsitz 14 ist in einer ringförmigen Form auf einer Peripherie der Ansaugwandoberfläche 150 der Oberfläche 121 vorgesehen. Der Ventilsitz 14 ist in einer verjüngten Form vorgesehen, um sich so ausgehend von dem Düsen-Zylinderabschnitt 11 hin zu der Ansaugwandoberfläche 150 an eine Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 anzunähern.
Das Düsenloch 13 verbindet die Ansaugwandoberfläche 150 und die Oberfläche 122 des Düsen-Bodenabschnitts 12 auf der Seite gegenüber dem Düsen-Zylinderabschnitt 11, um den Kraftstoff in den Kraftstoffdurchlass 100 einzuspritzen. Die Ansaugwandoberfläche 150 ist in einer gekrümmten Oberflächenform vorgesehen.
Wie in 5 gezeigt wird, weist das Düsenloch 13 den Einlassöffnungsabschnitt 131, der auf der Ansaugwandoberfläche 150 vorgesehen ist, welche eine Oberfläche des Düsen-Bodenabschnitts 12 auf der Seite des Düsen-Zylinderabschnitts 11 ist, den Auslassöffnungsabschnitt 132, der auf der Oberfläche 122 des Düsen-Bodenabschnitts 12 auf der Seite gegenüber dem Düsen-Zylinderabschnitt 11 vorgesehen ist, und die Düsenloch-Innenwand 133, die den Einlassöffnungsabschnitt 131 und den Auslassöffnungsabschnitt 132 verbindet, auf.
Der Einlassöffnungsabschnitt 131 bezeichnet einen geschlossenen Bereich als eine gedachte Ebene, die entlang der Ansaugwandoberfläche 150 ausgebildet ist, indem ein Loch (das Düsenloch 13) in dem Düsen-Bodenabschnitt 12 geöffnet wird, und eine Fläche des Bereichs ist als eine Fläche des Einlassöffnungsabschnitts 131 eingestellt. Ein Auslassöffnungsabschnitt 132 bezeichnet einen geschlossenen Bereich als eine gedachte Ebene, die auf der Seite gegenüber dem Düsen-Zylinderabschnitt 11 entlang der Oberfläche 122 des Düsen-Bodenabschnitts 12 ausgebildet ist, indem ein Loch (das Düsenloch 13) in dem Düsen-Bodenabschnitt 12 geöffnet wird, und eine Fläche des Bereichs ist als eine Fläche des Auslassöffnungsabschnitts 132 eingestellt. Bei jedem der sechs Düsenlöcher 13 ist die Fläche des Auslassöffnungsabschnitts 132 größer als die Fläche des Einlassöffnungsabschnitts 131.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die sechs Düsenlöcher 13 derart in einer verjüngten Form vorgesehen, dass die Düsenloch-Innenwand 133 von der Düsenlochachse Axh1 entfernt angeordnet ist, welche eine Achse des Düsenlochs 13 ist, so wie die Düsenloch-Innenwand 133 ausgehend von dem Einlassöffnungsabschnitt 131 zu dem Auslassöffnungsabschnitt 132 verläuft. Die sechs Düsenlöcher 13 entsprechen „verjüngten Düsenlöchern“.
Wie in 4 gezeigt wird, sind bei der vorliegenden Ausführungsform sechs Einlassöffnungsabschnitte 131 der Düsenlöcher 13 vorgesehen, um so in der Umfangsrichtung des Düsen-Bodenabschnitts 12 angeordnet zu sein. Zur Veranschaulichung wird jedes der sechs Düsenlöcher 13 als Düsenlöcher 61, 62, 63, 64, 65 und 66 bezeichnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind Mittelpunkte der Einlassöffnungsabschnitte 131 der Düsenlöcher 61, 62, 63, 64, 65 und 66 mit gleichen Intervallen auf einem Neigungskreis Cp1 angeordnet, der auf der Achse Ax1 zentriert ist.
Die Düsenlöcher 61 und 64 sind derart auf einer gedachten Ebene VP101 vorgesehen, welche die Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 beinhaltet, dass sich die Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 zwischen den Düsenlöchern 61 und 64 befindet. Das heißt, die gedachte Ebene VP101 verläuft durch die Düsenlöcher 61 und 64. Die Düsenlöcher 61 und 64 sind derart vorgesehen, dass die Düsenlochachsen Axh1 in der gedachten Ebene VP101 beinhaltet sind. Bei den Düsenlöchern 61 und 64 schneidet die Düsenlochachse Axh1 die Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11, und die Düsenlochachse Axh1 steht nicht in einer verdrehten bzw. verschwenkten Beziehung zu der Achse Ax1 (siehe 4).
Die Einlassöffnungsabschnitte 131 der Düsenlöcher 62 und 66 sind in Hinblick auf eine gedachte Ebene VP102, welche die Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 beinhaltet und senkrecht zu der gedachten Ebene VP101 verläuft, auf einer Seite des Düsenlochs 61 vorgesehen. Die Einlassöffnungsabschnitte 131 der Düsenlöcher 63 und 65 sind in Hinblick auf die gedachte Ebene VP102 auf einer Seite des Düsenlochs 64 vorgesehen. Bei den Düsenlöchern 62, 63, 65 und 66 schneidet die Düsenlochachse Axh1 die Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 nicht, und die Düsenlochachse Axh1 steht in einer verschwenkten Beziehung zu der Achse Ax1 (siehe 4).
Wie in 6 gezeigt wird, ist das Düsenloch 13 derart vorgesehen, dass eine Normallinie Ln1 der Ansaugwandoberfläche 150 an einem Öffnungsschnittpunkt Po1, welcher ein Schnittpunkt zwischen der Düsenlochachse Axh1 und dem Einlassöffnungsabschnitt 131 ist, die Düsenloch-Innenwand 133 oder eine gedachte Innenwand VW1 schneidet, welche die Düsenloch-Innenwand 133 zu der Seite gegenüber dem Düsen-Zylinderabschnitt 11 verlängert. Das heißt, in einem Querschnitt, der die Normallinie Ln1 und die Düsenlochachse Axh1 beinhaltet, ist das Düsenloch 13 derart vorgesehen, dass die Normallinie Ln1 der Ansaugwandoberfläche 150 an dem Schnittpunkt zwischen der Düsenlochachse Axh1 und dem Einlassöffnungsabschnitt 131 die Düsenloch-Innenwand 133 oder eine Erstreckungslinie Lex1 der Düsenloch-Innenwand 133 schneidet. 6 zeigt, dass das Düsenloch 13 derart vorgesehen ist, dass die Normallinie Ln1 die Düsenloch-Innenwand 133 schneidet.
Wie in 6 gezeigt wird, ist das Düsenloch 13 in einem Querschnitt entlang einer gedachten Ebene Sei, welche die Düsenloch-Achse Axh1 beinhaltet, derart vorgesehen, dass LA/LB > -0,2 ist, wenn ein Abstand von dem Auslassöffnungsabschnitt 132 zu einem Innenwand-Schnittpunkt Pw1, welcher ein Schnittpunkt zwischen der Normallinie Ln1 und der Düsenloch-Innenwand 133 oder der gedachten Innenwand VW1 ist, als LA eingestellt ist, und eine Düsenlochlänge, welche eine Länge zwischen dem Einlassöffnungsabschnitt 131 und dem Auslassöffnungsabschnitt 132 der Düsenloch-Innenwand 133 auf einer Seite ist, auf welcher der Innenwand-Schnittpunkt Pw1 ausgebildet ist, als LB eingestellt ist. Genauer gesagt ist das Düsenloch 13 derart vorgesehen, dass 1 > LA/LB > -0,2 ist.
Wenn die Normallinie Ln1 die Düsenloch-Innenwand 133 schneidet (siehe 6), nimmt LA einen positiven Wert an. Daher ist LA/LB ein positiver Wert. Andererseits nimmt LA einen negativen Wert an, wenn die Normallinie Ln1 die gedachte Innenwand VW1 schneidet. Daher ist LA/LB ein negativer Wert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform schneidet die Normallinie Ln1 die Düsenloch-Innenwand 133 auf einer Seite der Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 der zwei Düsenloch-Innenwände 133, die in dem Querschnitt entlang der gedachten Ebene Sc1 gezeigt werden.
Eine Richtung der Normallinie Ln1 wird durch eine Form der Ansaugwandoberfläche 150 bestimmt, auf welcher der Einlassöffnungsabschnitt 131 vorgesehen ist.
Wie in den 4 und 5 gezeigt wird, strömt der Kraftstoff in der radialen Richtung des Düsen-Bodenabschnitts 12 entlang des Ventilsitzes 14 hin zu einer inneren Seite (siehe die Pfeile F1 in den 4 und 5), wenn das Ventil geöffnet ist. Der Kraftstoff in der Ansaugkammer 15 strömt entlang der Düsenlochachse Axh1 des Düsenlochs 13 zu einer Außenseite der Düse 10 (siehe die Pfeile F2 in den 4 und 5). Wie zum Beispiel in 4 gezeigt wird, verändert sich bei dem Düsenloch 66, in welchem die Düsenlochachse Axh1 eine verschwenkte Beziehung zu der Achse Ax1 aufweist, eine Strömungsrichtung des Kraftstoffs (F1), der in der radialen Richtung des Düsen-Bodenabschnitts 12 entlang des Ventilsitzes 14 zu der inneren Seite strömt, um einen Winkel, der einem Verschwenkungswinkel entspricht, und der Kraftstoff strömt entlang der Düsenlochachse Axh1 ausgehend von der Innenseite der Ansaugkammer 15 zu der Außenseite der Düse 10 (F2).
Als nächstes wird ein Verfahren zum Definieren des Innenwand-Schnittpunkts Pw1, des Abstands LA und der Düsenloch-Länge LB bei den Düsenlöchern 62, 63, 65 und 66, bei welchen die Düsenloch-Achse Axh1 in Hinblick auf eine Einströmung ausgehend von einer stromaufwärtigen Seite die verschwenkte Beziehung aufweist, beschrieben werden. Bei einer Benzinmaschine, die eine Zündkerze beinhaltet, ist es notwendig, dass diese ein Düsenloch hin zu einer Zündquelle und ein Düsenloch aufweist, das in einem Zylinder einen gleichförmigen Sprühstrahl ausbildet, selbst falls das Düsenloch auf einer Seite sowie an einem Mittelpunkt montiert ist, und daher fallen Einspritzrichtungen aller Düsenlöcher selten mit einer radialen Richtung einer Ventilachse (der Achse Ax1) zusammen, und zumindest eines der Düsenlöcher weist eine Verdrehung bzw. Verschwenkung bzw. Windschiefe auf.
Wie in den 7 und 8 gezeigt wird, ist der Einlassöffnungsabschnitt 131 derart fixiert, dass ein Vorsprungswinkel θp1 zwischen der Düsenlochachse Axh1 und einer Linie Lei, welche eine Verlängerung einer Linie ist, welche die Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 und den Mittelpunkt des Einlassöffnungsabschnitts 131 verbindet, 0 ° beträgt, und der Schnittpunkt zwischen der Normallinie Ln1 und der Düsenloch-Innenwand 133 in einem Querschnitt einer gedachten Ebene, die auf einem Ortspunkt der Düsenlochachse Axh1 ausgebildet ist, wenn die Düsenlochachse Axh1 um die Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 gedreht wird, als der Innenwand-Schnittpunkt Pw1 definiert ist, der Abstand ausgehend von dem Auslassöffnungsabschnitt 132 zu dem Innenwand-Schnittpunkt Pw1 als LA definiert ist, und die Länge zwischen dem Einlassöffnungsabschnitt 131 und dem Auslassöffnungsabschnitt 132 der Düsenloch-Innenwand 133 auf der Seite, auf welcher der Innenwand-Schnittpunkt Pw1 ausgebildet ist, als die Düsenloch-Länge LB definiert ist.
Als nächstes wird ein Effekt des Kraftstoffeinspritzventils 1 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden. Wie vorstehend beschrieben ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Sitz-Drosselfläche As größer als die Düsenloch-Drosselfläche Ah. Daher strömt der Kraftstoff in einem Zustand, in welchem fast keine Drosselwirkung durch den Sitzabschnitt 31 vorliegt und der Druckverlust gering ist, in die Ansaugkammer 15, wenn der Sitzabschnitt 31 der Nadel 30 von dem Ventilsitz 14 getrennt angeordnet ist. Entsprechend wirkt ein Druckvektor in der Richtung der Normallinie Ln1. Daher wird der Kraftstoff in der Richtung der Normallinie Ln1 eingespritzt. Bei der vorliegenden Ausführungsform schneiden sich die Normallinie Ln1 und die Düsenloch-Innenwand 133. Daher wird ein Flüssigkeitsfilm des Kraftstoffs in dem Düsenloch 13 ausgebildet.
6 zeigt einen Zustand in der Ansaugkammer 15 und dem Düsenloch 13, wenn der Sitzabschnitt 31 der Nadel 30 am weitesten von dem Ventilsitz 14 getrennt angeordnet ist. In 6 wird eine Schraffur eines Querschnitts eines Bauteils weggelassen, um die Figur nicht zu verkomplizieren. In der Figur ist der Druck umso höher, je dunkler die Graustufe der Fläche ist. Wie in 6 gezeigt wird, ist ersichtlich, dass ein Druck der Ansaugkammer 15 hoch ist, und ein Druck in einem Abschnitt des Düsenlochs 13 auf der Seite des Einlassöffnungsabschnitts 131 höher ist als der des Innenwand-Schnittpunkts Pw1, welcher der Schnittpunkt zwischen der Normallinie Ln1 und der Düsenloch-Innenwand 133 ist. Wie vorstehend beschrieben kann bei der vorliegenden Ausführungsform eine Kraftstoffströmung, die an dem Einlassöffnungsabschnitt 131 erzeugt wird, mit der Düsenloch-Innenwand 133 zusammenstoßen, und der Druck in der Ansaugkammer 15 kann effizient in Energie umgewandelt werden, um den Flüssigkeitsfilm auszubilden, und der Kraftstoff kann zerstäubt werden.
Als nächstes wird der Effekt des Kraftstoffeinspritzventils 1 der vorliegenden Ausführungsform durch einen Zerstäubungs-Index auf Grundlage eines Fraser-Modells gezeigt. Bei einer Flüssigkeitsfilm-Teilungs-Theorie von Fraser wird eine mittlere Partikelgröße D₃₀ des Volumens nach einer Teilung des Kraftstoffs durch die folgende Gleichung 1 berechnet. $D_{30} = 3,78 {(2 /E)}^{1 / 3} {({hr/V}^{2})}^{1 / 3} {(σ^{2} / ρ_{L} ρ_{a})}^{1 / 6}$
In Gleichung 1 sind E, h, r, V, σ, ρ_L und ρ_a jeweils eine Versuchskonstante, eine Dicke des Flüssigkeitsfilms, ein Abstand, eine Geschwindigkeit des Flüssigkeitsfilms, eine Oberflächenspannung, eine Kraftstoffdichte und eine Luftdichte. Wenn (hr/V²)^1/3 der vorstehenden Gleichung 1 als der Zerstäubungs-Index definiert ist, ist eine Beziehung zwischen dem Zerstäubungs-Index und LA/LB für das Düsenloch 13, dessen Vorsprungswinkel θp1, das heißt, ein Verschwenkungswinkel (siehe 4) 0 °, 30 ° und 60 ° beträgt, so, wie in 9 gezeigt wird. 9 zeigt einen Wert, der durch Analyse ermittelt wird. Die Dicke des Flüssigkeitsfilms und die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsfilms sind bei der Analyse erforderlich. Der Zerstäubungs-Index ist ein Wert auf Grundlage der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsfilms (Sprühstrahlrate) und der Dicke des Flüssigkeitsfilms, und der Kraftstoffsprühstrahl ist umso feiner, je kleiner bzw. geringer der Zerstäubungs-Index ist.
Wie in 9 gezeigt wird, ist ersichtlich, dass der Zerstäubungs-Index in einem Bereich von LA/LB > -0,2 bei irgendeinem Verschwenkungswinkel gering ist, der Kraftstoffsprühstrahl gleichmäßig zerstäubt wird, und die Sprühstrahleigenschaften gleichförmig hergestellt werden. Selbst falls LA ein negativer Wert ist, ist dies effektiv, weil es einen Sprühbereich gibt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Düsenloch 13 derart vorgesehen, dass LA/LB > -0,2 ist. Daher kann der Kraftstoffsprühstrahl, der ausgehend von dem Düsenloch 13 eingespritzt wird, effektiv zerstäubt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Kraftstoff in der Ansaugkammer 15 nicht in einfacher Weise durch die Einströmung ausgehend von dem Ventilsitz 14 beeinflusst, da As > Ah, und es wird an dem Einlassöffnungsabschnitt 131 in der Richtung der Normallinie Ln1 eine Strömungsgeschwindigkeit erzeugt. Selbst in dem Düsenloch 13, in welchem die Düsenlochachse Axh1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 eine verschwenkte Beziehung zu der Achse Ax1 aufweist, kann die Strömungsgeschwindigkeit durch den Zerstäubungs-Index (der von einer kinetischen Energie in den X-, Y- und Z-Richtungen abhängt) arrangiert sein, da die Strömungsgeschwindigkeit von kinetischer Energie abhängt, wenn diese mit der Düsenloch-Innenwand 133 zusammenstößt.
Wenn die Nadel 30 am weitesten von dem Ventilsitz 14 getrennt angeordnet ist, ist der minimale Wert der Strömungskanalfläche zwischen dem Ventilsitz 14 und der Nadel 30 bei der vorliegenden Ausführungsform als die Sitz-Drosselfläche As eingestellt, der minimale Wert der Strömungskanalfläche des Düsenlochs 13 ist als die Düsenloch-Drosselfläche Ah eingestellt, und As > Ah, wie vorstehend beschrieben wird. Das Düsenloch 13 ist derart vorgesehen, dass die Normallinie Ln1 der Ansaugwandoberfläche 150 an dem Öffnungsschnittpunkt Po1, welcher der Schnittpunkt zwischen der Düsenlochachse Axh1 und dem Einlassöffnungsabschnitt 131 ist, die Düsenloch-Innenwand 133 oder die gedachte Innenwand VW1 schneidet, welche die Düsenloch-Innenwand 133 zu der Seite gegenüber dem Düsen-Zylinderabschnitt 11 verlängert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Kraftstoff zwischen dem Ventilsitz 14 und der Nadel 30 nicht gedrosselt, da As > Ah, und strömt in einem Zustand, in welchem der Druckverlust gering ist, in die Ansaugkammer 15. Daher strömt der Kraftstoff, der in die Ansaugkammer 15 strömt, entlang der Normallinie Ln1 der Ansaugwandoberfläche 150 an dem Öffnungsschnittpunkt Po1, welcher der Schnittpunkt zwischen der Düsenlochachse Axh1 und dem Einlassöffnungsabschnitt 131 ist, und stößt mit der Düsenloch-Innenwand 133 zusammen. Wenn ein Hochdruckkraftstoff mit der Düsenloch-Innenwand 133 zusammenstößt, wird in dem Düsenloch 13 effektiv ein Flüssigkeitsfilm ausgebildet. Daher kann die Druckenergie des Kraftstoffs dazu genutzt werden, um einen Kraftstoffsprühstrahl Fo effektiv zu zerstäuben, der ausgehend von dem Düsenloch 13 eingespritzt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Düsenloch 13 in dem Querschnitt entlang der gedachten Ebene Sei, welche die Düsenloch-Achse Axh1 beinhaltet, derart vorgesehen, dass LA/LB > -0,2 ist, wenn der Abstand von dem Auslassöffnungsabschnitt 132 zu dem Innenwand-Schnittpunkt Pw1, welcher der Schnittpunkt zwischen der Normallinie Ln1 und der Düsenloch-Innenwand 133 oder der gedachten Innenwand VW1 ist, als LA eingestellt ist, und die Düsenlochlänge, welche die Länge zwischen dem Einlassöffnungsabschnitt 131 und dem Auslassöffnungsabschnitt 132 der Düsenloch-Innenwand 133 auf der Seite ist, auf welcher der Innenwand-Schnittpunkt Pw1 ausgebildet ist, als LB eingestellt ist. Daher kann der Hochdruckkraftstoff effektiv mit der Düsenloch-Innenwand 133 zusammenstoßen, und der Flüssigkeitsfilm kann effektiv in dem Düsenloch 13 ausgebildet werden. Daher kann der Kraftstoffsprühstrahl Fo, der ausgehend von dem Düsenloch 13 eingespritzt wird, effektiver zerstäubt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform schneidet die Normallinie Ln1 die Düsenloch-Innenwand 133 auf der Seite der Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 der zwei Düsenloch-Innenwände 133, die in dem Querschnitt entlang der gedachten Ebene Sc1 gezeigt werden. Selbst bei einer derartigen Konfiguration wird in dem Düsenloch 13 effektiv der Flüssigkeitsfilm ausgebildet, wenn der Hochdruckkraftstoff mit der Düsenloch-Innenwand 133 zusammenstößt. Daher kann die Druckenergie des Kraftstoffs dazu genutzt werden, um einen Kraftstoffsprühstrahl Fo effektiv zu zerstäuben, der ausgehend von dem Düsenloch 13 eingespritzt wird.
Zweite Ausführungsform
Ein Teil eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer zweiten Ausführungsform wird in 10 gezeigt. Bei der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich eine Konfiguration der Düse 10 von der bei der ersten Ausführungsform.
Bei der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich die Form der Ansaugwandoberfläche 150, auf welcher der Einlassöffnungsabschnitt 131 vorgesehen ist, von der bei der ersten Ausführungsform. Daher schneidet die Normallinie Ln1 auf der Seite gegenüber der Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11, das heißt auf der Seite des Ventilsitzes 14, die Düsenloch-Innenwand 133 der zwei Düsenloch-Innenwände 133, die in dem Querschnitt entlang der gedachten Ebene Sc1 gezeigt werden (10). Selbst bei einer derartigen Konfiguration wird in dem Düsenloch 13 effektiv der Flüssigkeitsfilm ausgebildet, wenn der Hochdruckkraftstoff mit der Düsenloch-Innenwand 133 zusammenstößt. Daher kann die Druckenergie des Kraftstoffs dazu genutzt werden, um einen Kraftstoffsprühstrahl Fo effektiv zu zerstäuben, der ausgehend von dem Düsenloch 13 eingespritzt wird.
Die zweite Ausführungsform weist abgesehen von den vorstehenden Punkten die gleiche Konfiguration auf wie die erste Ausführungsform.
Dritte Ausführungsform
Ein Teil eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer dritten Ausführungsform wird in 11 gezeigt. Bei der dritten Ausführungsform unterscheidet sich die Konfiguration der Düse 10 von der bei der ersten Ausführungsform.
Bei der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich eine Krümmung der Ansaugwandoberfläche 150 in dem Querschnitt, der die Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 beinhaltet, von der bei der ersten Ausführungsform. Daher unterscheidet sich bei der vorliegenden Ausführungsform eine Position des Innenwand-Schnittpunkts Pw1, welcher der Schnittpunkt zwischen der Normallinie Ln1 und der Düsenloch-Innenwand 133 ist, von der bei der ersten Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform schneidet die Normallinie Ln1, wie bei der ersten Ausführungsform, die Düsenloch-Innenwand 133 auf der Seite der Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 der zwei Düsenloch-Innenwände 133, die in dem Querschnitt entlang der gedachten Ebene Sc1 gezeigt werden. Selbst bei einer derartigen Konfiguration wird in dem Düsenloch 13 effektiv der Flüssigkeitsfilm ausgebildet, wenn der Hochdruckkraftstoff mit der Düsenloch-Innenwand 133 zusammenstößt. Daher kann die Druckenergie des Kraftstoffs dazu genutzt werden, um einen Kraftstoffsprühstrahl Fo effektiv zu zerstäuben, der ausgehend von dem Düsenloch 13 eingespritzt wird.
Die dritte Ausführungsform weist abgesehen von den vorstehenden Punkten die gleiche Konfiguration auf wie die erste Ausführungsform.
Vierte Ausführungsform
Ein Teil eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer vierten Ausführungsform wird in 12 gezeigt. Bei der vierten Ausführungsform unterscheidet sich die Konfiguration der Düse 10 von der bei der ersten Ausführungsform.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Ansaugwandoberfläche 150 in einer verjüngten Form vorgesehen, um sich so ausgehend von dem Düsen-Zylinderabschnitt 11 hin zu dem Düsen-Bodenabschnitt 12 an die Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 anzunähern. Der Einlassöffnungsabschnitt 131 ist auf der verjüngten Ansaugwandoberfläche 150 vorgesehen. Die Normallinie Ln1 schneidet die Düsenloch-Innenwand 133 auf der Seite der Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 der zwei Düsenloch-Innenwände 133, die in dem Querschnitt entlang der gedachten Ebene Sc1 gezeigt werden.
Die vierte Ausführungsform weist abgesehen von den vorstehenden Punkten die gleiche Konfiguration auf wie die erste Ausführungsform.
Fünfte Ausführungsform
Ein Teil eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer fünften Ausführungsform wird in 13 gezeigt. Bei der fünften Ausführungsform unterscheidet sich die Konfiguration des Düsenlochs 13 von der bei der ersten Ausführungsform.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Mittelpunkte der Einlassöffnungsabschnitte 131 der Düsenlöcher 61, 62, 64 und 66 auf dem Neigungskreis Cp1 angeordnet, der auf der Achse Ax1 zentriert ist. Die Mittelpunkte der Einlassöffnungsabschnitte 131 der Düsenlöcher 63 und 65 sind außerhalb des Neigungskreises Cp1 angeordnet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist As > Ah, wie bei der ersten Ausführungsform, und da eine Querströmung des Kraftstoffs in der Ansaugkammer 15 nicht verwendet wird, kann eine Ausbildungsposition des Einlassöffnungsabschnitts 131 auf der Ansaugwandoberfläche 150 frei eingestellt werden. Das heißt, selbst falls der Mittelpunkt des Einlassöffnungsabschnitts 131 des Düsenlochs 13 nicht auf dem Neigungskreis Cp1 angeordnet ist, kann eine Zerstäubung einer Mehrzahl von Sprühstrahlen verwirklicht werden.
Sechste Ausführungsform
Ein Teil eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer sechsten Ausführungsform wird in den 14 und 15 gezeigt. Bei der sechsten Ausführungsform unterscheidet sich die Konfiguration des Düsenlochs 13 und dergleichen von der bei der ersten Ausführungsform.
Ein Druck des Kraftstoffs in dem Kraftstoffdurchlass 100, der angenommen wird, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 1 der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, beträgt zum Beispiel ungefähr 20 MPa.
Als nächstes wird das Düsenloch 13 der vorliegenden Ausführungsform detailliert beschrieben werden. In 15 wird die Nadel 30 nicht näher dargestellt.
Wie in 15 gezeigt wird, wird ein Winkel, der durch die zwei Düsenloch-Innenwände 133 eines Düsenlochs 13 ausgebildet wird, in einem Querschnitt, der die Düsenlochachse Axh1 beinhaltet, als ein „Düsenloch-Öffnungswinkel“ bezeichnet. In dem Querschnitt, der die Düsenlochachse Axh1 beinhaltet, wird ein Winkel, der durch zwei Umrisse des Kraftstoffsprühstrahls Fo, der ausgehend von dem einen Düsenloch 13 eingespritzt wird, ausgebildet wird, als ein „Kraftstoffsprühstrahl-Öffnungswinkel“ bezeichnet.
Bei den Düsenlöchern 63 und 65 ist ein Verhältnis des längsten Durchmessers a1 zu dem kürzesten Durchmesser b1 der Auslassöffnungsabschnitte 132 größer als 1. Daher ist die Form der Auslassöffnungsabschnitte 132 der Düsenlöcher 63 und 65 eine elliptische Form, das heißt eine unvollkommene kreisförmige Form (siehe 14), wenn diese aus einer Richtung der Düsenlochachse Axh1 betrachtet wird. Die Düsenlöcher 63 und 65 werden als „unvollkommene kreisförmige Düsenlöcher“ bezeichnet. Die Düsenlöcher 63 und 65 werden dementsprechend als „ovale Düsenlöcher“ oder „elliptische Düsenlöcher“ bezeichnet. Das „ovale Düsenloch“ ist ein Düsenloch, bei welchem die Form des Auslassöffnungsabschnitts 132 unvollkommen kreisförmig ist, und ist eine ovale Form wie beispielsweise eine Eiform, eine Ellipse oder eine Spurform. Eine Ellipse ist ein Kreis mit einer konstanten Summe von Abständen von zwei Brennpunkten. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Form der Auslassöffnungsabschnitte 132 der Düsenlöcher 63 und 65 eine Ellipse mit zwei Brennpunkten. Nachfolgend beinhaltet das „ovale Düsenloch“, wenn das „ovale Düsenloch“ verwendet wird, das Düsenloch 13, bei welchem die Form des Auslassöffnungsabschnitts 132 eine ovale Form, eine Ellipse oder eine Spurform ist. Das „unvollkommene kreisförmige Düsenloch“ beinhaltet ein „ovales Düsenloch“, ein „elliptisches Düsenloch“ und ein „Spur-Düsenloch“. Der „längste Durchmesser“ bezeichnet die längste Breite aus Breiten der Form, und entspricht einer Länge einer Hauptachse in der Form der Auslassöffnungsabschnitte 132 der Düsenlöcher 63 und 65. Der „kürzeste Durchmesser“ bezeichnet die kürzeste Breite aus den Breiten der Form, und entspricht einer Länge einer Nebenachse in der Form der Auslassöffnungsabschnitte 132 der Düsenlöcher 63 und 65.
In den Düsenlöchern 61, 62, 64 und 66 beträgt ein Verhältnis des längsten Durchmessers a2 zu dem kürzesten Durchmesser b2 des Auslassöffnungsabschnitts 132 1. Daher ist die Form des Auslassöffnungsabschnitts 132 bei den Düsenlöchern 61, 62, 64 und 66 eine vollkommene kreisförmige Form (siehe 14), wenn diese aus der Richtung der Düsenlochachse Axh1 betrachtet wird. Die Düsenlöcher 61, 62, 64 und 66 werden als „vollkommene kreisförmige Düsenlöcher“ bezeichnet.
Wie vorstehend beschrieben sind bei der vorliegenden Ausführungsform eines oder mehrere (zwei) Düsenlöcher 13 aus der Mehrzahl von Düsenlöchern 13 unvollkommene kreisförmige Düsenlöcher, welche Düsenlöcher 13 sind, bei welchen ein Verhältnis des längsten Durchmessers zu dem kürzesten Durchmesser des Auslassöffnungsabschnitts 132 größer als 1 ist.
Wie in 16 gezeigt wird, sind die Formen des Einlassöffnungsabschnitts 131 und des Auslassöffnungsabschnitts 132 bei den Düsenlöchern 61, 62, 64 und 66 als die vollkommenen kreisförmigen Düsenlöcher vollkommene kreisförmige Formen. Der Einlassöffnungsabschnitt 131 und der Auslassöffnungsabschnitt 132 sind koaxial vorgesehen. Daher ist in einem Querschnitt, der durch eine erste gedachte Ebene VP1 ausgebildet wird, welche eine gedachte Ebene ist, welche die Düsenlochachse Axh1 beinhaltet, ein Winkel θ, der durch die Düsenloch-Innenwand 133 ausgebildet wird, in der Umfangsrichtung des Auslassöffnungsabschnitts 132 konstant.
Wie in 17 gezeigt wird, sind die Formen des Einlassöffnungsabschnitts 131 und des Auslassöffnungsabschnitts 132 bei den Düsenlöchern 63 und 65 als die unvollkommenen kreisförmigen Düsenlöcher elliptische Formen. Der Einlassöffnungsabschnitt 131 und der Auslassöffnungsabschnitt 132 sind derart koaxial vorgesehen, dass Richtungen der Hauptachse und der Nebenachse miteinander zusammenfallen. Wenn in einem Querschnitt, der durch eine zweite gedachte Ebene VP2 ausgebildet wird, welche eine gedachte Ebene ist, welche die Düsenloch-Achse Axh1 beinhaltet, ein Winkel, der den Winkel maximal werden lässt, der durch die Düsenloch-Innenwand 133 ausgebildet wird, als θ1 eingestellt ist, und in einem Querschnitt, der durch eine dritte gedachte Ebene VP3 ausgebildet wird, welche eine gedachte Ebene ist, welche die Düsenlochachse Axh1 beinhaltet, ein Winkel, der den Winkel minimal werden lässt, der durch die Düsenloch-Innenwand 133 ausgebildet wird, als θ2 eingestellt ist, verlaufen die zweite gedachte Ebene VP2 und die dritte gedachte Ebene VP3 daher orthogonal zueinander.
Wenn eine Länge eines größten Durchmessers des Auslassöffnungsabschnitts 132 als a1 eingestellt ist und eine Länge eines kleinsten Durchmessers des Auslassöffnungsabschnitts 132 als b1 eingestellt ist, und eine Länge eines größten Durchmessers des Einlassöffnungsabschnitts 131 als a10 eingestellt ist und eine Länge eines kleinsten Durchmessers des Einlassöffnungsabschnitts 131 als b10 eingestellt ist, ist eine Ebenheit der Düsenlöcher 63 und 65 als die unvollkommenen kreisförmigen Düsenlöcher a1/b1 = a10/b10. Das heißt, das unvollkommene kreisförmige Düsenloch weist eine elliptische Form auf, bei welcher der Einlassöffnungsabschnitt 131 und der Auslassöffnungsabschnitt 132 die gleiche Ebenheit aufweisen. Der „größte Durchmesser“ bezeichnet die längste Breite aus Breiten der Form, und entspricht der „Hauptachse“ in einer Ellipse. Der „kleinste Durchmesser“ bezeichnet die kürzeste Breite aus den Breiten der Form, und entspricht der „Nebenachse“ in der Ellipse.
Wie in 18 gezeigt wird, sind die Düsenlöcher 63 und 65 als die unvollkommenen kreisförmigen Düsenlöcher derart vorgesehen, dass eine Richtung des kleinsten Durchmessers des Auslassöffnungsabschnitts 132 entlang einer Einspritzrichtung eines Kraftstoffs verläuft, der ausgehend von den unvollkommenen kreisförmigen Düsenlöchern eingespritzt wird. Wenn die Richtung des kleinsten Durchmessers und die Einspritzrichtung miteinander zusammenfallen, verläuft eine Nebenachse auf einer gedachten Ebene, die durch die Düsenlochachse Axh1 durchtritt, und parallel zu der Achse Ax1. Selbst falls ein Grad einer Variation aufgrund einer Verarbeitung vorliegt, wird die Richtung als „entlang“ ausgedrückt. Die „Richtung des kleinsten Durchmessers“ entspricht einer Richtung entlang des kleinsten Durchmessers, das heißt der Nebenachse des Auslassöffnungsabschnitts 132, wenn diese aus einer Richtung der Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 betrachtet wird. Die „Einspritzrichtung eines Kraftstoffs“ entspricht einer Richtung entlang der Düsenlochachse Axh1, wenn diese aus der Richtung der Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 betrachtet wird. In den 18 und 19 entspricht die „Richtung des größten Durchmessers“ einer Richtung entlang des größten Durchmessers, das heißt der Hauptachse des Auslassöffnungsabschnitts 132.
Wie in 15 gezeigt wird, ist ein Düsenloch-Öffnungswinkel eines vollkommenen kreisförmigen Düsenlochs (64), welches das Düsenloch 13 aus der Mehrzahl von Düsenlöchern 13 ist, bei welchem ein Verhältnis des längsten Durchmessers zu dem kürzesten Durchmesser des Auslassöffnungsabschnitts 132 1 beträgt, als θ(Grad) eingestellt, ein Öffnungswinkel des Kraftstoffsprühstrahls Fo, der ausgehend von dem vollkommenen kreisförmigen Düsenloch eingespritzt wird, ist als θf(Grad) eingestellt, und ein durchschnittlicher Druck des Kraftstoffs in dem Kraftstoffdurchlass 100, wenn der Kraftstoff ausgehend von dem vollkommenen kreisförmigen Düsenloch eingespritzt wird, ist als P(MPa) eingestellt.
Ein gedachter Kegel, bei welchem ein Schnittpunkt zwischen der Düsenlochachse Axh1 und dem Auslassöffnungsabschnitt 132 des vollkommenen kreisförmigen Düsenlochs als ein Scheitel Pv1 eingestellt ist, und bei welchem ein Winkel, der in dem Querschnitt, der durch die erste gedachte Ebene VP1 ausgebildet wird, welche die Düsenlochachse Axh1 des vollkommenen kreisförmigen Düsenlochs beinhaltet, durch zwei Erzeugende ausgebildet wird, eingestellt ist als $" θ f = θ + 0,5 \times P 0,6$
ist als ein gedachter vollkommener Kegel Vc1 definiert (siehe 15).
„^“ stellt einen Exponenten dar. „0,5 × P^0,6“ in der vorstehenden Gleichung 2 ist eine Differenz zwischen dem „Düsenloch-Öffnungswinkel“ (θ) und dem „Kraftstoffsprühstrahl-Öffnungswinkel“ (θf = θ + 0,5 × P^0,6), und entspricht dem „Kraftstoffsprühstrahl-Öffnungswinkel, der durch einen Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffdurchlass 100 vergrößert ist“. Wenn P 20 (MPa) beträgt, beträgt 0,5 × P^0,6 ungefähr 3,0.
Wie in den 20 und 21 gezeigt wird, ist ein maximaler Düsenloch-Öffnungswinkel eines unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs (63) als θ1 (Grad) eingestellt, ein minimaler Düsenloch-Öffnungswinkel ist als θ2 (Grad) eingestellt, ein maximaler Öffnungswinkel des Kraftstoffsprühstrahls Fo, der ausgehend von dem unvollkommenen kreisförmigen Düsenloch eingespritzt wird, ist als θf1 (Grad) eingestellt, und ein minimaler Öffnungswinkel des Kraftstoffsprühstrahls Fo, der ausgehend von dem unvollkommenen kreisförmigen Düsenloch eingespritzt wird, ist als θf2 (Grad) eingestellt.
Ein Schnittpunkt zwischen der Düsenlochachse Axh1 und dem Auslassöffnungsabschnitt 132 des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs ist als ein Scheitel Pv2 eingestellt, und in dem Querschnitt, der durch die zweite gedachte Ebene VP2 ausgebildet wird, welche die Düsenlochachse Axh1 des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs beinhaltet, ist ein Winkel, bei welchem der Winkel, der durch die zwei Erzeugenden ausgebildet wird, maximal wird, eingestellt als $" θ f1 = θ 1 + 0,5 \times P 0,6 + 17 \times e (- 0,13 \times θ 1)$
(siehe 20).
„17 × e^(-0,13 × θ1)“ in der vorstehenden Gleichung 3 ist eine Differenz zwischen einer Summe, welche ermittelt wird, indem der „Düsenloch-Öffnungswinkel“ (θ1) und der „Kraftstoffsprühstrahl-Öffnungswinkel, der durch den Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffdurchlass 100 vergrößert ist,“ (0,5 × P^0,6), sowie der „Kraftstoffsprühstrahl-Öffnungswinkel“ (θf1 = θ1 + 0,5 × P^0,6 + 17 × e^(-0,13 × θ1)) addiert werden, und entspricht dem „Kraftstoffsprühstrahl-Öffnungswinkel, der aufgrund einer Form des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs vergrößert ist“.
Wenn ein gedachter Kegel, bei welchem ein Winkel, der den Winkel minimal werden lässt, der in dem Querschnitt, der durch die dritte gedachte Ebene VP3 ausgebildet wird, welche die Düsenlochachse Axh1 des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs beinhaltet und die zweite gedachte Ebene VP2 schneidet, durch die zwei Erzeugenden ausgebildet wird, eingestellt ist als $" θ f 2 = θ 2 + 0,5 \times P 0,6$
ist dieser als ein gedachter unvollkommener Kegel Vc2 definiert (siehe die 20, 21 und 22), zumindest zwei benachbarte Düsenlöcher 13 aus den sechs Düsenlöchern 13 sind derart vorgesehen, dass der gedachte vollkommene Kegel Vc1 oder der gedachte unvollkommene Kegel Vc2 den gedachten vollkommenen Kegel Vc1 oder den gedachten unvollkommenen Kegel Vc2 nicht stört.
„0,5 × P^0,6“ in der vorstehenden Gleichung 4 ist eine Differenz zwischen dem „Düsenloch-Öffnungswinkel“ (θ2) und dem „Kraftstoffsprühstrahl-Öffnungswinkel“ (θf2 = θ2 + 0,5 × P^0,6), und entspricht dem „Kraftstoffsprühstrahl-Öffnungswinkel, der durch den Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffdurchlass 100 vergrößert ist“.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind alle Düsenlöcher 13 der sechs Düsenlöcher 13 derart vorgesehen, dass der gedachte vollkommene Kegel Vc1 oder der gedachte unvollkommene Kegel Vc2 den gedachten vollkommenen Kegel Vc1 oder den gedachten unvollkommenen Kegel Vc2 nicht stört.
23 zeigt ein Versuchsergebnis, das eine Beziehung zwischen dem „Düsenloch-Öffnungswinkel“ (θ1) und dem „Kraftstoffsprühstrahl-Öffnungswinkel, der aufgrund einer Form des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs vergrößert ist“ (unvollkommenes kreisförmiges Düsenloch + α-Sprühstrahl-Öffnungswinkel) zeigt, wenn der „Düsenloch-Öffnungswinkel“ (θ1) verändert wird. Wie in 23 gezeigt wird, ist der „Kraftstoffsprühstrahl-Öffnungswinkel, der aufgrund einer Form des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs vergrößert ist“, umso kleiner, je größer der „Düsenloch-Öffnungswinkel“ (θ1) ist. Eine ungefähre Kurve LCs1 der Beziehung zwischen dem „Düsenloch-Öffnungswinkel“ (θ1) und dem „Kraftstoffsprühstrahl-Öffnungswinkel, der aufgrund einer Form des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs vergrößert ist“ (unvollkommenes kreisförmiges Düsenloch + α-Sprühstrahl-Öffnungswinkel), entspricht „17 × e^(-0,13 × θ1)“ in der vorstehenden Gleichung 3.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Definieren der Düsenlochachse Axh1 des „elliptischen Düsenlochs“ beschrieben werden.
Verfahren 1
Wie in den 24 und 25 gezeigt wird, wird das Düsenloch 13 an zwei geeigneten parallelen Ebenen P101 und P102 geschnitten.
Verfahren 2
Wie in 26 gezeigt wird, sind Schnittpunkte von Geraden L1 und L2, welche durch Teile verlaufen, an welchen Breiten von Querschnitten SD1 und SD2 des Düsenlochs 13, die beim Verfahren 1 geschnitten werden, am längsten sind, und äußeren Randenden der Querschnitte SD1 und SD2 Pe11, Pe12, Pe21 und Pe22.
Verfahren 3
Wie in 27 gezeigt wird, ist ein Schnittpunkt zwischen einer Gerade L3, welche verlängert wird, indem der Schnittpunkt Pe21 und der Schnittpunkt Pe11, die beim Verfahren 2 eingestellt werden, verbunden werden, und einer Gerade L4, welche verlängert wird, indem der Schnittpunkt Pe22 und der Schnittpunkt Pe12 verbunden werden, ein Scheitel Pv101 eines gedachten Kegels Vc101.
Verfahren 4
Wie in 28 gezeigt wird, ist eine Kugel B101 ausgebildet, die auf dem Scheitel Pv101 zentriert ist, der beim Verfahren 3 eingestellt wird, und eine Oberfläche, die auf einer inneren Seite einer Schnittlinie Lx101 zwischen der Kugel B101 und dem gedachten Kegel Vc101 (Düsenloch-Innenwand 133) ausgebildet ist, ist als eine gedachte Ebene VPx101 eingestellt. Bei der inneren Seite der gedachten Ebene VPx101 ist eine Gerade, die einen Punkt Pt101 (siehe 29), welcher eine Gerade L101 unterteilt, die durch einen Teil verläuft, an welchem eine Breite der gedachten Ebene VPx101 am längsten ist, und den Scheitel Pv101 verbindet, als die Düsenlochachse Axh1 eingestellt.
Wie in 30 gezeigt wird, ist der Öffnungswinkel des Kraftstoffsprühstrahls, der ausgehend von dem vollkommenen kreisförmigen Düsenloch (Sprühstrahl-Öffnungswinkel) eingespritzt wird, eine Summe des „Düsenloch-Öffnungswinkels“ und „0,5 × P^0,6“, die dem „Kraftstoffsprühstrahl-Öffnungswinkel, der durch den Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffdurchlass 100 vergrößert ist,“ entspricht. Auf einer Seite des größten Durchmessers ist der Öffnungswinkel des Kraftstoffsprühstrahls, der ausgehend von dem unvollkommenen kreisförmigen Düsenloch (Sprühstrahl-Öffnungswinkel) eingespritzt wird, eine Summe des „Düsenloch-Öffnungswinkels“ und „0,5 × P^0,6“, ferner eine Summe des „Düsenloch-Öffnungswinkels“ und „17 × e^(-0,13 × θ1)“, die dem „Kraftstoffsprühstrahl-Öffnungswinkel, der aufgrund einer Form des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs vergrößert ist,“ entspricht.
Wie in 30 gezeigt wird, ist der Öffnungswinkel des Kraftstoffsprühstrahls, der ausgehend von dem unvollkommenen kreisförmigen Düsenloch eingespritzt wird, verglichen mit der Seite des größten Durchmessers größer als der Öffnungswinkel des Kraftstoffsprühstrahls, der ausgehend von dem vollkommenen kreisförmigen Düsenloch eingespritzt wird.
Aufgrund einer Verbreiterung eines Sprühstrahlwinkels des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs ist eine Länge des Kraftstoffsprühstrahls, der ausgehend von dem unvollkommenen kreisförmigen Düsenloch eingespritzt wird, kürzer als die Länge des Kraftstoffsprühstrahls, der ausgehend von dem vollkommenen kreisförmigen Düsenloch eingespritzt wird. Daher ist festzustellen, dass das unvollkommene kreisförmige Düsenloch ein Eindringen des Kraftstoffsprühstrahls effektiver reduziert als das vollkommene kreisförmige Düsenloch.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Düsenlöcher 61, 62, 64 und 66 als die vollkommenen kreisförmigen Düsenlöcher und die Düsenlöcher 63 und 65 als die unvollkommenen kreisförmigen Düsenlöcher angeordnet, wie in 14 gezeigt wird. Alle Düsenlöcher 13 (Düsenlöcher 61 bis 66) sind derart vorgesehen, dass der gedachte unvollkommene Kegel Vc2 und der gedachte vollkommene Kegel Vc1 oder der gedachte unvollkommene Kegel Vc2 einander nicht stören. Daher wird zwischen den Kraftstoffsprühstrahlen kein geschlossener Raum ausgebildet, es wird kein negativer Druck bzw. Unterdruck erzeugt, und es kann Luft eingeführt werden. Entsprechend kann eingeschränkt werden, dass sich der Kraftstoffsprühstrahl zusammenzieht und zusammenfließt. Daher können ein Benetzen in einem Zylinder und eine Verschlechterung von Sprühstrahleigenschaften aufgrund eines hohen Eindringens des Sprühstrahls eingeschränkt werden. Daher wird eine Ansammlung einer Ablagerung auf der Düsenloch-Innenwand 133 eingeschränkt, indem diese zumindest ein unvollkommenes kreisförmiges Düsenloch beinhaltet, und das Eindringen des Kraftstoffsprühstrahls wird reduziert, und indem die Düsenlöcher 13 derart ausgebildet werden, dass die Kraftstoffsprühstrahlen, die ausgehend von den Düsenlöchern 13 eingespritzt werden, einander nicht stören, und ein Düsenloch-Öffnungswinkel geeignet bzw. dementsprechend eingestellt wird, kann das Benetzen in dem Zylinder und die Verschlechterung der Sprühstrahleigenschaften aufgrund des hohen Eindringens des Sprühstrahls eingeschränkt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, ein niedriges Eindringen des Kraftstoffsprühstrahls Fo zu verwirklichen, der ausgehend von den Düsenlöchern 63 und 65 eingespritzt wird, das heißt den „elliptischen Düsenlöchern“, welche nahe an einer Innenwand des Zylinders in einer Seitenanbringung angeordnet sind. Daher kann das Benetzen der Innenwand des Zylinders effektiv eingeschränkt werden.
Wie in 19 gezeigt wird, kann während einer Kraftstoffeinspritzung bei dem unvollkommenen kreisförmigen Düsenloch eine Teilung gefördert werden, indem sich der Kraftstoff in der Richtung des größten Durchmessers (der Seite der Hauptachse) erstreckt und der Kraftstoff in einer Form eines Flüssigkeitsfilms ausgestoßen wird, und der Kraftstoffsprühstrahl kann zerstäubt werden. Andererseits kann sich eine Kraftstoffsprühstrahlschärfe in dem ovalen Düsenloch an dem Ende einer Einspritzung, nachdem die Nadel 30 anliegt, verschlechtern, da sich der Kraftstoff in dem Düsenloch in einem abgerundeten Teil in der Richtung des größten Durchmesser (der Seite der Hauptachse) sammelt und in einer Form eines Flüssigkeitsgewindes ausgestoßen wird, und ein Benetzen um ein Düsenloch einer Außenwand der Düse 10 herum kann sich erhöhen bzw. zunehmen (siehe die 31 und 32).
Ferner ist die Ebenheit a1/b1 (> 1) des Auslassöffnungsabschnitts 132 des Düsenlochs 63 als ein unvollkommenes kreisförmiges Düsenloch größer als die Ebenheit a2/b2 (=1) des Auslassöffnungsabschnitts 132 des Düsenlochs 64 als ein vollkommenes kreisförmiges Düsenloch, wie in 14 gezeigt wird. Ferner ist eine Fläche des Einlassöffnungsabschnitts 131 des unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs (63 und 65) mit einer großen Ebenheit des Auslassöffnungsabschnitts 132 kleiner als eine Fläche des Einlassöffnungsabschnitts 131 der vollkommenen kreisförmigen Düsenlöcher (61, 62, 64 und 66) mit einer geringen Ebenheit des Auslassöffnungsabschnitts 132.
Bei der vorliegenden Ausführungsform strömt an dem Ende der Kraftstoffeinspritzung ausgehend von dem Düsenloch 13, nachdem die Nadel 30 anliegt, ausgehend von den unvollkommenen kreisförmigen Düsenlöchern (63 und 65), in welchen die Kraftstoffströmung erschwert ist, da die Fläche des Einlassöffnungsabschnitts 131 gering ist, und welche eine große Ebenheit des Auslassöffnungsabschnitts 132 aufweisen, Luft in die Ansaugkammer 15, und der Kraftstoff wird ausgehend von den vollkommenen kreisförmigen Düsenlöchern (61, 62, 64 und 66), in welchen der Kraftstoff in einfacher Weise strömt, da die Fläche des Einlassöffnungsabschnitts 131 groß ist, und welche eine geringe Ebenheit des Auslassöffnungsabschnitts 132 aufweisen, vollständig eingespritzt, und die Einspritzung endet. Daher ist es möglich, eine Menge eines Niederdruckkraftstoffs zu reduzieren, der ausgehend von dem Düsenloch 13 mit großer Ebenheit eingespritzt wird, welches in einfacher Weise mit Kraftstoff benetzt werden kann, und die Kraftstoffbenetzung einzuschränken. Daher ist es möglich, die Spitzenbenetzung auf das gleiche Niveau einzuschränken wie in dem Stand der Technik, während sowohl ein weiter Winkel des Kraftstoffsprühstrahls als auch eine Minimierung eines Einflusses einer Sprühstrahlveränderung erzielt werden.
Wie vorstehend beschrieben kann bei der vorliegenden Ausführungsform die Ansammlung der Ablagerung auf der Düsenloch-Innenwand 133 eingeschränkt werden, indem eines oder mehrere Düsenlöcher 13 aus der Mehrzahl von Düsenlöchern 13 als unvollkommene kreisförmige Düsenlöcher eingestellt werden, bei welchen ein Verhältnis des längsten Durchmessers zu dem kürzesten Durchmesser des Auslassöffnungsabschnitts 132 größer als 1 ist.
Der gedachte unvollkommene Kegel Vc2 und der gedachte vollkommene Kegel Vc1 sind jeweils für das unvollkommene kreisförmige Düsenloch und das vollkommene kreisförmige Düsenloch definiert, und indem zumindest zwei benachbarte Düsenlöcher 13 derart ausgebildet sind, dass der gedachte unvollkommene Kegel Vc2 und der gedachte vollkommene Kegel Vc1 oder der gedachte unvollkommene Kegel Vc2 einander nicht stören, kann eine Störung zwischen einem Kraftstoffsprühstrahl eingeschränkt werden, der ausgehend von den Düsenlöchern 13 eingespritzt wird. Daher wird zwischen den Kraftstoffsprühstrahlen kein geschlossener Raum ausgebildet, es wird kein negativer Druck bzw. Unterdruck erzeugt, und es kann Luft eingeführt werden. Entsprechend kann eingeschränkt werden, dass sich der Kraftstoffsprühstrahl zusammenzieht und zusammenfließt. Daher können ein Benetzen in einem Zylinder und eine Verschlechterung von Sprühstrahleigenschaften aufgrund eines hohen Eindringens des Sprühstrahls eingeschränkt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Düsenlöcher 63 und 65 als die unvollkommenen kreisförmigen Düsenlöcher derart vorgesehen, dass die Richtung des kleinsten Durchmessers des Auslassöffnungsabschnitts 132 entlang der Einspritzrichtung des Kraftstoffs verläuft, der ausgehend von den unvollkommenen kreisförmigen Düsenlöchern eingespritzt wird. Daher kann der Flüssigkeitsfilm dünn sein und zerstäubt werden, indem der Kraftstoff in einer Richtung der Hauptachse entlang der Düsenloch-Innenwand 133 platziert wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weisen das eine oder mehrere unvollkommene kreisförmige Düsenlöcher (63 und 65) eine elliptische Form auf, bei welcher der Einlassöffnungsabschnitt 131 und der Auslassöffnungsabschnitt 132 die gleiche Ebenheit aufweisen. Daher kann das Scannen durch einen Laser durchgeführt werden, wobei ein Brennpunkt fixiert ist, wenn das Düsenloch 13 mit einem Laser bearbeitet wird, und es kann in einfacher Weise ein unvollkommenes kreisförmiges Düsenloch ausgebildet werden.
Die sechste Ausführungsform weist abgesehen von den vorstehenden Punkten die gleiche Konfiguration auf wie die erste Ausführungsform.
Wenn die Nadel 30 am weitesten von dem Ventilsitz 14 getrennt angeordnet ist, ist ein minimaler Wert einer Strömungskanalfläche zwischen dem Ventilsitz 14 und der Nadel 30 bei der vorliegenden Ausführungsform wie bei der ersten Ausführungsform als eine Sitz-Drosselfläche As eingestellt, ein minimaler Wert einer Strömungskanalfläche des Düsenlochs 13 ist als eine Düsenloch-Drosselfläche Ah eingestellt, und As > Ah. Das Düsenloch 13 ist derart vorgesehen, dass die Normallinie Ln1 der Ansaugwandoberfläche 150 an dem Öffnungsschnittpunkt Po1, welcher der Schnittpunkt zwischen der Düsenlochachse Axh1 und dem Einlassöffnungsabschnitt 131 ist, die Düsenloch-Innenwand 133 oder die gedachte Innenwand VW1 schneidet, welche die Düsenloch-Innenwand 133 zu der Seite gegenüber dem Düsen-Zylinderabschnitt 11 verlängert (siehe 15). Daher können zusätzlich zu den vorstehenden Effekten die gleichen Effekte wie die bei der ersten Ausführungsform erreicht werden.
Siebte Ausführungsform
Ein Teil eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer siebten Ausführungsform wird in 33 gezeigt. Bei der siebten Ausführungsform unterscheidet sich eine Konfiguration eines unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs von der bei der sechsten Ausführungsform.
Wie in 33 gezeigt wird, weist der Einlassöffnungsabschnitt 131 bei der vorliegenden Ausführungsform bei Düsenlöchern 63 und 65 als die unvollkommenen kreisförmigen Düsenlöcher eine vollkommene kreisförmige Form mit einem Radius R1 auf, und der Auslassöffnungsabschnitt 132 weist eine Form auf, bei welcher zwei Halbkreise Ch1 mit der gleichen Krümmung wie die Form des Einlassöffnungsabschnitts 131 durch eine Gerade Lh1 verbunden sind. Daher ist die Form der Auslassöffnungsabschnitte 132 der Düsenlöcher 63 und 65 eine Spurform, das heißt eine unvollkommene kreisförmige Form (siehe 33), wenn diese aus der Richtung der Düsenlochachse Axh1 betrachtet wird. Die Düsenlöcher 63 und 65 werden als „unvollkommene kreisförmige Düsenlöcher“ bezeichnet. Die Düsenlöcher 63 und 65 werden dementsprechend als „Spur-Düsenlöcher“ bezeichnet. Ein Radius R2 des Halbkreises Ch1 ist der gleiche wie der Radius R1 des Einlassöffnungsabschnitts 131.
Bei den Düsenlöchern 63 und 65 als unvollkommene kreisförmige Düsenlöcher beträgt ein Verhältnis des längsten Durchmessers a10 zu dem kürzesten Durchmesser b10 des Einlassöffnungsabschnitts 131 1, und eine Ebenheit a10/b10 beträgt 1 (siehe 33).
Bei den Düsenlöchern 63 und 65 als unvollkommene kreisförmige Düsenlöcher ist ein Verhältnis des längsten Durchmessers a1 zu dem kürzesten Durchmesser b1 des Auslassöffnungsabschnitts 132 größer als 1, und eine Ebenheit a1/b1 ist größer als 1 (siehe 33). Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der kürzeste Durchmesser b10 des Einlassöffnungsabschnitts 131 und der kürzeste Durchmesser b1 des Auslassöffnungsabschnitts 132 gleich. Ein Abstand X zwischen Mittelpunkten der zwei Halbkreise Ch1, welche den Auslassöffnungsabschnitt 132 ausbilden, wird durch Düsenloch-Öffnungswinkel der Düsenlöcher 63 und 65 bestimmt.
Wie in 34 gezeigt wird, sind die Düsenlöcher 63 und 65 als die unvollkommenen kreisförmigen Düsenlöcher derart vorgesehen, dass eine Richtung des kleinsten Durchmessers des Auslassöffnungsabschnitts 132 entlang einer Einspritzrichtung eines Kraftstoffs verläuft, der ausgehend von den unvollkommenen kreisförmigen Düsenlöchern eingespritzt wird. Die „Richtung des kleinsten Durchmessers“ entspricht einer Richtung entlang einer Richtung D1 des kleinsten Durchmessers des Auslassöffnungsabschnitts 132, das heißt der geringsten Breite aus den Breiten des Auslassöffnungsabschnitts 132, wenn diese aus einer Richtung der Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 betrachtet wird. Die „Einspritzrichtung eines Kraftstoffs“ entspricht einer Richtung entlang der Düsenlochachse Axh1, wenn diese aus der Richtung der Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 betrachtet wird. In 34 entspricht die „Richtung des größten Durchmessers“ einer Richtung entlang einer Richtung D2 des größten Durchmessers des Auslassöffnungsabschnitts 132, das heißt der größten Breite aus den Breiten des Auslassöffnungsabschnitts 132.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind in Hinblick auf die Düsenlöcher 63 und 65 als die unvollkommenen kreisförmigen Düsenlöcher alle Düsenlöcher 13 der sechs Düsenlöcher 13 derart vorgesehen, dass der gedachte vollkommene Kegel Vc1 oder der gedachte unvollkommene Kegel Vc2 den gedachten vollkommenen Kegel Vc1 oder den gedachten unvollkommenen Kegel Vc2 nicht stört, wenn der gedachte unvollkommene Kegel Vc2 bei der ersten Ausführungsform als das unvollkommene kreisförmige Düsenloch definiert ist.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Definieren der Düsenlochachse Axh1 des „unvollkommenen kreisförmigen Düsenlochs“, das heißt des „Spur-Düsenlochs“ beschrieben werden.
Verfahren 1
Wie in 35 gezeigt wird, wird das Düsenloch 13 an den zwei geeigneten parallelen Ebenen P101 und P102 geschnitten.
Verfahren 2
Wie in den 36 und 37 gezeigt wird, sind bei jedem der Querschnitte SD1 und SD2 des Düsenlochs 13, die bei dem Verfahren 1 geschnitten werden, die Geraden L1 und L2 eingestellt, die an äußeren Randenden der Querschnitte SD1 und SD2 parallel und äquidistant bzw. abstandsgleich zu zwei Geradenabschnitten sind.
Verfahren 3
Wie in den 38 und 39 gezeigt wird, wird das Düsenloch 13 an einer Ebene P103 geschnitten, welche die Geraden L1 und L2 beinhaltet, die bei dem Verfahren 2 eingestellt werden.
Verfahren 4
Wie in 40 gezeigt wird, ist eine Gerade, die durch einen Schnittpunkt Px101 der Geraden L3 und L4, die einen Teil eines äußeren Randendes eines Querschnitts SD3 des Düsenlochs 13 verlängern, der bei dem Verfahren 3 entsprechend der Düsenloch-Innenwand 133 geschnitten wird, und eine Position, die abstandsgleich zu den Geraden L3 und L4 angeordnet ist, verläuft, die Düsenlochachse Axh1.
Wie in 41 gezeigt wird, ist ein Öffnungswinkel eines Kraftstoffsprühstrahls, der ausgehend von dem Spur-Düsenloch (Sprühstrahl-Öffnungswinkel) eingespritzt wird, größer als ein Öffnungswinkel eines Kraftstoffsprühstrahls, der ausgehend von dem elliptischen Düsenloch eingespritzt wird. Daher ist ersichtlich, dass das Spur-Düsenloch ein Eindringen des Kraftstoffsprühstrahls effektiver reduziert als das elliptische Düsenloch.
Wie vorstehend beschrieben weist der Einlassöffnungsabschnitt 131 bei der vorliegenden Ausführungsform bei dem einen oder mehreren unvollkommenen kreisförmigen Düsenlöchern (63 und 65) eine vollkommene kreisförmige Form auf, und der Auslassöffnungsabschnitt 132 weist eine Form auf, bei welcher die zwei Halbkreise Ch1 mit der gleichen Krümmung wie die Form des Einlassöffnungsabschnitts 131 durch die Gerade Lh1 verbunden sind. Daher kann ein Radius einer Krümmung des abgerundeten Teils an dem äußeren Randende des Auslassöffnungsabschnitts 132 verglichen mit dem des elliptischen Düsenlochs erhöht bzw. vergrößert werden, und der Kraftstoff kann in einfacher Weise aus dem abgerundeten Teil entkommen bzw. austreten. Entsprechend kann ein Benetzen eines Spitzenendes der Düse 10 eingeschränkt werden.
Die siebte Ausführungsform weist abgesehen von den vorstehenden Punkten die gleiche Konfiguration auf wie die sechste Ausführungsform.
Achte Ausführungsform
Ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer achten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 42 beschrieben werden. Bei der achten Ausführungsform unterscheidet sich die Konfiguration des Düsenlochs 13 von der bei der sechsten Ausführungsform.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die Düse 10 nicht das Düsenloch 64 auf, das bei der ersten Ausführungsform gezeigt wird. Das heißt, bei der vorliegenden Ausführungsform sind in der Düse 10 fünf Düsenlöcher 13 vorgesehen. Die Mittelpunkte der Einlassöffnungsabschnitte 131 der Düsenlöcher 61, 62, 63, 65 und 66 sind mit gleichen Intervallen auf dem Neigungskreis Cp1 angeordnet, der auf der Achse Ax1 zentriert ist.
Neunte Ausführungsform
Ein Teil eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer neunten Ausführungsform wird in 43 gezeigt. Bei der neunten Ausführungsform unterscheidet sich die Konfiguration des Düsenlochs 13 als ein unvollkommenes kreisförmiges Düsenloch von der bei der sechsten Ausführungsform.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Düsenloch 63 als ein unvollkommenes kreisförmiges Düsenloch derart vorgesehen, dass sowohl der Einlassöffnungsabschnitt 131 als auch der Auslassöffnungsabschnitt 132 eine rechteckige Form aufweisen. Bei dem Düsenloch 63 sind ein Verhältnis einer Länge einer langen Seite a3 zu einer Länge einer kurzen Seite b3 des Auslassöffnungsabschnitts 132 und eine Ebenheit a3/b3 größer als 1.
Bei dem Düsenloch 65 als ein unvollkommenes kreisförmiges Düsenloch weist der Einlassöffnungsabschnitt 131 eine vollkommene kreisförmige Form auf, und der Auslassöffnungsabschnitt 132 weist eine Spurform auf. Bei dem Düsenloch 65 sind ein Verhältnis einer Länge des größten Durchmessers a1 zu einer Länge des kleinsten Durchmessers b1 des Auslassöffnungsabschnitts 132 und eine Ebenheit a1/b1 größer als 1. Das heißt das Düsenloch 65 weist die gleiche Konfiguration auf wie das Düsenloch 65 bei der siebten Ausführungsform.
Die neunte Ausführungsform weist abgesehen von den vorstehenden Punkten die gleiche Konfiguration auf wie die sechste Ausführungsform.
Andere Ausführungsform
Bei einer anderen Ausführungsform kann das Düsenloch 13 derart vorgesehen sein, dass die Normallinie Ln1 statt der Düsenloch-Innenwand 133 die gedachte Innenwand VW1 schneidet, welche die Düsenloch-Innenwand 133 zu der Seite gegenüber dem Düsen-Zylinderabschnitt 11 verlängert. In diesem Fall ist es wünschenswert, dass das Einspritzloch 13 derart vorgesehen ist, dass LA/LB > -0,2 ist.
Bei der ersten Ausführungsform wird ein Beispiel gezeigt, bei welchem die Normallinie Ln1 die Düsenloch-Innenwand 133 auf der Seite der Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 der zwei Düsenloch-Innenwände 133 schneidet, die in dem Querschnitt entlang der gedachten Ebene Sc1 gezeigt werden. Andererseits kann die Normallinie Ln1 bei der anderen Ausführungsform die gedachte Innenwand VW1 auf der Seite der Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 der zwei gedachten Innenwände VW1 schneiden, die in dem Querschnitt entlang der gedachten Ebene Sc1 gezeigt werden.
Bei der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform wird ein Beispiel gezeigt, bei welchem die Normallinie Ln1 die Düsenloch-Innenwand 133 auf der Seite gegenüber der Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 der zwei Düsenloch-Innenwände 133 schneidet, die in dem Querschnitt entlang der gedachten Ebene Sc1 gezeigt werden. Andererseits kann die Normallinie Ln1 bei der anderen Ausführungsform die gedachte Innenwand VW1 auf der Seite gegenüber der Achse Ax1 des Düsen-Zylinderabschnitts 11 der zwei gedachten Innenwände VW1 schneiden, die in dem Querschnitt entlang der gedachten Ebene Sc1 gezeigt werden.
Bei der anderen Ausführungsform kann zumindest eines der Mehrzahl von Düsenlöchern 13 ein verjüngtes Düsenloch sein, das derart in einer verjüngten Form vorgesehen ist, dass die Düsenloch-Innenwand 133 ausgehend von dem Einlassöffnungsabschnitt 131 hin zu dem Auslassöffnungsabschnitt 132 von der Düsenlochachse Axh1 entfernt angeordnet ist.
Bei der anderen Ausführungsform kann zumindest eines des zumindest einen verjüngten Düsenlochs derart vorgesehen sein, dass die Normallinie Ln1 der Ansaugwandoberfläche 150 an dem Öffnungsschnittpunkt Po1 die Düsenloch-Innenwand 133 oder die gedachte Innenwand VW1 schneidet.
Bei der vorstehend beschriebenen sechsten Ausführungsform wird ein Beispiel gezeigt, bei welchem ein durchschnittlicher Druck P(MPa) des Kraftstoffs in dem Kraftstoffdurchlass 20 (MPa) beträgt, wenn der Kraftstoff ausgehend von dem Düsenloch eingespritzt wird. Andererseits kann P bei der anderen Ausführungsform niedriger als 20 oder höher als 20 sein, solange die Mehrzahl von Düsenlöchern so vorgesehen ist, um eine Beziehung der vorstehenden Gleichungen 1 bis 3 zu erfüllen. Das heißt, das Düsenloch ist dazu in der Lage, gemäß dem Druck des Kraftstoffs in dem Kraftstoffdurchlass, der angenommen wird, wenn das Kraftstoffeinspritzventil verwendet wird, geeignet vorgesehen zu werden.
Bei der anderen Ausführungsform kann das Kraftstoffeinspritzventil in irgendeiner Haltung auf der Maschine 80 montiert sein.
Bei der anderen Ausführungsform können der Düsen-Zylinderabschnitt und der Düsen-Bodenabschnitt der Düse getrennt vorgesehen sein. Bei der anderen Ausführungsform können das erste Zylinderbauteil 21 des Gehäuses 20 und die Düse oder der Düsen-Zylinderabschnitt integral vorgesehen sein.
Bei der anderen Ausführungsform können das erste Zylinderbauteil 21, das zweite Zylinderbauteil 22 und das dritte Zylinderbauteil 23 des Gehäuses 20 integral vorgesehen sein. In diesem Fall kann das zweite Zylinderbauteil 22 zum Beispiel dünn vorgesehen sein, um einen magnetischen Drosselabschnitt auszubilden.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird ein Beispiel einer Anwendung eines Kraftstoffeinspritzventils auf eine Benzinmaschine mit Direkteinspritzung gezeigt. Andererseits kann das Kraftstoffeinspritzventil bei der anderen Ausführungsform zum Beispiel auf eine Dieselmaschine, eine Benzinmaschine mit Saugrohreinspritzung und dergleichen angewendet werden.
Wie vorstehend beschrieben ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt und kann in verschiedenen Formen innerhalb von deren Grundgedanken umgesetzt werden.
Die vorliegende Offenbarung ist mit Ausführungsformen beschrieben worden. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und deren Konfigurationen beschränkt. Die vorliegende Offenbarung beinhaltet zudem verschiedene Modifikationen und Modifikationen innerhalb von äquivalenten Bereichen. Zusätzlich sind verschiedene Kombinationen und Gestalten bzw. Formen sowie andere Kombinationen und Gestalten bzw. Formen, die nur ein Element, mehrere Elemente oder weniger Elemente beinhalten, ebenfalls in dem Umfang und der Idee der vorliegenden Offenbarung enthalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019114737 [0001]
JP 2010508468 A [0004]

Claims

Kraftstoffeinspritzventil, aufweisend: eine Düse (10), die Folgendes beinhaltet einen Düsen-Zylinderabschnitt (11), der darin einen Kraftstoffdurchlass (100) ausbildet, einen Düsen-Bodenabschnitt (12), der ein Ende des Düsen-Zylinderabschnitts schließt, eine Ansaugwandoberfläche (150), die ausgehend von einer Oberfläche des Düsen-Bodenabschnitts auf einer Seite des Düsen-Zylinderabschnitts zu einer Seite gegenüber dem Düsen-Zylinderabschnitt ausgespart ist und die darin eine Ansaugkammer (15) ausbildet, einen ringförmigen Ventilsitz (14), der auf einer Peripherie der Ansaugwandoberfläche vorgesehen ist, und eine Mehrzahl von Düsenlöchern (13), welche die Ansaugwandoberfläche mit einer Oberfläche (122) des Düsen-Bodenabschnitts auf der Seite gegenüber dem Düsen-Zylinderabschnitt verbindet, um dadurch Kraftstoff in den Kraftstoffdurchlass einzuspritzen; eine Nadel (30), die derart vorgesehen ist, dass diese sich innerhalb der Düse hin und her bewegt, und dazu konfiguriert ist, die Düsenlöcher zu schließen, wenn die Nadel mit dem Ventilsitz in Kontakt kommt, und das Düsenloch zu öffnen, wenn sich die Nadel von dem Ventilsitz trennt; und eine Antriebseinheit (55), die dazu konfiguriert ist, die Nadel in einer Ventilöffnungsrichtung und in einer Ventilschließrichtung zu bewegen, wobei ein minimaler Wert einer Strömungskanalfläche zwischen dem Ventilsitz und der Nadel in einem Fall, bei welchem die Nadel am weitesten von dem Ventilsitz getrennt ist, eine Sitzdrosselfläche As ist, wobei ein minimaler Wert einer Strömungskanalfläche des Düsenlochs eine Düsenloch-Drosselfläche Ah ist, und As > Ah erfüllt ist, ein Düsenloch der Düsenlöcher das Folgende beinhaltet einen Einlassöffnungsabschnitt (131), der auf der Ansaugwandoberfläche vorgesehen ist, einen Auslassöffnungsabschnitt (132), der auf der Oberfläche (122) des Düsen-Bodenabschnitts auf der Seite gegenüber dem Düsen-Zylinderabschnitt vorgesehen ist, und eine Düsenloch-Innenwand (133), die den Einlassöffnungsabschnitt und den Auslassöffnungsabschnitt verbindet, zumindest eines der Düsenlöcher ein verjüngtes Düsenloch ist, das derart in einer verjüngten Form ausgebildet ist, dass die Düsenloch-Innenwand von einer Düsenlochachse (Axh1), welche eine Achse des Düsenlochs ist, ausgehend von dem Einlassöffnungsabschnitt hin zu dem Auslassöffnungsabschnitt entfernt angeordnet sein soll, das zumindest eine verjüngte Düsenloch derart vorgesehen ist, dass eine Normallinie (Ln1) der Ansaugwandoberfläche an einem Öffnungsschnittpunkt (Po1), welcher ein Schnittpunkt zwischen der Düsenlochachse und dem Einlassöffnungsabschnitt ist, die Düsenloch-Innenwand oder eine gedachte Innenwand (VW1) schneidet, wobei die gedachte Innenwand die Düsenloch-Innenwand zu der Seite gegenüber dem Düsen-Zylinderabschnitt verlängert, und in einem Querschnitt entlang einer gedachten Ebene (Sc1), welche die Düsenloch-Achse beinhaltet, ein Abstand von dem Auslassöffnungsabschnitt zu einem Innenwand-Schnittpunkt (Pw1), welcher ein Schnittpunkt zwischen der Normallinie und der Düsenloch-Innenwand oder der gedachten Innenwand ist, LA ist, eine Düsenlochlänge, welche eine Länge zwischen dem Einlassöffnungsabschnitt und dem Auslassöffnungsabschnitt der Düsenloch-Innenwand auf einer Seite ist, auf welcher der Innenwand-Schnittpunkt ausgebildet ist, LB ist, und das verjüngte Düsenloch derart vorgesehen ist, dass LA/LB > -0,2 erfüllt ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, wobei die Normallinie auf einer Seite gegenüber einer Achse (Ax1) des Düsen-Zylinderabschnitts die Düsenloch-Innenwand oder die gedachte Innenwand von zwei Düsenloch-Innenwänden oder zwei gedachten Innenwänden in dem Querschnitt entlang der gedachten Ebene (Sc1), welche die Düsenlochachse beinhaltet, schneidet.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, wobei die Normallinie auf einer Seite einer Achse (Ax1) des Düsen-Zylinderabschnitts die Düsenloch-Innenwand oder die gedachte Innenwand von zwei Düsenloch-Innenwänden oder zwei gedachten Innenwänden in dem Querschnitt entlang der gedachten Ebene (Sc1), welche die Düsenlochachse beinhaltet, schneidet.