DE112020002965T5

DE112020002965T5 - Kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE112020002965T5
Application number: DE112020002965.4T
Authority: DE
Inventors: Hiroki KANETA; Hajime Kataoka; Masayuki Niwa; Noritsugu Katou; Yousuke Nakagawa; Masahiro Ookuma; Sao Yoshidome; Gen Takai
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: JP2021001560A; JP7272645B2; CN113994085A; WO2020255953A1; US20220106935A1

Abstract

Zumindest eines von Düsenlöchern (13) ist als ein unrundes Düsenloch (63, 65) vorgesehen, bei welchem das Verhältnis des längsten Durchmessers (a1) zum kürzesten Durchmesser (b1) eines Auslassöffnungsabschnitts (132) größer als 1 ist. Ein virtueller unrunder Kegel und ein virtueller runder Kegel sind für jedes unrunde Düsenloch (63, 65) und jedes runde Düsenloch (61, 62, 64, 66), bei welchen das Verhältnis des längsten Durchmessers (a2) zum kürzesten Durchmesser (b2) des Auslassöffnungsabschnitts (132) genau 1 ist, definiert. Zumindest zwei benachbarte Düsenlöcher (13) sind ausgebildet, sodass sich der virtuelle unrunde Kegel nicht mit dem virtuellen runden Kegel oder dem virtuellen unrunden Kegel überlagert.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-114738 , eingereicht am 20. Juni 2019. Die gesamte Offenbarung ist hierin durch Bezugnahme aufgenommen.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil.
Hintergrund
Konventionell ist ein Kraftstoffeinspritzventil bekannt, das dazu dient, die Akkumulation von Ablagerungen an einer Düsenlochinnenwand zu unterdrücken und zeitliche Veränderungen in Kraftstoffeinspritzkennlinien zu unterdrücken. Beispielsweise dient das Kraftstoffeinspritzventil gemäß Patentliteratur 1 dazu, die Akkumulation von Ablagerungen an einer Düsenlochinnenwand zu unterdrücken, indem die Querschnittsform eines Düsenlochs abgeflacht wird, um den Bereich eines Teils der Düsenlochinnenwand, in dem kein Kraftstoff strömt, zu verringern.
Literatur zum Stand der Technik
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2017-2876A
Kurzfassung der Erfindung
Das Kraftstoffeinspritzventil gemäß Patentliteratur 1 berücksichtigt jedoch nicht das Problem der Überlagerung zwischen den aus mehreren Düsenlöchern eingespritzten Sprühstrahlen. Bei dem Kraftstoffeinspritzventil gemäß Patentliteratur 1 bildet die Überlagerung zwischen Kraftstoffsprühstrahlen einen geschlossenen Raum aus, der einen Unterdruck erzeugt, der das Ansaugen von Luft verhindert. Die Kraftstoffsprühstrahlen können kleiner werden und zusammenwachsen bzw. verschmelzen. Daher besteht ein Risiko, dass die erhöhte Durchdringung das Innere des Zylinders befeuchtet bzw. benetzt und die Sprühstrahlcharakteristik verschlechtert wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Kraftstoffeinspritzventil vorzusehen, das die Sprühstrahlüberlagerung unterdrücken kann.
Ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung weist eine Düse, eine Nadel und eine Antriebseinheit auf. Die Düse enthält einen Düsenzylinderabschnitt, der einen Kraftstoffdurchlass darin ausbildet, einen Düsenbodenabschnitt, der ein Ende des Düsenzylinderabschnitts schließt, eine Vielzahl von Düsenlöchern, die eine Oberfläche des Düsenbodenabschnitts auf einer Seite des Düsenzylinderabschnitts mit einer Oberfläche auf einer entgegengesetzten Seite des Düsenzylinderabschnitts verbindet, um Kraftstoff im Kraftstoffdurchlass einzuspritzen, und einen ringförmigen Ventilsitz, der um die Düsenlöcher an einer Oberfläche des Düsenbodenabschnitts auf der Seite des Düsenzylinderabschnitts ausgebildet ist.
Die Nadel ist im Inneren der Düse hin und her bewegbar, wobei die Nadel konfiguriert ist, um mit dem Ventilsitz in Kontakt zu sein, um das Düsenloch zu schließen und vom Ventilsitz getrennt zu sein, um das Düsenloch zu öffnen. Die Antriebseinheit ist konfiguriert, die Nadel in entweder eine Ventilöffnungsrichtung oder eine Ventilschließrichtung zu bewegen.
Ein Düsenloch der Düsenlöcher enthält einen Einlassöffnungsabschnitt, der an der Oberfläche des Bodenabschnitts auf der Seite des Düsenzylinderabschnitts ausgebildet ist, einen Auslassöffnungsabschnitt, der an der Oberfläche des Düsenbodenabschnitts auf der entgegengesetzten Seite des Düsenzylinderabschnitts ausgebildet ist, und eine Düsenlochinnenwand, die den Einlassöffnungsabschnitt mit dem Auslassöffnungsabschnitt verbindet. Ein Bereich des Auslassöffnungsabschnitts ist größer als ein Bereich des Einlassöffnungsabschnitts. Zumindest eines der Düsenlöcher ist ein unrundes Düsenloch, in welchem ein Verhältnis von einem längsten Durchmesser zu einem kürzesten Durchmesser des Auslassöffnungsabschnitts größer als 1 ist.
θ (deg) bzw. (Grad) ist ein Düsenlochöffnungswinkel eines runden Düsenlochs, das zu den Düsenlöchern gehört und in welchem das Verhältnis des längsten Durchmessers zum kürzesten Durchmesser des Auslassöffnungsabschnitts gleich 1 ist. θf (Grad) ist ein Sprühstrahlöffnungswinkel von Kraftstoff, der von dem runden Düsenloch eingespritzt wird. P (MPa) ist ein Durchschnittsdruck von Kraftstoff im Kraftstoffdurchlass, wenn Kraftstoff von dem runden Düsenloch eingespritzt wird.
Ein virtueller runder Kegel ist als ein virtueller Kegel definiert, der einen Scheitelpunkt, welcher ein Schnittpunkt zwischen einer Düsenlochachse des runden Düsenlochs und dem Auslassöffnungsabschnitt ist, und zwei Mantellinien aufweist, welche in einem Querschnitt entlang einer ersten virtuellen Ebene, die die Düsenlochachse des runden Düsenlochs enthält, liegen, wobei die Mantellinien θf = θ + 0,5 × P^0,6 als einen Winkel zwischen sich ausbilden.
θ1 (Grad) ist der größte Düsenlochöffnungswinkel des unrunden Düsenlochs. θ2 (Grad) ist der kleinste Düsenlochöffnungswinkel. θf1 (Grad) ist der größte Öffnungswinkel eines Kraftstoffsprühstrahls, der von dem unrunden Düsenloch eingespritzt wird. θf2 (Grad) ist der kleinste Öffnungswinkel eines Kraftstoffsprühstrahls, der von dem unrunden Düsenloch eingespritzt wird.
Ein virtueller unrunder Kegel ist als ein virtueller Kegel definiert, der einen Scheitelpunkt, welcher ein Schnittpunkt zwischen der Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs und dem Auslassöffnungsabschnitt ist, und zwei Mantellinien aufweist, welche in einem Querschnitt entlang einer zweiten virtuellen Ebene, die die Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs enthält, liegen, wobei sie θf1 = θ1 + 0,5 × P^0,6 + 17 × e^(-0,13 × θ1) als einen größten Winkel zwischen sich ausbilden.
Der virtuelle unrunde Kegel weist zwei Mantellinien auf, welche in einem Querschnitt entlang einer dritten virtuellen Ebene, die die Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs enthält und sich mit der zweiten virtuellen Ebene schneidet, liegen, wobei sie θf2 = θ2 + 0,5 × P^0,6 als ein kleinsten Winkel zwischen sich ausbilden. Zumindest zwei der Düsenlöcher, welche benachbart zueinander sind, sind so ausgebildet, dass der virtuelle unrunde Kegel sich nicht mit dem virtuellen runden Kegel oder dem virtuellen unrunden Kegel überlagert.
Die vorliegende Offenbarung verwendet eines oder mehrere der Düsenlöcher als unrunde Düsenlöcher, bei welchen das Verhältnis des längsten Durchmessers zum kürzesten Durchmesser des Auslassöffnungsabschnitts größer als 1 ist. Dadurch ist es möglich, Ablagerungen zu verhindern, die sich an der Düsenlochinnenwand akkumulieren.
Ein virtueller unrunder Kegel und ein virtueller runder Kegel sind jeweils für das unrunde Düsenloch und das runde Düsenloch definiert. Zumindest zwei benachbarte Düsenlöcher sind so ausgebildet, dass der virtuelle unrunde Kegel sich nicht mit dem virtuellen runden Kegel oder dem virtuellen unrunden Kegel überlagert. Es ist möglich, die Überlagerung zwischen Kraftstoffsprühstrahlen, die von den Düsenlöchern eingespritzt werden, zu verhindern. Es wird zwischen den Kraftstoffsprühstrahlen kein geschlossener Raum ausgebildet. Die Luft kann angesaugt werden, ohne dass ein negativer Druck erzeugt wird. Es ist möglich, zu verhindern, dass die Kraftstoffsprühstrahlen verkleinert werden und miteinander verschmelzen. Es ist möglich, zu verhindern, dass eine erhöhte Sprühstrahldurchdringung das Innere des Zylinders benetzt und die Sprühstrahlcharakteristiken verschlechtert sind.
Bei einem Kraftstoffeinspritzventil gemäß eines zweiten Aspekts der vorliegenden Offenbarung sind die Düsenlöcher unrunde Düsenlöcher, bei welchen ein Verhältnis eines längsten Durchmessers zu einem kürzesten Durchmesser des Auslassöffnungsabschnitts größer als 1 ist.
θ1 (Grad) ist der größte Düsenlochöffnungswinkel des unrunden Düsenlochs. θ2 (Grad) ist der kleinste Düsenlochöffnungswinkel. θf1 (Grad) ist der größte Öffnungswinkel eines Kraftstoffsprühstrahls, der von dem unrunden Düsenloch eingespritzt wird. θf2 (Grad) ist der kleinste Öffnungswinkel eines Kraftstoffsprühstrahls, der von dem unrunden Düsenloch eingespritzt wird.
Ein virtueller unrunder Kegel ist als ein virtueller Kegel definiert, der einen Scheitelpunkt, welcher ein Schnittpunkt zwischen der Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs und dem Auslassöffnungsabschnitt ist, und zwei Mantellinien aufweist, welche in einem Querschnitt entlang einer zweiten virtuellen Ebene, die die Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs enthält, wobei sie θf1 = θ1 + 0,5 × P^0,6 + 17 × e^(-0,13 × θ1) als einen größten Winkel zwischen sich ausbilden.
Der virtuelle unrunde Kegel weist zwei Mantellinien auf, welche in einem Querschnitt entlang einer dritten virtuellen Ebene, die die Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs enthält und sich mit der zweiten virtuellen Ebene schneidet, liegen, wobei sie θf2 = θ2 + 0,5 × P^0,6 als einen kleinsten Winkel zwischen sich ausbilden. Zumindest zwei Düsenlöcher, welche benachbart zueinander sind, sind so ausgebildet, dass der virtuelle unrunde Kegel sich nicht mit dem virtuellen unrunden Kegel überlagert.
Ähnlich zum ersten Aspekt kann ebenso im zweiten Aspekt verhindert werden, dass eine erhöhte Sprühstrahldurchdringung das Innere des Zylinders benetzt und die Sprühstrahlcharakteristiken verschlechtert sind.
Figurenliste
Die vorherigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden durch die folgende genaue Beschreibung, die unter Bezugnahme der beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, klarer. Es zeigt:

1 eine Querschnittsansicht, die ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht;
2 ein Diagramm, das ein Zustand veranschaulicht, in welchem das Kraftstoffeinspritzventil gemäß der ersten Ausführungsform für einen Verbrennungsmotor verwendet wird;
3 ein Diagramm, das 2 veranschaulicht, wenn diese von einer Richtung entlang eines Pfeils III aus betrachtet wird;
4 ein Diagramm, das 1 veranschaulicht, wenn diese von einer Richtung entlang eines Pfeils IV aus betrachtet wird;
5 eine Querschnittsansicht, die ein rundes Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform enthält;
6 ein schematisches Diagramm, das das runde Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
7 ein schematisches Diagramm, das ein unrundes Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
8 ein schematisches Diagramm, das ein rundes Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
9 ein Diagramm, das ein unrundes Düsenloch während einer Kraftstoffeinspritzung vom Kraftstoffeinspritzventil gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
10 eine Querschnittsansicht, die das unrunde Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform enthält;
11 eine Querschnittsansicht, die das unrunde Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform enthält;
12 ein Diagramm, das einen virtuellen unrunden Kegel des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
13 ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einem „Düsenlochöffnungswinkel“ und einem „Kraftstoffsprühstrahlöffnungswinkel, der sich infolge von Formen des unrunden Düsenlochs erhöht“ bei dem unrunden Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
14 ein Diagramm, das veranschaulicht, wie eine Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventil gemäß der ersten Ausführungsform definiert wird;
15 ein Diagramm, das veranschaulicht, wie eine Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform definiert wird;
16 ein Diagramm, das veranschaulicht, wie eine Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform definiert wird;
17 ein Diagramm, das veranschaulicht, wie eine Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform definiert wird;
18 ein Diagramm, das veranschaulicht, wie eine Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform definiert wird;
19 ein Diagramm, das veranschaulicht, wie eine Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform definiert wird;
20 ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einem „Düsenlochöffnungswinkel“ und einem „Sprühstrahlöffnungswinkel“ des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
21 ein Diagramm, das das unrunde Düsenloch am Ende einer Kraftstoffeinspritzung vom Kraftstoffeinspritzventil gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
22 eine Querschnittsansicht, die das unrunde Düsenloch am Ende der Kraftstoffeinspritzung vom Kraftstoffeinspritzventil gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
23 ein schematisches Diagramm, das ein unrundes Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
24 ein schematisches Diagramm, das ein unrundes Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
25 ein Diagramm, das veranschaulicht, wie eine Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der zweiten Ausführungsform definiert wird;
26 ein Diagramm, das veranschaulicht, wie eine Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der zweiten Ausführungsform definiert wird;
27 ein Diagramm, das veranschaulicht, wie eine Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der zweiten Ausführungsform definiert wird;
28 ein Diagramm, das veranschaulicht, wie eine Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der zweiten Ausführungsform definiert wird;
29 ein Diagramm, das veranschaulicht, wie eine Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der zweiten Ausführungsform definiert wird;
30 ein Diagramm, das veranschaulicht, wie eine Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der zweiten Ausführungsform definiert wird;
31 ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einem „Düsenlochöffnungswinkel“ und einem „Sprühstrahlöffnungswinkel“ des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
32 ein Diagramm, das einen Düsenbodenabschnitt und ein Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht;
33 ein Diagramm, das ein unrundes Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht;
34 ein Diagramm, das ein unrundes Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer fünften Ausführungsform veranschaulicht;
35 ein Diagramm, das ein unrundes Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer sechsten Ausführungsform veranschaulicht;
36 ein Diagramm, das ein unrundes Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer siebten Ausführungsform veranschaulicht;
37 ein Diagramm, das ein unrundes Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer achten Ausführungsform veranschaulicht;
38 ein Diagramm, das einen Düsenbodenabschnitt und ein Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer neunten Ausführungsform veranschaulicht;
39 eine Querschnittsansicht, die das unrunde Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer zehnten Ausführungsform enthält;
40 ein Diagramm, das 39 veranschaulicht, wenn diese von einer Richtung entlang eines Pfeils XL aus betrachtet wird;
41 eine Querschnittsansicht, die ein unrundes Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer elften Ausführungsform veranschaulicht;
42 ein Diagramm, das einen Düsenbodenabschnitt und ein Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer zwölften Ausführungsform veranschaulicht;
43 ein Diagramm, das einen Düsenbodenabschnitt und ein Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer dreizehnten Ausführungsform veranschaulicht; und
44 ein Diagramm, das einen Düsenbodenabschnitt und ein Düsenloch des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer vierzehnten Ausführungsform veranschaulicht.

Beschreibung der Ausführungsformen
Die Ausführungsformen des Kraftstoffeinspritzventils werden basierend auf den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Bei den Ausführungsformen werden die im Wesentlichen gleichen Konfigurationsteile durch die gleichen Bezugszeichen angegeben und auf eine genaue Beschreibung wird der Einfachheit halber verzichtet. Bei den Ausführungsformen sehen die im Wesentlichen gleichen Konfigurationsteile die gleichen oder ähnlichen funktionalen Effekte vor.
Erste Ausführungsform
1 veranschaulicht das Kraftstoffeinspritzventil gemäß der ersten Ausführungsform. Ein Kraftstoffeinspritzventil 1 wird beispielsweise für einen Benzinmotor (im Folgenden vereinfacht als „Motor“) 80 als ein Verbrennungsmotor verwendet. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 spritzt Benzin als Kraftstoff ein und führt es zum Motor 80 zu (siehe 2).
Wie in 2 veranschaulicht, enthält der Motor 80 beispielsweise einen zylindrischen Zylinderblock 81, einen Kolben 82, einen Zylinderkopf 90, ein Ansaugventil 95 und ein Abgasventil 96. Der Kolben 82 ist im Zylinderblock 81 so vorgesehen, dass er sich hin und her bewegen kann. Der Zylinderkopf 90 ist vorgesehen, um ein offenes Ende des Zylinderblocks 81 zu schließen. Eine Brennkammer 83 ist inmitten einer inneren Wand des Zylinderblocks 81, einer Wandoberfläche des Zylinderkopf 90 und des Kolbens 82 ausgebildet. Das Volumen der Brennkammer 83 erhöht sich oder verringert sich proportional, wenn sich der Kolben 82 hin und her bewegt.
Der Zylinderkopf 90 enthält einen Ansaugkrümmer 91 und ein Abgaskrümmer 93. Ein Ansaugluftdurchlass 92 ist im Ansaugkrümmer 91 ausgebildet. Ein Ende des Ansaugluftdurchlasses 92 ist zur Atmosphäre offen und das andere Ende ist mit der Brennkammer 83 verbunden. Der Ansaugluftdurchlass 92 führt die Luft (im Folgenden als eine „Ansaugluft“ bezeichnet), die aus der Atmosphäre eingeleitet wird, zur Brennkammer 83.
Ein Abgasdurchlass 94 ist in dem Abgaskrümmer 93 ausgebildet. Ein Ende des Abgasdurchlasses 94 ist mit der Brennkammer 83 verbunden und das andere Ende ist zur Atmosphäre offen. Der Abgasdurchlass 94 führt die Luft (im Folgenden als ein „Abgas“ bezeichnet), dass das Verbrennungsgas, das in der Brennkammer 83 erzeugt wird, enthält, zur Atmosphäre.
Das Ansaugventil 95 ist für den Zylinderkopf 90 so vorgesehen, dass es auf Basis der Rotation eines Nockens einer angetriebenen Welle, die sich in Verbindung mit einer Antriebswelle (nicht gezeigt) dreht, hin und her bewegt. Das Ansaugventil 95 bewegt sich so hin und her, dass es zwischen der Brennkammer 83 und dem Ansaugdurchlass 92 öffnet und schließt. Das Abgasventil 96 ist für den Zylinderkopf 90 so vorgesehen, dass es sich basierend auf der Rotation des Nockens hin und her bewegt. Das Abgasventil 96 bewegt sich so hin und her, dass es zwischen der Brennkammer 83 und dem Abgasdurchlass 94 öffnet und schließt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Kraftstoffeinspritzventil 1 an dem Zylinderblock 81 in Richtung des Einlassdurchlasses 92 des Ansaugkrümmers 91 montiert. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist so vorgesehen, sodass seine Mittellinie gegen eine Mittellinie der Brennkammer 83 geneigt oder verdreht ist. Die Mittellinie der Brennkammer 83 entspricht der Achse der Brennkammer 83 und fällt mit der Achse des Zylinderblocks 81 zusammen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Kraftstoffeinspritzventil 1 an der Seite der Brennkammer 83 vorgesehen. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist aus praktischem Nutzen nämlich seitlich am Motor 80 angebracht.
Eine Zündkerze 97 ist als eine Zündvorrichtung zwischen dem Ansaugventil 95 und dem Abgasventil 96 des Zylinderkopfs 90 vorgesehen, nämlich an einer Position, die der Mitte der Brennkammer 83 entspricht. Die Zündkerze 97 ist an einer Position vorgesehen, bei welcher das direkte Anhaften des Kraftstoffs, der vom Kraftstoffeinspritzventil 1 eingespritzt wird, vermieden werden kann, und bei welcher das Luft-Kraftstoff-Gemisch (entflammbare Luft), das ein Gemisch aus Kraftstoff und Ansaugluft ist, entzündet werden kann. Der Motor 80 ist als ein Benzinmotor vom Direkteinspritzungstyp vorgesehen.
Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist so vorgesehen, dass mehrere Düsenlöcher 13 radial außerhalb der Brennkammer 83 in der radialen Richtung exponiert sind. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 wird mit dem Kraftstoff, der durch eine Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) im Druck erhöht wird, der mit einem Kraftstoffeinspritzdruck vergleichbar ist, versorgt. Ein konischer Kraftstoffsprühstrahl Fo wird von den mehreren Einspritzlöchern 13 des Kraftstoffeinspritzventils 1 in die Brennkammer 83 eingespritzt.
Wie in 3 veranschaulicht, ist der Motor 80 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit zwei Ansaugventilen 95 und zwei Abgasventilen 96 vorgesehen. Die zwei Ansaugventile 95 sind an den zwei abgezweigten Enden des Ansaugkrümmers 91 in Richtung des Zylinderblocks 81 vorgesehen. Die zwei Abgasventile 96 sind in den zwei abgezweigten Enden des Abgaskrümmers 93 in Richtung des Zylinderblocks 81 vorgesehen. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist so für den Ansaugkrümmer 91 vorgesehen, dass die Mittellinie mit einer virtuellen Ebene VP100 zusammenfällt, die zwischen den zwei Ansaugventilen 95 und zwischen den zwei Abgasventilen 96 hindurch läuft, wobei die Achse des Zylinderblock 81 enthalten ist.
Die nachstehende Beschreibung erläutert eine Basiskonfiguration des Kraftstoffeinspritzventils 1 basierend auf 1.
Das Kraftstoffeinspritzventil 1 enthält beispielsweise eine Düse 10, ein Gehäuse 20, eine Nadel 30, einen beweglichen Kern 40, einen festen Kern 51, eine Feder 52 als ein druck-beaufschlagendes Element an dem Ventilsitz, eine Feder 53 als ein druck-beaufschlagendes Element an einem festen Kern, und eine Spule 55 als eine Antriebseinheit.
Die Düse 10 ist aus einem Metall hergestellt wie etwa aus martensitischem Edelstahl. Die Düse 10 ist gehärtet, um eine vorbestimmte Härte zu erfüllen. Wie in den 1, 4 und 5 veranschaulicht, enthält die Düse 10 beispielsweise einen Düsenzylinderabschnitt 11, ein Düsenbodenabschnitt 12, ein Düsenloch 13 und einen Ventilsitz 14.
Der Düsenzylinderabschnitt 11 ist in einer näherungsweise zylindrischen Form ausgebildet. Der Düsenbodenabschnitt 12 schließt ein Ende des Düsenzylinderabschnitts 11. Das Düsenloch 13 ist ausgebildet, um die Oberfläche oder die innere Wand des Düsenbodenabschnitts 12 auf der Seite des Düsenzylinderabschnitts 11 mit einer Oberfläche 122, die entgegengesetzt zum Düsenzylinderabschnitt 11 ist, zu verbinden (siehe 5). Mehrere Düsenlöcher 13 sind in dem Düsenbodenabschnitt 12 ausgebildet. Die vorliegende Ausführungsform bildet sechs Düsenlöcher 13 aus (siehe 4). Der Ventilsitz 14 ist ringförmig um das Düsenloch 13 an der Oberfläche des Düsenbodenabschnitts 12 auf der Seite des Düsenzylinderabschnitts 11 ausgebildet. Das Düsenloch 13 wird später im Detail beschrieben.
Das Gehäuse 20 enthält beispielsweise ein erstes zylindrisches Element 21, ein zweites zylindrisches Element 22, ein drittes zylindrisches Element 23 und einen Einlassabschnitt 24.
Das erste zylindrische Element 21, das zweite zylindrische Element 22 und das dritte zylindrische Element 23 sind alle in einer näherungsweise zylindrischen Form ausgebildet. Das erste zylindrische Element 21, das zweite zylindrische Element 22 und das dritte zylindrische Element 23 sind koaxial angeordnet und gegenseitig in der Reihenfolge erstes zylindrisches Element 21, zweites zylindrisches Element 22 und drittes zylindrisches Element 23 miteinander verbunden.
Das erste zylindrische Element 21 und das dritte zylindrische Element 23 sind aus einem magnetischen Material, wie etwa aus ferritischem Edelstahl, hergestellt und sind magnetisch stabilisiert. Das zweite zylindrische Element 22 ist aus einem nicht magnetischen Material, wie etwa aus austenitischem Edelstahl, hergestellt. Das zweite zylindrische Element 22 fungiert als ein Anpassungsabschnitt für einen magnetischen Fluss.
Das erste zylindrische Element 21 ist so vorgesehen, dass die innere Wand an dem Ende entgegengesetzt zum zweiten zylindrischen Element 22 in die äußere Wand des Düsenzylinderabschnitts 11 der Düse 10 passt. Der Einlassabschnitt 24 ist aus einem magnetischen Material, wie etwa aus ferritischem Edelstahl, hergestellt und ist in einer zylindrischen Form ausgebildet. Der Einlassabschnitt 24 ist so vorgesehen, dass ein Ende mit dem Endabschnitt des dritten zylindrischen Elements 23, das entgegengesetzt zum zweiten zylindrischen Element 22 ist, verbunden ist.
Ein Kraftstoffdurchlass 100 ist im Inneren des Gehäuses 20 ausgebildet. Der Kraftstoffdurchlass 100 ist mit dem Düsenloch 13 verbunden. Der Kraftstoffdurchlass 100 ist nämlich im Inneren des Düsenzylinderabschnitts 11 der Düse 10 ausgebildet. Ein Rohr (nicht gezeigt) ist mit dem Einlassabschnitt 24, der entgegengesetzt zum dritten zylinderzylindrischen Element 23 ist, verbunden. Der Kraftstoff aus einer Kraftstoffzuführungsquelle (Kraftstoffpumpe) strömt in den Kraftstoffdurchlass 100 über das Rohr. Der Kraftstoffdurchlass 100 führt den Kraftstoff zum Düsenloch 13.
Ein Filter 25 ist im Inneren des Einlassabschnitts 24 vorgesehen. Der Filter 25 fängt Fremdpartikel im Kraftstoff, der in den Kraftstoffdurchlass 100 strömt, auf. Der maximale Durchmesser eines Partikels, das durch den Filter 25 hindurch tritt, kann kleiner sein als der Spalt in der Ventilaxialrichtung zwischen einem Nadelkörper 301 und einer Saugwandoberfläche 150, wenn das Ventil geschlossen ist.
Die Nadel 30 ist aus einem Metall, wie etwa aus martensitischem Edelstahl, hergestellt und ist in einer Stabform ausgebildet. Die Nadel 30 ist gehärtet, um eine vorbestimmte Härte zu erfüllen.
Die Nadel 30 ist im Gehäuse 20 enthalten, um sich im Kraftstoffdurchlass 100 in der Axialrichtung des Gehäuses 20 hin und her zu bewegen. Die Nadel 30 enthält beispielsweise einen Nadelkörper 301, einen Sitzabschnitt 31, einen Abschnitt mit großem Durchmesser 32 und einen Flanschabschnitt 34.
Der Nadelkörper 301 ist in einer Stabform ausgebildet. Der Sitzabschnitt 31 ist an dem Ende des Nadelkörpers 301 in Richtung der Düse 10 ausgebildet und kann den Ventilsitz 14 kontaktieren.
Der Abschnitt mit großem Durchmesser 32 ist in der Nähe des Sitzabschnitts 31 an dem Ende des Nadelkörpers 301 in Richtung des Ventilsitzes 14 ausgebildet. Der Abschnitt mit großem Durchmesser 32 ist konfiguriert, sodass der äußere Durchmesser an dem Ende in Richtung des Ventilsitzes 14 größer als der äußere Durchmesser des Nadelkörpers 301 ist. Der Abschnitt mit großem Durchmesser 32 ist ausgebildet, sodass die äußere Wand an der inneren Wand des Düsenzylinderabschnitts 11 der Düse 10 gleitet. Daher wird die Nadel 30 geführt, um sich in der axialen Richtung an dem Ende in Richtung des Ventilsitzes 14 hin und her zu bewegen. Der Abschnitt mit großem Durchmesser 32 ist mit einem eingekerbten Abschnitt 33 ausgebildet, sodass die äußere Wand an mehreren Stellen in der Umfangsrichtung eingekerbt ist. Daher kann der Kraftstoff zwischen dem eingekerbten Abschnitt 33 und der inneren Wand des Düsenzylinderabschnitts 11 strömen.
Der Flanschabschnitt 34 ist in einer näherungsweise zylindrischen Form ausgebildet, um sich radial nach außen von dem Ende, das entgegengesetzt zum Sitzabschnitt 31 des Nadelkörpers 301 ist, zu erstrecken.
Der Nadelkörper 301 ist mit einem axialen Lochabschnitt 35 und einem radialen Lochabschnitt 36 ausgebildet. Der axiale Lochabstand 35 ist ausgebildet, um sich in der axialen Richtung von der Endfläche des Nadelkörpers 301, die entgegengesetzt zum Sitzabschnitt 31 ist, zu erstrecken. Der radiale Lochabschnitt 36 ist ausgebildet, um sich in der radialen Richtung des Nadelkörpers 301 zu erstrecken und den axialen Lochabschnitt 35 mit der äußeren Wand des Nadelkörpers 301 zu verbinden. Der Kraftstoff der hinsichtlich der Nadel 30 entgegengesetzt zur Düse 10 ist, kann über den axialen Lochabschnitt 35 und den radialen Lochabschnitt 36 zwischen der äußeren Wand des Nadelkörpers 301 und der inneren Wand des ersten zylindrischen Elements 31 strömen.
Die Nadel 30 ermöglicht dem Sitzabschnitt 31, sich von dem Ventilsitz 14 zu trennen (nicht aufgesetzt) oder den Ventilsitz 14 zu kontaktieren (aufgesetzt), wobei dabei das Düsenloch 13 geöffnet und geschlossen wird. Wenn geeignet, wird die Richtung, um die Nadel 30 vom Ventilsitz 14 zu trennen als eine Ventilöffnungsrichtung bezeichnet. Die Richtung, um die Nadel 30 mit dem Ventilsitz 14 zu kontaktieren, wird als eine Ventilschließrichtung bezeichnet.
Der bewegliche Kern 40 ist aus einem magnetischen Material, wie etwa aus ferritischem Edelstahl, hergestellt und ist in einer zylindrischen Form ausgebildet. Der bewegliche Kern 14 ist magnetisch stabilisiert. Der bewegliche Kern 40 ist im Inneren des ersten zylindrischen Elements 21 und des zweiten zylindrischen Elements 22 des Gehäuses 20 vorgesehen.
Der bewegliche Kern 40 ist in einer näherungsweise säulenartigen Form ausgebildet. Der bewegliche Kern 40 ist mit einem konkaven Abschnitt 41, einem Wellenloch 42 und einem Durchgangslochs 43 ausgebildet.
Der konkave Abschnitt 41 ist ausgebildet, um von der Mitte der Endfläche des beweglichen Kerns 40 in Richtung der Düse 10 zu der Seite hin, die entgegengesetzt zur Düse 10 ist, konkav zu sein. Das Wellenloch 42 ist ausgebildet, um entlang der Achse des beweglichen Kerns 40 hindurch zu treten und die Endfläche des beweglichen Kerns 40, die entgegengesetzt zur Düse 10 ist, mit der Unterseite des konkaven Abschnitts 41 zu verbinden. Das Durchgangsloch 43 ist ausgebildet, um die Endfläche des beweglichen Kerns 40 in Richtung der Düse 10 mit der Endfläche des beweglichen Kerns 40, die entgegengesetzt zur Düse 10 ist, zu verbinden. Mehrere Durchgangslöcher 43 sind gleichmäßig in der Umfangsrichtung des beweglichen Kerns 40 radial außerhalb des konkaven Abschnitts 41 beabstandet.
Der bewegliche Kern 40 ist im Inneren des Gehäuses 20 gemeinsam mit dem Nadelkörper 301, der in das Wellenloch 42 eingesetzt ist, vorgesehen. Der bewegliche Kern 40 ist nämlich radial außerhalb des Nadelkörpers 301 vorgesehen. Der bewegliche Kern 40 ist relativ zum Nadelkörper 301 axial bewegbar. Die innere Wand, die das Wellenloch 42 des beweglichen Kerns 40 ausbildet, ist an der äußeren Wand des Nadelkörpers 301 gleitbar bzw. verschiebbar.
Entgegengesetzt zur Düse 10 kann die Endfläche des beweglichen Kerns 40 um das Wellenloch 42 herum die Endfläche des Flanschabschnitts 34 in Richtung der Düse 10 kontaktieren oder sich davon trennen.
Der feste Kern 51 ist aus einem magnetischen Material, wie etwa aus ferritischem Edelstahl, hergestellt und ist in einer näherungsweise zylindrischen Form ausgebildet. Der feste Kern 51 ist magnetisch stabilisiert. Der feste Kern 51 ist für den beweglichen Kern 40 entgegengesetzt zur Düse 10 vorgesehen. Der feste Kern 51 ist im Inneren des Gehäuses 20 vorgesehen, sodass die äußere Wand die inneren Wände des zweiten zylindrischen Elements 22 und des dritten zylindrischen Elements 23 verbindet. Die Endfläche des festen Kerns 51 in Richtung der Düse 10 kann die Endfläche des beweglichen Kerns 40 in Richtung des festen Kerns 51 kontaktieren.
Ein zylindrisches Anpassungsrohr 54 ist im Inneren des festen Kerns 51 pressgepasst. Die Feder 52 ist beispielsweise als eine Spulenfeder vorhanden und ist zwischen dem Anpassungsrohr 54 im Inneren des festen Kerns 51 und der Nadel 30 vorgesehen. Ein Ende der Feder 52 kontaktiert das Anpassungsrohr 54. Das andere Ende der Feder 52 ist mit den Endflächen des Nadelkörpers 301 und des Flanschabschnitts 34 entgegengesetzt zur Düse 10 in Kontakt. Die Feder 52 kann den beweglichen Kern 40 gemeinsam mit der Nadel 30 in Richtung der Düse 10, nämlich in der Ventilschließrichtung, drücken. Eine Druck beaufschlagende Kraft der Feder 52 wird gemäß der Position des Anpassungsrohrs 54 gegenüber dem festen Kern 51 angepasst.
Die Spule 55 ist in einer näherungsweise zylindrischen Form ausgebildet und ist vorgesehen, um hauptsächlich das zweite zylindrische Element 22 und das dritte zylindrische Element 23 des Gehäuses 20 radial außen zu umgeben. Ein zylindrischer Halter 26 ist radial außerhalb der Spule 55 vorgesehen, um die Spule 55 abzudecken. Der Halter 26 ist aus einem magnetischen Material, wie etwa aus ferritischem Edelstahl, hergestellt. Der Halter 26 ermöglicht der inneren Wand an einem Ende, sich mit der äußeren Wand des ersten zylindrischen Elements 21 zu verbinden, und ermöglicht der inneren Wand an dem anderen Ende, magnetisch mit der äußeren Wand des dritten zylindrischen Elements 23 verbunden zu sein.
Die Spule 55 erzeugt eine magnetische Kraft, wenn elektrische Leistung zugeführt wird (erregt). Wenn die Spule 55 eine magnetische Kraft erzeugt, wird ein magnetischer Kreis entlang des beweglichen Kerns 40, des ersten zylindrischen Elements 21, des Halters 26, des dritten zylindrischen Elements 23 und des festen Kerns 51 ausgebildet, wobei das zweite zylindrische Element 22 als der Anpassungsabschnitt für den magnetischen Fluss ausgenommen ist. Eine magnetische Anziehungskraft wird zwischen dem festen Kern 51 und dem beweglichen Kern 40 erzeugt. Der feste Kern 51 zieht den beweglichen Kern 40 gemeinsam mit der Nadel 30 an. Die Nadel 30 bewegt sich in der Ventilöffnungsrichtung. Der Sitzabschnitt 31 trennt sich vom Ventilsitz 14, um das Ventil zu öffnen. Das Düsenloch 13 wird geöffnet, um Kraftstoff über das Düsenloch 13 einzuspritzen. Wenn sie erregt ist, kann die Spule 55 den beweglichen Kern 40 in Richtung des festen Kerns 51 anziehen und die Nadel 30 entgegengesetzt zum Ventilsitz 14, nämlich in der Ventilöffnungsrichtung, bewegen.
Wenn die magnetische Anziehungskraft den beweglichen Kern 14 in Richtung des festen Kerns 51 anzieht (Ventilöffnungsrichtung), bewegt sich der Flanschabschnitt 34 der Nadel 30 axial im Inneren des festen Kerns 51. Daher führt bzw. bildet der feste Kern 51 eine Führung für das axiale Hin- und Herbewegen der Nadel 30 an dem Ende in Richtung des Flanschabschnitts 34.
Wenn die magnetische Anziehungskraft dem beweglichen Kern 40 in Richtung des festen Kerns 51 anzieht (Ventilöffnungsrichtung), stößt die Endfläche des beweglichen Kerns 40 in Richtung des festen Kerns 51 mit der Endfläche des festen Kerns 51 in Richtung des beweglichen Kerns 40 zusammen. Anschließend wird verhindert, dass sich der bewegliche Kern 40 weiter in Ventilöffnungsrichtung bewegt.
Wenn die Leistungszuführung zur Spule 55 beendet wird, während der bewegliche Kern 40 in Richtung des festen Kerns 51 angezogen wird, werden die Nadel 30 und der bewegliche Kern 40 in Richtung des Ventilsitzes 14 infolge einer Druck beaufschlagenden Kraft der Feder 52 gedrückt. Die Nadel 30 bewegt sich in Ventilschließrichtung. Der Sitzabschnitt 31 kontaktiert den Ventilsitz 14, um das Ventil zu schließen. Anschließend ist das Düsenloch 13 geschlossen.
Die Feder 53 ist beispielsweise als eine Spulenfeder vorgesehen, sodass ein Ende mit der Unterseite des konkaven Abschnitts 41 des beweglichen Kerns 40 in Kontakt ist, und das andere Ende mit einer gestuften Oberfläche der inneren Wand des ersten zylindrischen Elements 21 des Gehäuses 20 in Kontakt ist. Die Feder 53 kann den beweglichen Kern 40 in Richtung des festen Kerns 51, nämlich in der Ventilöffnungsrichtung, drücken. Die Feder 53 erzeugt eine Druck beaufschlagende Kraft, die kleiner als die der Feder 52 ist. Wenn die Spule 55 nicht erregt ist, drückt die Feder 52 den Sitzabschnitt 31 der Nadel 30 gegen den Ventilsitz 14. Die Feder 53 drückt den beweglichen Kern 40 gegen den Flanschabschnitt 34.
Wie in 1 veranschaulicht, ist ein Gussabschnitt 56, der aus Harz hergestellt ist, radial außerhalb des dritten zylindrischen Elements 23 vorgesehen. Ein Verbindungsabschnitt 57 ist ausgebildet, um radial nach außen von dem Gussabschnitt 56 vorzustehen. Ein Anschluss 571 zum Zuführen von elektrischer Leistung an die Spule 55 ist im Verbindungsabschnitt 57 eingegossen.
Der Kraftstoff, der von dem Einlassabschnitt 24 einströmt, durchläuft den Filter 25, das Innere zwischen dem festen Kern 51 und dem Anpassungsdruck 54, den axialen Lochabschnitt 35, den radialen Lochabschnitt 36, läuft zwischen der Nadel 30 und der inneren Wand des Gehäuses 20, zwischen der Nadel 30 und der inneren Wand des Düsenzylinderabschnitts 11, nämlich durch den Kraftstoffdurchlass 100, hindurch und wird zum Düsenloch 13 geführt. Wenn das Kraftstoffeinspritzventil 1 betrieben wird, wird die Umgebung des beweglichen Kerns 40 und der Nadel 30 mit Kraftstoff angefüllt. 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 sich der bewegliche Kern 40 und die Nadel 30 gleichmäßig in der axialen Richtung im Inneren des Gehäuses 20 hin und her bewegen.
Die vorliegende Ausführungsform geht beispielsweise von einem Kraftstoffdruck von näherungsweise 20 MPa im Inneren des Kraftstoffdurchlasses 100 aus, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 1 betrieben wird.
Die nachstehende Beschreibung erläutert das Düsenloch 13 gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Detail. Die Nadel 30 ist in 5 ausgespart.
Wie in 5 veranschaulicht, enthält die Düse 10 eine Saugwandoberfläche 150, einen Einlassöffnungsabschnitt 131, einen Auslassöffnungsabschnitt 132, eine Düsenlochinnenwand 133, das Düsenloch 13 und den Ventilsitz 14.
Die Saugwandoberfläche 150 ist von der Mitte einer Fläche 121 auf der Seite des Düsenzylinderabschnitts 11 des Düsenbodenabschnitt 12 zur Seite hin, die entgegengesetzt zum Düsenzylinderabschnitt 11 ist, konkav, wobei eine Saugkammer 15 im Inneren ausgebildet wird. Die Saugkammer 15 ist zwischen der Saugwandoberfläche 150 und dem Sitzabschnitt 31 der Nadel 30 ausgebildet.
Der Ventilsitz 14 ist ringförmig um die Saugwandoberfläche 150 der Fläche 121 ausgebildet. Der Ventilsitz 14 ist von dem Düsenzylinderabschnitt 11 in Richtung der Saugwandoberfläche 150 verjüngt, um sich der Achse Ax1 des Düsenzylinderabschnitts 11 anzunähern.
Das Düsenloch 13 verbindet die Saugwandoberfläche 150 mit der Oberfläche 122, die entgegengesetzt zum Düsenzylinderabschnitt 11 des Düsenbodenabschnitts 12 ist, und spritzt den Kraftstoff, der im Kraftstoffdurchlass 100 enthalten ist, ein. Die Saugwandoberfläche 150 und die Oberfläche 122 sind gekrümmt.
Wie in 5 veranschaulicht, enthält das Düsenloch 13 einen Einlassöffnungsabschnitt 131, einen Auslassöffnungsabschnitt 132 und eine Düsenlochinnenwand 133. Der Einlassöffnungsabschnitt 131 ist an der Saugwandoberfläche 150 des Düsenbodenabschnitts 12 auf der Seite des Düsenzylinderabschnitts 11 ausgebildet. Der Auslassöffnungsabschnitt 132 ist an der Oberfläche 122 des Düsenbodenabschnitts 12, die entgegengesetzt zum Düsenzylinderabschnitt 11 ist, ausgebildet. Die Düsenlochinnenwand 133 verbindet den Einlassöffnungsabschnitt 131 mit dem Auslassöffnungsabschnitt 132.
Der Einlassöffnungsabschnitt 131 bezeichnet mittels des Lochs (Düsenloch 13) im Düsenbodenabschnitt 12 einen geschlossenen Bereich als eine virtuelle Fläche, die entlang der Saugwandoberfläche 150 ausgebildet ist. Die Fläche dieses Bereichs wird als eine Fläche des Einlassöffnungsabschnitts 131 angenommen. Der Auslassöffnungsabschnitt 132 bezeichnet mittels des Lochs (Düsenloch 13) in dem Düsenbodenabschnitt 12 einen geschlossenen Bereich als eine virtuelle Fläche, die entlang der Oberfläche 122 des Düsenbodenabschnitts 12, die entgegengesetzt zum Düsenzylinderabschnitt 11 ist, ausgebildet ist. Die Fläche dieses Bereichs wird als eine Fläche des Auslassöffnungsabschnitts 132 angenommen. In jedem der sechs Düsenlöcher 13 ist die Fläche des Auslassöffnungsabschnitts 132 größer als die Fläche des Einlassöffnungsabschnitts 131.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die sechs Düsenlöcher 13 verjüngt, sodass die Düsenlochinnenwand 133 von der Düsenlochachse Axhl, als die Achse des Düsenlochs 13, in der Richtung von dem Einlassöffnungsabschnitt 131 zu dem Auslassöffnungsabschnitt 132 abweicht.
Wie in 5 veranschaulicht, zeigt der Querschnitt, der die Düsenlochachse Axhl enthält, den Winkel, der durch die zwei Düsenlochinnenwände 133 eines einzelnen Düsenlochs 13 ausgebildet wird. Dieser Winkel wird als ein „Düsenlochöffnungswinkel“ bezeichnet. Der Querschnitt, der die Düsenlochachse Axhl enthält, zeigt ebenso den Winkel, der durch zwei Konturen eines Kraftstoffsprühstrahls Fo, der von dem einzelnen Düsenloch 13 eingespritzt wird, ausgebildet wird. Dieser Winkel wird als ein „Kraftstoffsprühstrahlöffnungswinkel“ bezeichnet.
Wie in 4 veranschaulicht, bildet die vorliegende Ausführungsform die sechs Einlassöffnungsabschnitte 131 des Düsenlochs 13 aus, um in der Umfangsrichtung des Düsenbodenabschnitts 12 angeordnet sein. Die sechs Düsenlöcher 13 sind zur Erläuterung als Düsenlöcher 61, 62, 63, 64, 65 und 66 angegeben. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Mittelpunkte der Einlassöffnungsabschnitte 131 der Düsenlöcher 61, 62, 63, 64, 65 und 66 entlang des Teilkreises Cp1 um die Achse Ax1 gleichmäßig beabstandet. In den 2 und 3 sind Kraftstoffsprühstrahlen Fo, die von den Düsenlöcher 61, 62, 63, 64, 65 und 66 eingespritzt werden, jeweils als F61 bis F66 bezeichnet.
Die Düsenlöcher 61 und 64 sind an einer virtuellen Ebene VP101, die die Achse Ax1 des Düsenzylinderabschnitts 11 enthält, ausgebildet, sodass die Achse Ax1 des Düsenzylinderabschnitts 11 dazwischen angeordnet ist. Die virtuelle Ebene VP101 tritt nämlich durch die Düsenlöcher 61 und 64 hindurch. Die Düsenlöcher 61 und 64 sind ausgebildet, sodass die entsprechenden Düsenlochachsen Axhl in der virtuellen Ebene VP101 enthalten sind.
Die Einlassöffnungsabschnitte 131 der Düsenlöcher 62 und 66 sind in Richtung des Düsenlochs 61 basierend auf der virtuellen Ebene VP102, die die Achse Ax1 des Düsenzylinderabschnitts 11 enthält und orthogonal zur virtuellen Ebene VP101 ist, ausgebildet. Die Einlassöffnungsabschnitte 131 der Düsenlöcher 63 und 65 sind in Richtung des Düsenlochs 64 basieren auf der virtuellen Ebene VP102 ausgebildet.
Die Düsenlöcher 63 und 65 ermöglichen, dass das Verhältnis des längsten Durchmessers a1 zum kürzesten Durchmesser b2 des Auslassöffnungsabschnitts 132 größer als 1 ist. Mit Blick in Richtung der Düsenlochachse Axhl sind die Auslassöffnungsabschnitte 132 der Düsenlöcher 63 und 65 geformt, um elliptisch zu sein, nämlich unrund (siehe 4). Die Düsenlöcher 63 und 65 sind als „unrunde Düsenlöcher“ angegeben. Falls geeignet, werden die Düsenlöcher 63 und 65 als „ovale Düsenlöcher“ oder „elliptische Düsenlöcher“ angegeben. Das „ovale Düsenloch“ ist dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Auslassöffnungsabschnitts 132 kein perfekter Kreis ist und beispielsweise als ein oval, wie etwa ein Ei, eine Ellipse oder eine Bahn, ausgebildet ist. Die Ellipse ist eine ebene Kurve, bei der die Summen der Entfernungen von jedem Punkt in ihrer Peripherie von den beiden Brennpunkten konstant sind. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Form der Auslassöffnungsabschnitte 132 der Düsenlöcher 63 in 65 eine Ellipse, die zwei Brennpunkte enthält. In der nachstehenden Beschreibung wird für das „ovale Düsenloch“ angenommen, dass es das Düsenloch 13, dessen Auslassöffnungsabschnitt 132 als ein Ei, eine Ellipse oder eine Bahn geformt ist, umfasst. Für das „unrunde Düsenloch“ wird angenommen, dass es ein „ovales Düsenloch“, ein „elliptisches Düsenloch“ oder ein „Bahndüsenloch“ umfasst. Der „längste Durchmesser“ gibt die längste Breite der Form an und ist mit der Länge einer Hauptachse bezüglich der Form des Auslassöffnungsabschnitts 132 der Düsenlöcher 63 und 65 vergleichbar. Der „kürzeste Durchmesser“ gibt die kürzeste Breite der Form an und ist mit der Länge einer Nebenachse bezüglich der Form des Auslassöffnungsabschnitts 132 der Düsenlöcher 63 und 65 vergleichbar.
Die Düsenlöcher 61, 62, 64 und 66 ermöglichen, dass das Verhältnis des längsten Durchmessers a2 zum kürzesten Durchmesser b2 des Auslassöffnungsabschnitt 1 ist. Mit Blick in Richtung der Düsenlochachse Axhl sind die Auslassöffnungsabschnitt 132 der Düsenlöcher 61, 62, 64 und 66 geformt, um perfekte Kreise zu sein (siehe 4). Die Düsenlöcher 61, 62, 64 und 66 sind als „runde Düsenlöcher“ angegeben.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die vorher beschrieben wurde, sind eine oder mehr (zwei) der Düsenlöcher 13 unrunde Düsenlöcher, die ermöglichen, dass das Verhältnis des längsten Durchmessers zum kürzesten Durchmesser des Auslassöffnungsabschnitts 132 größer als 1 ist.
Wie in 6 veranschaulicht, enthalten die Düsenlöcher 61, 62, 64 und 66 als die runden Düsenlöcher den Einlassöffnungsabschnitt 131 und den Auslassöffnungsabschnitt 132, die als perfekte Kreise geformt sind. Der Einlassöffnungsabschnitt 131 und der Auslassöffnungsabschnitt 132 sind koaxial ausgebildet. Ein Winkel θ zwischen den Düsenlochinnenwänden 133 ist in der Umfangsrichtung des Auslassöffnungsabschnitts 132 gemäß dem Querschnitt entlang der ersten virtuellen Ebene VP1 als eine virtuelle Ebene, die die Düsenlochachse Axhl enthält, konstant.
Wie in 7 veranschaulicht, enthalten die Düsenlöcher 63 und 65 als die unrunden Düsenlöcher den Einlassöffnungsabschnitt 131 und den Auslassöffnungsabschnitt 132, die als Ellipsen geformt sind. Der Einlassöffnungsabschnitt 131 und der Auslassöffnungsabschnitt 132 sind koaxial ausgebildet, um die gleichen Richtungen bei den Hauptachsen und den Nebenachsen sicherzustellen. Es sei angenommen, dass θ1 den größten Winkel zwischen den Düsenlochinnenwänden 133 gemäß dem Querschnitt entlang der zweiten virtuellen Ebene VP2 als eine virtuelle Ebene, die die Düsenlochachse Axhl enthält, angibt. Es sei angenommen, dass θ2 den kleinsten Winkel zwischen den Düsenlochinnenwänden 133 gemäß dem Querschnitt entlang der dritten virtuellen Ebene VP3 als eine virtuelle Ebene, die Düsenlochachse Axhl enthält, angibt. Dann sind die zweite virtuelle Ebene VP2 und die dritte virtuelle Ebene VP3 orthogonal zueinander.
Der Auslassöffnungsabschnitt 132 weist einen langen Durchmesser, dessen Länge als a1 definiert ist, und einen kurzen Durchmesser, dessen Länge als b1 definiert ist, auf. Der Einlassöffnungsabschnitt 131 weist einen langen Durchmesser, dessen Länge als a10 definiert ist, und einen kurzen Durchmesser, dessen Länge als b10 definiert ist, auf. Dann geben die Düsenlöcher 63 und 65 als unrunde Düsenlöcher eine Elliptizität von a1/b1 = a10/b10 an. Die unrunden Düsenlöcher sind nämlich Ellipsen, die die gleiche Elliptizität für den Einlassöffnungsabschnitt 131 und den Auslassöffnungsabschnitt 132 verwenden. Der „lange Durchmesser“ gibt die längste Breite der Form an und entspricht der „Hauptachse“ in Ellipsen. Der „kurze Durchmesser“ gibt die kürzeste Breite der Form an und entspricht der „Nebenachse“ in Ellipsen.
Wie in 8 veranschaulicht, sind die Düsenlöcher 63 und 65 als unrunde Düsenlöcher ausgebildet, sodass die Richtung des kurzen Durchmessers des Auslassöffnungsabschnitts 132 der Einspritzrichtung des Kraftstoffs, der von dem unrunden Düsenloch eingespritzt wird, folgt. Wenn die Richtung des kurzen Durchmessers und die Einspritzrichtung zusammenfallen, besteht die Nebenachse auf der virtuellen Ebene, die entlang der Düsenlochachse Axh1 hindurch läuft und parallel zur Achse Ax1 ist. Der Ausdruck des Verwendens des Worts „folgen“ gilt ebenso, falls Verarbeitungsschwankungen enthalten sind. Die „Richtung des kurzen Durchmessers“ entspricht der Richtung, die dem kurzen Durchmesser, nämlich der Nebenachse des Auslassöffnungsabschnitts 132, von dem Betrachtungspunkt entlang der Achse Ax1 des Düsenzylinderabschnitts 11 aus folgt. Die „Kraftstoffeinspritzvorrichtung“ entspricht der Richtung, die der Düsenlochachse Axhl von dem Betrachtungspunkt entlang der Achse Ax1 des Düsenzylinderabschnitts 11 folgt. In den 8 und 9 entspricht die „Richtung des langen Durchmessers“ der Richtung, die dem langen Durchmesser folgt, nämlich der Hauptachse des Auslassöffnungsabschnitts 132.
Wie in 5 veranschaulicht, enthalten die mehreren Düsenlöcher 13 das runde Düsenloch, bei welchem das Verhältnis des längsten Durchmessers zum kürzesten Durchmesser des Auslassöffnungsabschnitts 132 genau 1 ist. Es sei angenommen, dass θ (Grad) den Öffnungswinkel des Kraftstoffsprühstrahls Fo, der von dem runden Düsenloch eingespritzt wird, angibt. Es sei angenommen, dass P (MPa) den Durchschnittsdruck des Kraftstoffs im Kraftstoffdurchlass 100 angibt, wenn der Kraftstoff vom runden Düsenloch eingespritzt wird.
Ein virtueller Kegel, nämlich ein virtueller runder Kegel Vc1 (siehe 5), ist wie folgt definiert. Es sei angenommen, dass der Scheitelpunkt Pv1 einen Schnittpunkt zwischen der Düsenlochachse Axhl des runden Düsenlochs und dem Auslassöffnungsabschnitt 132 angibt. Es sei angenommen, dass θf $θ f = θ + 0,5 \times P 0,6$
den Winkel angibt, der zwischen zwei Mantellinien im Querschnitt entlang der ersten virtuellen Ebene VP1, die die Düsenlochachse Axhl des Düsenlochs enthält, ausgebildet ist. Das Symbol „^“ stellt eine Potenz dar. In Gleichung 1 gibt „0,5 × P^0,6“ eine Differenz zwischen dem „Düsenlochöffnungswinkel“ (θ) und dem „Kraftstoffsprühstrahlöffnungswinkel“ (θf = θ + 0,5 × P^0,6) an. Die Differenz entspricht dem „Kraftstoffsprühstrahlöffnungswinkel, der infolge der Kraftstoffdrücke im Kraftstoffdurchlass 100 erhöht wird“. Wenn P 20 (MPa) ist, nähert sich 0,5 × P^0,6 gleich 3,0 an.
Wie in den 10 und 11 veranschaulicht, sei angenommen, dass θ1 (Grad) den maximalen Düsenlochöffnungswinkel des unrunden Düsenlochs (63) angibt. Es sei angenommen, dass θ2 (Grad) den kleinsten Düsenlochöffnungswinkel desselben angibt. Es sei angenommen, dass θf1 (Grad) den maximalen Öffnungswinkel des Kraftstoffsprühstrahls Fo, der von dem unrunden Düsenloch eingespritzt wird, angibt. Es sei angenommen, dass θf2 (Grad) den minimalen Öffnungswinkel des Kraftstoffsprühstrahls Fo, der von dem unrunden Düsenloch eingespritzt wird, angibt.
Es sei angenommen, dass der Scheitelpunkt Pv2 einen Schnittpunkt zwischen der Düsenlochachse Axhl des unrunden Düsenlochs und dem Auslassöffnungsabschnitt 132 angibt. Es sei angenommen, dass θf1 $θ f1 = θ1 + 0,5 \times P 0,6 + 17 \times e (- 0,13 \times θ1)$
den größten Winkel zwischen zwei Mantellinien im Querschnitt entlang der zweiten virtuellen Ebene VP2, die die Düsenlochachse Axhl des unrunden Düsenlochs enthält, angibt (siehe 10). In Gleichung 2 gibt „17 × e^(-0,13 × θ1)“ eine Differenz zwischen der Summe des „Düsenlochöffnungswinkels“ (θ1) und des „Kraftstoffsprühstrahlöffnungswinkels, der sich infolge der Kraftstoffdrücke im Kraftstoffdurchlass 100 erhöht“ (0,5 × P^0,6) und dem „Kraftstoffsprühstrahlöffnungswinkel“ (θf1 = θ1 + 0,5 × P^0,6 + 17 × e^(-0,13 × θ1)) an. Die Differenz entspricht dem „Kraftstoffsprühstrahlöffnungswinkel, der sich infolge der Formen des unrunden Düsenlochs erhöht“.
Ein virtueller unrunder Kegel Vc2 ist als ein virtueller Kegel definiert, der θf2 $θ f2 = θ2 + 0,5 \times P 0,6$
als den kleinsten Winkel zwischen zwei Mantellinien im Querschnitt entlang der dritten virtuellen Ebene VP2, die die Düsenlochachse Axhl des unrunden Düsenlochs enthält und sich mit der zweiten virtuellen Ebene VP2 schneidet, enthält (siehe die 10, 11 und 12). Dann sind zumindest zwei benachbarte von den sechs Düsenlöchern 13 so ausgebildet, dass sich der virtuelle runde Kegel Vc1 oder der virtuelle unrunde Kegel Vc2 nicht mit dem virtuellen runden Kegel Vc1 oder dem virtuellen unrunden Kegel Vc2 überlagern. In Gleichung 3 ist „0,5 × P^0,6“ eine Differenz zwischen dem „Düsenlochöffnungswinkel“ (θ2) und dem „Kraftstoffsprühstrahlöffnungswinkel“ (θf2 = θ2 + 0,5 × P^0,6). Die Differenz entspricht dem „Kraftstoffsprühstrahlöffnungswinkel, der sich infolge der Kraftstofftücke im Kraftstoffdurchlass 100 erhöht“.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind alle sechs Düsenlöcher 13 ausgebildet, sodass sich der virtuelle runde Kegel Vc1 oder der virtuelle unrunde Kegel Vc2 nicht mit dem virtuellen runden Kegel Vc1 oder dem virtuellen unrunden Kegel Vc2 überlagern.
13 veranschaulicht ein Analyseergebnis, das den Zusammenhang zwischen dem „Düsenlochöffnungswinkel“ (θ1) und dem „Kraftstoffsprühstrahlöffnungswinkel, der sich infolge der Formen des unrunden Düsenlochs erhöht“ zeigt (unrundes Düsenloch + α Sprühstrahlöffnungswinkel), während der „Düsenlochöffnungswinkel“ (θ1) verändert wird. Wie in 13 veranschaulicht, verringert eine Erhöhung im „Düsenlochöffnungswinkel“ (θ1) den „Kraftstoffsprühstrahlöffnungswinkel, der sich infolge der Formen des unrunden Düsenlochs erhöht“. Die Näherungskurve LCs1 zeigt den Zusammenhang zwischen dem „Düsenlochöffnungswinkel“ (θ1) und dem „Kraftstoffsprühstrahlöffnungswinkel, der sich infolge der Formen des unrunden Düsenlochs erhöht“ (unrundes Düsenloch + α Sprühstrahlöffnungswinkel). Die Näherungskurve LCs1 entspricht „17 × e^(-0,13 × θ1)“ in vorheriger Gleichung 2.
Die nachstehende Beschreibung erläutert, wie die Düsenlochachse Axhl des „elliptischen Düsenlochs“ definiert wird.
Schritt 1
Wie in den 14 und 15 veranschaulicht, wird das Düsenloch 13 an zwei geeigneten parallelen Ebenen P101 und P102 geschnitten.
Schritt 2
Wie in 16 veranschaulicht, seien zwei Linien L1 und L2, die die größte Breite der Querschnitte SD1 und SD2, die im Düsenloch 13, das in Schritt 1 geschnitten wird, enthalten sind, durchlaufen, angenommen. Es seien Schnittpunkte Pe11, Pe12, Pe21 und Pe22 von den Linien L1 und L2, die sich mit der äußeren Kante der Querschnitte SD1 und SD2 schneiden, angenommen.
Schritt 3
Wie in 17 veranschaulicht, sei eine Linie L3 durch Verlängern eines Liniensegments, das die Schnittpunkte Pe21 und Pe11, die in Schritt 2 definiert wurden, verbindet, angenommen. Es sei eine Linie L4 durch Verlängern eines Liniensegments, das die Schnittpunkte Pe22 und Pe12 verbindet, angenommen. Es wird ein Schnittpunkt Pv101 des virtuellen Kegels Vc101 als ein Schnittpunkt zwischen den Linien L3 und L4 definiert.
Wie in 18 veranschaulicht, wird eine Kugel B101 um den Schnittpunkt Pv101, der in Schritt 3 definiert wird, erzeugt. Es sei eine Ebene VPx101 als eine Ebene angenommen, die innerhalb des Linienschnittpunkts 101 zwischen der Kugel B101 und dem virtuellen Kegel Vc101 (Düsenlochinnenwand 133) ausgebildet ist. Es wird ein Punkt Pt101 innerhalb der virtuellen Ebene VPx101 (siehe 19) gefunden, der die Linie L101, die die größte Breite der virtuellen Ebene VPx101 durchläuft, halbiert. Dann entspricht die Linie, die den Punkt Pt101 und der Scheitelpunkt Pv101 verbindet, der Düsenlochachse Axhl.
Wie in 20 veranschaulicht, wird der Sprühstrahlöffnungswinkel des Kraftstoffs, der von dem runden Düsenloch eingespritzt wird, durch Addieren des „Düsenlochöffnungswinkels“ und „0,5 × P^0,6“, das dem „Kraftstoffsprühstrahlöffnungswinkel, der sich infolge der Kraftstoffdruck im Kraftstoffdurchlass 100 erhöht“ entspricht, gefunden. An dem langen Durchmesser wird der Sprühstrahlöffnungswinkel des Kraftstoffs, der von dem unrunden Düsenloch eingespritzt wird, durch Addieren des „Düsenlochöffnungswinkels“, „0,5 × P^0,6“ und „17 × e^(-0,13 × θ1)“, das dem „Kraftstoffsprühstrahlöffnungswinkel, der sich infolge der Formen des unrunden Düsenlochs erhöht“ entspricht, gefunden.
Wie in 20 veranschaulicht, sind die Kraftstoffsprühstrahlöffnungswinkel von dem unrunden Düsenloch größer als die von dem runden Düsenloch, wenn ein Vergleich der langen Durchmesser vorgenommen wird.
Aufgrund des vergrößerten Winkels des Kraftstoffsprühstrahls von dem unrunden Düsenloch, ist der Kraftstoffsprühstrahl, der von dem unrunden Düsenloch eingespritzt wird, kürzer als der Kraftstoffsprühstrahl, der von dem runden Düsenloch eingespritzt wird. Daher kann das unrunde Düsenloch die Kraftstoffsprühstrahldurchdringung effektiver verringern als das runde Düsenloch.
Die vorliegende Ausführungsform ordnet die Düsenlöcher 61, 62, 64 und 66 als sie runden Düsenlöcher und die Düsenlöcher 63 und 65 als die unrunden Düsenlöcher wie in 4 veranschaulicht an. Alle Düsenlöcher 13 (Düsenlöcher 61 bis 66) sind ausgebildet, sodass sich der virtuelle unrunde Kegel Vc2 nicht mit dem virtuellen runden Kegel Vc1 oder dem virtuellen unrunden Kegel Vc2 überlagert. Es wird kein geschlossener Raum zwischen den Kraftstoffsprühstrahlen ausgebildet. Die Luft kann ohne Erzeugung eines negativen Drucks aufgenommen werden. Es ist möglich, zu verhindern, dass Kraftstoffsprühstrahlen verkleinert werden und miteinander zusammenfallen. Es ist möglich, zu verhindern, dass eine erhöhte Sprühstrahldurchdringung das Innere des Zylinders befeuchtet und die Sprühstrahlcharakteristik verschlechtert ist. Zumindest ein unrundes Düsenloch ist enthalten, um zu verhindern, dass sich Ablagerungen an der Düsenlochinnenwand 133 ansammeln, und um die Kraftstoffsprühstrahldurchdringung zu verringern. Das Düsenloch 13 ist ausgebildet und der Düsenlochöffnungswinkel ist geeignet angepasst, sodass die Kraftstoffsprühstrahlen, die von dem Düsenloch 13 eingespritzt werden, nicht miteinander interferieren. Es ist möglich, zu verhindern, dass eine erhöhte Sprühstrahldurchdringung das Innere des Zylinders befeuchtet und die Sprühstrahlcharakteristiken verschlechtert sind.
Wie in den 2 bis 4 veranschaulicht, verringert die vorliegende Ausführungsform die Durchdringungen der Kraftstoffsprühstrahlen F63 und F65, die von den Düsenlöcher 63 und 65, nämlich den „elliptischen Düsenlöcher“, eingespritzt werden, gemäß der seitlichen Installation auf nahe der inneren Wand des Zylinders. Daher ist es möglich, effektiv zu verhindern, dass die innere Wand des Zylinders befeuchtet wird.
Wie in 9 veranschaulicht, verteilt das unrunde Düsenloch während der Kraftstoffeinspritzung den Kraftstoff in der Richtung des langen Durchmessers (Hauptachse) und spritzt den Kraftstoff in Form eines Flüssigkeitsfilms ein, um eine Dispersion zu fördern, was es möglich macht, die Kraftstoffsprühstrahlen zu zerstäuben. Jedoch verursacht das ovale Düsenloch am Ende der Einspritzung, nachdem die Nadel 30 aufgesetzt ist, dass sich der Kraftstoff im Düsenloch an der Ecke in der Richtung des langen Durchmessers (Hauptachse) ansammelt und in Form eines Flüssigkeitsfadens eingespritzt wird, wobei schwierig wird, dass der Kraftstoff gleichmäßig absichert. Die Feuchtigkeit kann sich an der äußeren Wand der Düse 10 um das Düsenloch erhöhen (siehe 21 und 22).
Wie in 4 veranschaulicht, gibt der Auslassöffnungsabschnitt 132 des Düsenlochs 63 als ein unrundes Düsenloch die Elliptizität von a1/b1 (>1) an, die größer als die Elliptizität von a2/b2 (=1) ist, die durch den Auslassöffnungsabschnitt 132 des Düsenlochs 64 als unrundes Düsenloch angegeben ist. Die Fläche des Einlassöffnungsabschnitts 131 des unrunden Düsenlochs (63, 65) mit dem Auslassöffnungsabschnitt 132 mit einer großen Elliptizität ist kleiner als die Fläche des Einlassöffnungsabschnitts 131 des runden Düsenlochs (61, 62, 64, 66) mit dem Auslassöffnungsabschnitt 132 mit einer kleinen Elliptizität.
Die vorliegende Ausführungsform schließt die Kraftstoffeinspritzung von dem Düsenloch 13, nachdem die Nadel 30 aufgesetzt ist, wie folgt ab. Die Luft tritt aus dem unrunden Düsenloch (63, 65) in die Ansaugkammer 15 ein, wobei der Einlassöffnungsabschnitt 131 eine kleine Fläche aufweist, um ein reibungsloses Fließen des Kraftstoffs zu verhindern, und der Einlassöffnungsabschnitt 132 eine große Elliptizität aufweist. Die Einspritzung endet, indem der Kraftstoff aus dem runden Düsenloch (61, 62, 64, 66) entfernt wird, wobei der Einlassöffnungsabschnitt 131 eine große Fläche aufweist, sodass der Kraftstoff gleichmäßig strömt, und der Einlassöffnungsabschnitt 132 ein kleine Elliptizität aufweist. Es ist möglich, das Befeuchten durch den Kraftstoff durch Verringern des Betrags an Niederdruckkraftstoff der von dem Düsenloch 13, das eine große Elliptizität aufweist und problemlos das Befeuchten durch den Kraftstoffs verursachen kann, eingespritzt wird, zu verhindern. Es ist möglich, die Befeuchtung der Spitze nahezu so effektiv wie die konventionelle Technologie zu unterdrücken, während der Kraftstoffsprühstrahlwinkel erhöht wird und der Effekt von Sprühstrahländerungen minimiert wird.
Wie vorher beschrieben, verwendet die vorliegende Ausführungsform eine oder mehrere Düsenlöcher 13 als unrunde Düsenlöcher, bei welchen das Verhältnis des längsten Durchmessers zum kürzesten Durchmesser des Auslassöffnungsabschnitts 132 größer als 1 ist. Dabei ist es möglich, zu verhindern, dass sich Ablagerungen an der Düsenlochinnenwand 133 akkumulieren.
Der virtuelle unrunde Kegel Vc2 und der virtuelle runde Kegel Vc1 sind jeweils für das unrunde Düsenloch und das runde Düsenloch definiert. Zumindest zwei benachbarte Düsenlöcher 13 sind so ausgebildet, dass sich der virtuelle unrunde Kegel Vc2 nicht mit dem virtuellen runden Kegel Vc1 oder dem virtuellen unrunden Kegel Vc2 überlagert. Es ist möglich, die Überlagerung zwischen Kraftstoffsprühstrahlen, die von den Düsenlöcher 13 eingespritzt werden, zu verhindern. Es wird kein geschlossener Raum zwischen Kraftstoffsprühstrahlen ausgebildet. Die Luft kann aufgenommen werden, ohne dass der negative Druck erzeugt wird. Es ist möglich, zu verhindern, dass sich Kraftstoffsprühstrahlen verkleinern und miteinander zusammenfallen. Es ist möglich, zu verhindern, dass eine erhöhte Sprühstrahldurchdringung das Innere des Zylinders befeuchtet und die Sprühstrahlcharakteristiken verschlechtert sind.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind Düsenlöcher 63 und 65 als unrunde Düsenlöcher ausgebildet, sodass die Richtung des kurzen Durchmessers des Auslassöffnungsabschnitts 132 der Einspritzrichtung des Kraftstoffs, der von dem unrunden Düsenloch eingespritzt wird, folgt. Daher kann der Flüssigkeitsfilm dünner sein und zerstreut werden, indem dem Kraftstoff ermöglicht wird, der Düsenlochinnenwand 133 in der Hauptachsenrichtung zu folgen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind eine oder mehrere unrunde Düsenlöcher (63, 65) elliptisch, um den Einlassöffnungsabschnitt 131 und den Auslassöffnungsabschnitt 132 mit der gleichen Elliptizität zu enthalten. Wenn das Düsenloch 13 laserverarbeitet ist, kann der Laser durch Fixierung von Brennpunkten gerastert werden. Die unrunden Düsenlöcher können problemlos ausgebildet werden.
Zweite Ausführungsform
23 veranschaulicht einen Teil des Kraftstoffeinspritzventils gemäß zweiten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich zur ersten Ausführungsform in der Konfiguration der unrunden Düsenlöcher.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 23 veranschaulicht, enthalten die Düsenlöcher 63 und 65 als unrunde Düsenlöcher den Einlassöffnungsabschnitt 131, der als ein perfekter Kreis mit Radius R1 geformt ist. Der Auslassöffnungsabschnitt 132 ist durch Verbinden von zwei Halbkreisen Ch1 mit geraden Linien Lh1 ausgebildet. Der Halbkreis Ch1 weist die gleiche Krümmung wie die Form des Einlassöffnungsabschnitts 131 auf. Mit Blick in Richtung der Düsenlochachse Axh1 enthalten die Düsenlöcher 63 und 65 den Auslassöffnungsabschnitt 132, der als eine Bahn geformt ist, nämlich als eine unrunde Form (siehe 23). Die Düsenlöcher 63 und 65 sind als „unrunde Düsenlöcher“ definiert. Wenn geeignet, werden die Düsenlöcher 63 und 65 auch als „Bahndüsenlöcher“ angegeben. Der Radius R2 des Halbkreises Ch1 ist gleich zum Radius R1 des Einlassöffnungsabschnitts 131.
Die Düsenlöcher 63 und 65 als unrunde Düsenlöcher ermöglichen, dass das Verhältnis des längsten Durchmessers a10 zum kürzesten Durchmesser b10 des Einlassöffnungsabschnitts 131, nämlich die Elliptizität a10/b10, gleich 1 ist (siehe 23).
Die Düsenlöcher 63 und 65 als die unrunden Düsenlöcher ermöglichen, dass das Verhältnis des längsten Durchmessers a1 zum kürzesten Durchmesser b2 des Auslassöffnungsabschnitts 132, nämlich die Elliptizität a1/b1, größer als 1 ist (siehe 23). Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der kürzeste Durchmesser b10 des Einlassöffnungsabschnitts 131 gleich zum kürzesten Durchmesser b1 des Auslassöffnungsabschnitts 132. Die Düsenlochöffnungswinkel des Düsenlochs 63 und 65 bestimmen den Abstand X zwischen den Mittelpunkten der zwei Halbkreise Ch1, die den Auslassöffnungsabschnitt 132 ausbilden.
Wie in 24 veranschaulicht, sind die Düsenlöcher 63 und 65 als unrunde Düsenlöcher ausgebildet, sodass die Richtung des kurzen Durchmessers des Auslassöffnungsabschnitts 132 der Einspritzrichtung des Kraftstoffs, der von dem unrunden Düsenloch eingespritzt wird, folgt. Mit Blick in Richtung der Achse Ax1 des Düsenzylinderabschnitts 11 entspricht die „Richtung des kurzen Durchmessers“ der Richtung, die dem kurzen Durchmesser des Auslassöffnungsabschnitts 132 folgt, nämlich die Richtung D1, die der kleinsten Breite des Auslassöffnungsabschnitts 132 entspricht. Mit Blick in Richtung der Achse Ax1 des Düsenzylinderabschnitts 11 entspricht die „Kraftstoffeinspritzrichtung“ der Richtung, die der Düsenlochachse Axh1 folgt. In 24 entspricht die „Richtung des langen Durchmessers“ der Richtung, die dem langen Durchmesser des Auslassöffnungsabschnitts 132 folgt, nämlich der Richtung D2, die der größten Breite des Auslassöffnungsabschnitts 132 entspricht.
Die vorliegende Ausführungsform definiert den virtuellen unrunden Kegel Vc2 für die Düsenlöcher 63 und 65 als unrunde Düsenlöcher ähnlich zu den unrunden Düsenlöchern gemäß der ersten Ausführungsform. Daher sind alle sechs Düsenlöcher 13 ausgebildet, sodass sich der virtuelle runde Kegel Vc1 oder der virtuelle unrunde Kegel Vc2 nicht mit dem virtuellen runden Kegel Vc1 oder dem virtuellen unrunden Kegel Vc2 überlagern.
Die nachstehende Beschreibung erläutert, wie die Düsenlochachse Axhl für ein „unrundes Düsenloch“ oder ein „Bahndüsenloch“ definiert wird.
Schritt 1
Wie in 25 veranschaulicht, wird das Düsenloch 13 an zwei geeigneten parallelen Ebenen P101 und P102 geschnitten.
Schritt 2
Wie in den 26 und 27 veranschaulicht, seien Linien L1 und L2 angenommen, die parallel und äquidistant von den zwei Linien an den äußeren Kanten der Querschnitte SD1 und SD2 des Düsenlochs 13, das in Schritt 1 geschnitten wird, sind.
Schritt 3
Wie in den 28 und 29 veranschaulicht, wird das Düsenloch 13 an der Ebene P103, die die Linien L1 und L2, die in Schritt 2 angenommen werden, geschnitten.
Schritt 4
Wie in 30 veranschaulicht, seien Linien L3 und L4 mittels Verlängern der Seiten, die den Düsenlochinnenwänden 133 entsprechen, über die äußeren Kanten des Querschnitts SD2 des Düsenlochs 13, das in Schritt 3 geschnitten wird, hinaus angenommen. Es sei ein Schnittpunkt Px101 zwischen den Linien L3 und L4 angenommen. Dann entspricht die Düsenlochachse Axh1 der Linie, die durch den Schnittpunkt Px101 und Positionen, die äquidistant zu den Linien L3 und L4 sind, hindurchläuft.
Wie in 31 veranschaulicht, ist der Sprühstrahlöffnungswinkel des Kraftstoffs, der von dem Bahndüsenloch eingespritzt wird, größer als der Sprühstrahlöffnungswinkel des Kraftstoffs, der von dem elliptischen Düsenloch eingespritzt wird. Daher kann das Bahndüsenloch die Kraftstoffsprühstrahldurchdringung effektiver verringern als das elliptische Düsenloch.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie vorher beschrieben, sind eines oder mehrere unrunde Düsenlöcher (63, 65) enthalten, wobei jedes davon den Einlassöffnungsabschnitt 131 enthält, der als ein perfekter Kreis geformt ist. Der Auslassöffnungsabschnitt 132 ist durch Verbinden von zwei Halbkreisen Ch1 mit der Linie Lh1 unter der Bedingung, dass der Halbkreis Ch1 die gleiche Krümmung wie die Form des Einlassöffnungsabschnitts 131 aufweist, ausgebildet. Im Vergleich zu dem elliptischen Düsenloch ist es möglich, den Krümmungsradius der Ecke an der äußeren Kante des Auslassöffnungsabschnitts 132 zu erhöhen und problemlos den Kraftstoff aus der Ecke zu entfernen. Es ist möglich, das Befeuchten an der Spitze der Düse 10 zu verhindern.
Dritte Ausführungsform
Die nachstehende Beschreibung erläutert das Kraftstoffeinspritzventil gemäß der dritten Ausführungsform basierend auf 32. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Konfiguration des Düsenlochs 13.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält die Düse 10 nicht das Düsenloch 64, das bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind fünf Düsenlöcher 13 in der Düse 10 ausgebildet. Die Mittelpunkte der Einlassöffnungsabschnitte 131 der Düsenlöcher 61, 62, 63, 65 und 66 sind gleichmäßig an dem Teilkreis Cp1 um die Achse Ax1 beabstandet.
Vierte Ausführungsform
Die nachstehende Beschreibung erläutert das Kraftstoffeinspritzventil gemäß der vierten Ausführungsform basierend auf 33. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich zur zweiten Ausführungsform in der Konfiguration des Düsenlochs 13 als ein unrundes Düsenloch.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält das Düsenloch 13 als ein unrundes Düsenloch den Einlassöffnungsabschnitt 131 und den Auslassöffnungsabschnitt 132, wobei beide als eine Bahn geformt sind. Die Definition einer „Bahnform“ stimmt mit der, die bei der zweiten Ausführungsform beschrieben wurde, überein.
Die vorliegende Ausführungsform kann den Kraftstoffsprühstrahlwinkel durch Abflachen des Einlassöffnungsabschnitts 131 weiter erhöhen.
Fünfte Ausführungsform
Die nachstehende Beschreibung erläutert das Kraftstoffeinspritzventil gemäß der fünften Ausführungsform basierend auf 34. Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Konfiguration des Düsenlochs 13 als ein unrundes Düsenloch.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält das Düsenloch 13 als ein unrundes Düsenloch den Einlassöffnungsabschnitt 131, der als eine Ellipse geformt ist, und den Auslassöffnungsabschnitt 132, der als eine Bahn geformt ist. Der Einlassöffnungsabschnitt 131 ist ausgebildet, sodass die Richtung DL1 der Hauptachse orthogonal zur Richtung DL2 des langen Durchmessers des Auslassöffnungsabschnitts 132 ist. Genauer ausgedrückt, ist der Auslassöffnungsabschnitt 132 als eine Bahn geformt, sodass die Ellipse des Einlassöffnungsabschnitts 131 in der Nebenachsenrichtung halbiert wird und die Enden durch Linien verbunden werden.
Die vorliegende Ausführungsform kann die kleinste Krümmung des Auslassöffnungsabschnitts 132 erhöhen und die Düsenlochinnenwände gleichmäßig verbinden.
Sechste Ausführungsform
Die nachstehende Beschreibung erläutert das Kraftstoffeinspritzventil gemäß der sechsten Ausführungsform basierend auf 35. Die sechste Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Konfiguration des Düsenlochs 13 als ein unrundes Düsenloch.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält das Düsenloch 13 als ein unrundes Düsenloch den Einlassöffnungsabschnitt 131, der als ein perfekter Kreis geformt ist. Der Auslassöffnungsabschnitt 132 ist durch Verbinden von Teilen von zwei perfekten Kreisen Cr1 mit zwei Kurven LC1 unter der Bedingung, dass der perfekte Kreis Cr1 die gleiche Krümmung wie die Form des Einlassöffnungsabschnitts 131 aufweist, ausgebildet.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht die Führung in der Öffnungsrichtung des Düsenlochs 13, dass der Kraftstoff entlang der Düsenlochinnenwand strömt. Es ist möglich, den Kraftstoffsprühstrahlwinkel weiter zu erhöhen.
Siebte Ausführungsform
Die nachstehende Beschreibung erläutert das Kraftstoffeinspritzventil gemäß der siebten Ausführungsform basierend auf 36. Die siebte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Konfiguration des Düsenlochs 13 als ein unrundes Düsenloch.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält das Düsenloch 13 als ein unrundes Düsenloch den Einlassöffnungsabschnitt 131, der als ein perfekter Kreis geformt ist, und den Auslassöffnungsabschnitt 132, der als eine Ellipse geformt ist.
Die vorliegende Ausführungsform kann den Kraftstoffsprühstrahlwinkel erhöhen und die Kraftstoffströmungsrate durch Abflachen des Auslassöffnungsabschnitts 132 anpassen.
Achte Ausführungsform
Die nachstehende Beschreibung erläutert das Kraftstoffeinspritzventil gemäß der achten Ausführungsform basierend auf 37. Die achte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Konfiguration des Düsenlochs 13 als ein unrundes Düsenloch.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält es Düsenloch 13 als ein unrundes Düsenloch den Einlassöffnungsabschnitt 131 und den Auslassöffnungsabschnitt 132, wobei beide als eine Ellipse geformt sind. Der Einlassöffnungsabschnitt 131 und der Auslassöffnungsabschnitt 132 weisen die gleiche Länge des kurzen Durchmessers auf, die Nebenachse ist nämlich auf Ls1 eingestellt.
Die vorliegende Ausführungsform kann den Kraftstoffsprühstrahlwinkel durch Abflachen des Einlassöffnungsabschnitts 131 und des Auslassöffnungsabschnitts 132 weiter erhöhen.
Neunte Ausführungsform
38 veranschaulicht Teile des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der neunten Ausführungsform. Die neunte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Konfiguration des Düsenlochs 13 als ein unrundes Düsenloch.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Düsenloch 63 als ein unrundes Düsenloch ausgebildet, sodass der Einlassöffnungsabschnitt 131 und der Auslassöffnungsabschnitt 132 beide als ein Rechteck ausgebildet sind. Das Düsenloch 63 ermöglicht, dass das Verhältnis zwischen der Länge a3 der langen Seite und der Länge b3 der kurzen Seite des Auslassöffnungsabschnitts 132, nämlich die Elliptizität von a3/b3, größer als 1 ist. Das Düsenloch 65 ist gleich konfiguriert wie das Düsenloch 65 gemäß der zweiten Ausführungsform.
Zehnte Ausführungsform
Die 39 und 40 veranschaulichen Teile des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der zehnten Ausführungsform. Die zehnte Ausführungsform unterscheidet sich zur ersten Ausführungsform in der Konfiguration des Düsenlochs 13.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Düse 10 mit einem konkaven Düsenabschnitt 16 ausgebildet. Der konkave Düsenabschnitt 16 ist ausgebildet, um eine runde konkave Wölbung von der Oberfläche 122 des Düsenbodenabschnitts 12, die entgegengesetzt zum Düsenzylinderabschnitt 111 ist, in Richtung des Düsenzylinderabschnitts 11 vorzusehen (siehe 39 und 40).
Das Düsenloch 13 als ein unrundes Düsenloch ist ausgebildet, um die Saugwandoberfläche 150 mit einer Unterseite 160 des konkaven Düsenabschnitts 16 zu verbinden. Der Einlassöffnungsabschnitt 131 des Düsenlochs 13 ist auf der Saugwandoberfläche 150 des Düsenbodenabschnitts 12 auf der Seite des Düsenzylinderabschnitts 11 ausgebildet. Der Auslassöffnungsabschnitt 132 des Düsenlochs 13 ist auf der Unterseite 160 des Düsenbodenabschnitts 12, der entgegengesetzt zum Düsenzylinderabschnitt 11 ist, ausgebildet.
Wie in 40 veranschaulicht, sind der Einlassöffnungsabschnitt 131 und der Auslassöffnungsabschnitt 132 elliptisch. Der Einlassöffnungsabschnitt 131 und der Auslassöffnungsabschnitt 132 sind in elliptischen Formen ausgebildet, die die gleiche Elliptizität aufweisen. Die Öffnung des konkaven Düsenabschnitts 16 ist als ein perfekter Kreis auf der Oberfläche 122 geformt. Auf der Oberfläche 122 kann die Öffnung des konkaven Düsenabschnitts 16 nicht nur als ein perfekter Kreis geformt sein, sondern kann auch als ein unvollständiger Kreis, ein Oval oder eine Ellipse mit der gleichen Elliptizität wie der Auslassöffnungsabschnitt 132 geformt sein. Der Freiheitsgrad einer Anordnung kann durch Erhöhen der Fläche der Öffnung des konkaven Düsenabschnitts 16 sichergestellt werden.
Elfte Ausführungsform
41 veranschaulicht einen Teil des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der elften Ausführungsform. Die elfte Ausführungsform unterscheidet sich zur zehnten Ausführungsform in der Konfiguration des Düsenlochs 13.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich zur zehnten Ausführungsform in der Form des konkaven Düsenabschnitts 16. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Unterseite 160 des konkaven Düsenabschnitts 16 verjüngt, um von der Düsenlochachse Axhl in der Richtung von dem Auslassöffnungsabschnitt 132 zum Einlassöffnungsabschnitt 131 entlang der Düsenlochachse Axhl abzuweichen. Hinsichtlich des Querschnitts entlang der virtuellen Ebene, die die Düsenlochachse Axhl enthält, ist es möglich, den Winkel, der zwischen der Düsenlochinnenwand 133 und der Unterseite 160 ausgebildet wird, nämlich dem Austrittwinkel, im Vergleich zur zehnten Ausführungsform zu erhöhen. Der Kraftstoff wird infolge der Oberflächenspannung nur schwer zur äußeren Wand des Düsenbodenabschnitts 12 angezogen, wenn er eingespritzt wird. Es ist möglich, das Befeuchten an der äußeren Wand des Düsenbodenabschnitts 12 zu verhindern.
Zwölfte Ausführungsform
42 veranschaulicht einen Teil des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der zwölften Ausführungsform. Die zwölfte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Konfiguration des Düsenlochs 13.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Mittelpunkte der Einlassöffnungsabschnitte 131 für die Düsenlöcher 61, 62, 64 und 66 als runde Düsenlöcher an dem Teilkreis Cp1 um die Achse Ax1 angeordnet. Die Mittelpunkte der Einlassöffnungsabschnitte 131 für die Düsenlöcher 63 und 65 als unrunde Düsenlöcher sind außerhalb des Teilkreises Cp1 angeordnet.
Dreizehnte Ausführungsform
43 veranschaulicht ein Teil des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der dreizehnten Ausführungsform. Die dreizehnte Ausführungsform unterscheidet sich zur ersten Ausführungsform in der Konfiguration des Düsenlochs 13.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Mittelpunkte der Düsenöffnungsabschnitte 131 der Düsenlöcher 61, 62, 64 und 66 als runde Düsenlöcher an dem Teilkreis Cp1 um die Achse Ax1 angeordnet. Die Mittelpunkte der Einlassöffnungsabschnitt der 131 der Düsenlöcher 63 und 65 als unrunde Düsenlöcher sind im Inneren des Teilkreises Cp1 angeordnet.
Vierzehnte Ausführungsform
44 veranschaulicht ein Teil des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der vierzehnten Ausführungsform. Die vierzehnte Ausführungsform unterscheidet sich zur ersten Ausführungsform in der Konfiguration des Düsenlochs 13.
Die vorliegende Ausführungsform bildet vier Düsenlöcher 13 in dem Düsenbodenabschnitt 12 aus. Die vier Düsenlöcher 13 sind zur Erläuterung als Düsenlöcher 71, 72, 73 und 74 angegeben. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Düsenlöcher 71, 72, 73 und 74 unrund, ähnlich zu den Düsenlöchern 63 und 65 gemäß der ersten Ausführungsform. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind alle Düsenlöcher 13 unrund. Die Mittelpunkte der Einlassöffnungsabschnitte 131 der Düsenlöcher 71, 72, 73 und 74 sind gleichmäßig an dem Teilkreis Cp1 um die Achse Ax1 beabstandet.
Wie vorher beschrieben, kann die vorliegende Ausführungsform die Akkumulation von Ablagerungen an der Düsenlochinnenwand 133 unter Verwendung der Düsenlöcher 13 als unrunde Düsenlöcher, die ermöglichen, dass das Verhältnis des längsten Durchmessers zum kürzesten Durchmesser des Auslassöffnungsabschnitts 132 größer als 1 ist, verhindern.
Der virtuelle unrunde Kegel Vc2 ist für das unrunde Düsenloch definiert. Zumindest zwei benachbarte Düsenlöcher 13 sind ausgebildet, sodass die virtuellen unrunden Kegel Vc2 nicht miteinander überlagern. Es ist möglich, die Überlagerung zwischen Kraftstoffsprühstrahlen, die von den Düsenlöcher 13 eingespritzt werden, zu verhindern. Es ist möglich, zu verhindern, dass eine erhöhte Sprühstrahldurchdringung das Innere des Zylinders befeuchtet und die Sprühstrahlcharakteristiken verschlechtert sind.
Weitere Ausführungsformen
Gemäß der ersten Ausführungsform, die vorher beschrieben wurde, sind zwei der sechs Düsenlöcher unrund und vier Düsenlöcher rund. Gemäß der weiteren Ausführungsformen können ein oder mehrere Düsenlöcher unrund sein. Wie bei der vierzehnten Ausführungsform beschrieben, können alle Düsenlöcher unrund sein. In diesem Fall sind zumindest zwei benachbarte Düsenlöcher ausgebildet, sodass die entsprechenden virtuellen unrunden Kegel nicht miteinander überlagern.
Gemäß der ersten Ausführungsform, die vorher beschrieben wurde, ist der Auslassöffnungsabschnitt des unrunden Düsenlochs in einer genauen Ellipse geformt, die zwei Brennpunkte aufweist. Gemäß der weiteren Ausführungsformen ist das unrunde Düsenloch nicht darauf beschränkt, dass der Auslassöffnungsabschnitt, der in einem exakten Oval mit zwei Brennpunkten geformt ist, verwendet wird, falls der Auslassöffnungsabschnitt ermöglicht, dass das Verhältnis des längsten Durchmessers zum kürzesten Durchmesser größer als 1 ist. Der Auslassöffnungsabschnitt kann nicht nur als ein exaktes Oval geformt sein, sondern kann auch irgendeine Form sein, wie etwa ein Polygon oder eine Form, die aus Bereichen, die durch eine Kurve geschlossen sind, besteht. Gemäß der weiteren Ausführungsformen kann die Düse nicht nur sechs Düsenlöcher sondern auch eine bis fünf oder sieben oder mehr Düsenlöcher enthalten.
Gemäß der ersten Ausführungsform, die vor beschrieben wurde, enthalten die Düsenlöcher 13 die Einlassöffnungsabschnitte 131 mit verschiedenen Flächen. Gemäß den weiteren Ausführungsformen können alle Düsenlöcher 13 jedoch die Einlassöffnungsabschnitte 131 mit der gleichen Fläche enthalten.
Gemäß der weiteren Ausführungsformen müssen zumindest zwei benachbarte Düsenlöcher ausgebildet sein, sodass sich der virtuelle unrunde Kegel nicht mit dem virtuellen runden Kegel oder dem virtuellen unrunden Kegel überlagert. Die anderen Düsenlöcher können ausgebildet sein, sodass sich der virtuelle unrunde Kegel mit dem virtuellen runden Kegel oder dem virtuellen unrunden Kegel überlagert.
Die vorher beschriebenen Ausführungsformen gehen von einem Durchschnittsdruck P (MPa) des Kraftstoffs im Kraftstoffdurchlass aus, der 20 (MPa) ist, wenn der Kraftstoff von dem Düsenloch eingespritzt wird. Gemäß den weiteren Ausführungsformen kann P jedoch niedriger oder höher als 20 sein, falls die mehreren Düsenlöcher ausgebildet sind, sodass sie den Zusammenhang, der vorher durch die Gleichungen 1 bis 3 ausgedrückt wurde, erfüllen. Die Düsenlöcher können gemäß den Kraftstoffdrücken im Kraftstoffdurchlass, die geschätzt werden, wenn das Kraftstoffeinspritzventil verwendet wird, geeignet ausgebildet werden.
Gemäß den weiteren Ausführungsformen müssen die unrunden Düsenlöcher nicht so ausgebildet sein, dass die Richtung des kurzen Durchmessers des Auslassöffnungsabschnitts der Einspritzrichtung des Kraftstoffs, der von dem unrunden Düsenloch eingespritzt wird, folgt.
Gemäß den weiteren Ausführungsformen kann das Kraftstoffeinspritzventil an einem Motor 80 in jeglicher Orientierung montiert werden.
Gemäß den weiteren Ausführungsformen können der Düsenzylinderabschnitt und der Düsenbodenabschnitt der Düse getrennt voneinander ausgebildet sein. Gemäß den weiteren Ausführungsformen können das erste zylindrische Element 21 des Gehäuses 20 und die Düse oder der Düsenzylinderabschnitt integral ausgebildet sein.
Die weiteren Ausführungsformen können das erste zylindrische Element 21, das zweite zylindrische Element 22 und das dritte zylindrische Element 23 des Gehäuses 20 integral ausbilden. In diesem Fall kann das zweite zylindrische Element 22 beispielsweise dünner gemacht werden, um einen Anpassungsabschnitt für einen magnetischen Fluss vorzusehen.
Gemäß der vorher beschriebenen Ausführungsformen ist das Kraftstoffeinspritzventil seitlich an dem Motor installiert. Jedoch können die weiteren Ausführungsformen die Zündkerze und das Kraftstoffeinspritzventil benachbart zueinander an der Mitte des Zylinderkopfes basierend auf einer sogenannten zentralen Installation platzieren.
Gemäß der vorher beschriebenen Ausführungsformen wird das Kraftstoffeinspritzventil für ein Benzinmotor vom Direkteinspritzungstyp verwendet. Gemäß der weiteren Ausführungsformen kann das Kraftstoffeinspritzventil beispielsweise für Dieselmotoren oder Benzinmotoren vom Port-Injektionstyp verwendet werden.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorher beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann unterschiedlich modifiziert werden, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen.
Die vorliegende Offenbarung wurde basierend auf den Ausführungsformen beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und die Strukturen beschränkt. Die vorliegende Offenbarung enthält verschiedene Modifikationen und solche die innerhalb eines vergleichbaren Umfangs sind. Die Kategorie und der Umfang der Idee der vorliegenden Offenbarung deckt ebenso verschiedene Kombinationen und Ausbildungen sowie weitere Kombinationen und Ausbildungen, die nur ein Element oder mehr oder weniger in den vorherigen Ausbildungen enthalten, ab.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019114738 [0001]
JP 2017002876 A [0004]

Claims

Kraftstoffeinspritzventil aufweisend: eine Düse (10), die enthält einen Düsenzylinderabschnitt (11), der einen Kraftstoffdurchlass (100) darin ausbildet, ein Düsenbodenabschnitt (12), der ein Ende des Düsenzylinderabschnitts schließt, eine Vielzahl von Düsenlöchern (13), die eine Oberfläche (150) des Düsenbodenabschnitts auf einer Seite des Düsenzylinderabschnitts mit einer Oberfläche (122, 160) auf einer entgegengesetzten Seite des Düsenzylinderabschnitts verbindet, um Kraftstoff im Kraftstoffdurchlass einzuspritzen, und einen ringförmigen Ventilsitz (14), der um die Düsenlöcher an einer Oberfläche (121) des Düsenbodenabschnitts auf der Seite des Düsenzylinderabschnitts ausgebildet ist; eine Nadel (30), die im Inneren der Düse hin und her bewegbar ist, wobei die Nadel konfiguriert ist, den Ventilsitz zu kontaktieren, um die Düsenlöcher zu schließen, und sich vom Ventilsitz zu trennen, um die Düsenlöcher zu öffnen; und eine Ansteuereinheit (55), die konfiguriert ist, die Nadel in einer von einer Ventilöffnungsrichtung und einer Ventilschließrichtung zu bewegen, wobei ein Düsenloch der Düsenlöcher enthält einen Einlassöffnungsabschnitt (131), der an der Oberfläche (150) des Düsenbodenabschnitts auf der Seite des Düsenzylinderabschnitts ausgebildet ist, einen Auslassöffnungsabschnitt (132), der an der Oberfläche (122, 160) des Düsenbodenabschnitts auf der entgegengesetzten Seite des Düsenzylinderabschnitts ausgebildet ist, und eine Düsenlochinnenwand (133), die den Einlassöffnungsabschnitt mit dem Auslassöffnungsabschnitt verbindet, eine Fläche des Auslassöffnungsabschnitts größer als eine Fläche des Einlassöffnungsabschnitts ist, zumindest eines von den Düsenlöchern ein unrundes Düsenloch (63, 65) ist, bei welchem ein Verhältnis eines längsten Durchmessers zu einem kürzesten Durchmesser des Auslassöffnungsabschnitt größer als 1 ist, ein virtueller runder Kegel (Vc1) als ein virtueller Kegel definiert ist, der aufweist einen Scheitelpunkt (Pv1), welcher ein Schnittpunkt zwischen einer Düsenlochachse (Axhl) eines runden Düsenlochs und dem Auslassöffnungsabschnitt ist, und zwei Mantellinien, welche in einem Querschnitt entlang einer ersten virtuellen Ebene (VP1), die die Düsenlochachse des runden Düsenlochs enthält, liegen, wobei diese $θ f = θ + 0,5 \times P 0,6$
als einen Winkel zwischen sich ausbilden, wobei θ (Grad) ein Düsenlochöffnungswinkel des runden Düsenlochs (61, 62, 64, 66), das zu den Düsenlöcher gehört, ist und bei welchem das Verhältnis des längsten Durchmessers zum kürzesten Durchmesser des Auslassöffnungsabschnitts gleich 1 ist, θf (Grad) ein Sprühstrahlöffnungswinkel des Kraftstoffs, der von dem runden Düsenloch eingespritzt wird, ist, und P (MPa) ein Durchschnittsdruck des Kraftstoffs im Kraftstoffdurchlass ist, wenn Kraftstoff vom runden Düsenloch eingespritzt wird, ein virtueller unrunder Kegel (Vc2) als ein virtueller Kegel definiert ist, der aufweist einen Scheitelpunkt (Pv2), welcher ein Schnittpunkt zwischen der Düsenlochachse (Axhl) des unrunden Düsenlochs und dem Auslassöffnungsabschnitt ist, zwei Mantellinien, welche in einem Querschnitt entlang einer zweiten virtuellen Ebene (VP2), die die Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs enthält, liegen, wobei diese $θ f1 = θ1 + 0,5 \times P 0,6 + 17 \times e (- 0,13 \times θ1)$
als einen größten Winkel zwischen sich ausbilden, und zwei Mantellinien, welche in einem Querschnitt entlang einer dritten virtuellen Ebene (VP3), die die Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs enthält und welche sich mit der zweiten virtuellen Ebene schneidet, liegen, wobei diese $θ f2 = θ2 + 0,5 \times P 0,6$
als einen kleinster Winkel zwischen sich ausbilden, wobei θ1 (Grad) der größte Düsenlochöffnungswinkel des unrunden Düsenlochs ist, θ2 (Grad) der kleinste Düsenlochöffnungswinkel ist, θf1 (Grad) der größte Öffnungswinkel eines Kraftstoffsprühstrahls, der von dem unrunden Düsenloch eingespritzt wird, ist, und θf2 (Grad) der kleinste Öffnungswinkel eines Kraftstoffsprühstrahls, der von dem unrunden Düsenloch eingespritzt wird, ist, und zumindest zwei der Düsenlöcher, welche benachbart zueinander sind, ausgebildet sind, sodass sich der virtuelle unrunde Kegel nicht mit einem von dem virtuellen runden Kegel und dem virtuellen unrunden Kegel überlagert.
Kraftstoffeinspritzventil aufweisend: eine Düse (10), die enthält einen Düsenzylinderabschnitt (11), der einen Kraftstoffdurchlass (100) darin ausbildet, ein Düsenbodenabschnitt (12), der ein Ende des Düsenzylinderabschnitts schließt, eine Vielzahl von Düsenlöchern (13), die eine Oberfläche (150) des Düsenbodenabschnitts auf einer Seite des Düsenzylinderabschnitts mit einer Oberfläche (122, 160) auf einer entgegengesetzten Seite des Düsenzylinderabschnitts verbindet, um Kraftstoff im Kraftstoffdurchlass einzuspritzen, und einen ringförmigen Ventilsitz (14), der um die Düsenlöcher an einer Oberfläche (121) des Düsenbodenabschnitts auf der Seite des Düsenzylinderabschnitts ausgebildet ist; eine Nadel (30), die im Inneren der Düse hin und her bewegbar ist, wobei die Nadel konfiguriert ist, den Ventilsitz zu kontaktieren, um die Düsenlöcher zu schließen, und sich vom Ventilsitz zu trennen, um die Düsenlöcher zu öffnen; und eine Ansteuereinheit (55), die konfiguriert ist, die Nadel in einer von einer Ventilöffnungsrichtung und einer Ventilschließrichtung zu bewegen, wobei ein Düsenloch der Düsenlöcher enthält einen Einlassöffnungsabschnitt (131), der an der Oberfläche (150) des Düsenbodenabschnitts auf der Seite des Düsenzylinderabschnitts ausgebildet ist, einen Auslassöffnungsabschnitt (132), der an der Oberfläche (122, 160) des Düsenbodenabschnitts auf der entgegengesetzten Seite des Düsenzylinderabschnitts ausgebildet ist, und eine Düsenlochinnenwand (133), die den Einlassöffnungsabschnitt mit dem Auslassöffnungsabschnitt verbindet, eine Fläche des Auslassöffnungsabschnitts größer als eine Fläche des Einlassöffnungsabschnitts ist, die Düsenlöcher unrunde Düsenlöcher (71, 72, 73, 74) sind, bei welchen ein Verhältnis eines längsten Durchmessers zu einem kürzesten Durchmesser des Auslassöffnungsabschnitts größer als 1 ist, ein virtueller unrunder Kegel (Vc2) als ein virtueller Kegel definiert ist, der aufweist einen Scheitelpunkt (Pv2), welcher ein Schnittpunkt zwischen der Düsenlochachse (Axhl) des unrunden Düsenlochs und dem Auslassöffnungsabschnitt ist, zwei Mantellinien, welche in einem Querschnitt entlang einer zweiten virtuellen Ebene (VP2), die die Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs enthält, liegen, wobei diese $θ f1 = θ1 + 0,5 \times P 0,6 + 17 \times e (- 0,13 \times θ1)$
als einen größten Winkel zwischen sich ausbilden, und zwei Mantellinien, welche in einem Querschnitt entlang einer dritten virtuellen Ebene (VP3), die die Düsenlochachse des unrunden Düsenlochs enthält und welche sich mit der zweiten virtuellen Ebene schneidet, liegen, wobei diese $θ f2 = θ2 + 0,5 \times P 0,6$
als einen kleinster Winkel zwischen sich ausbilden, wobei θ1 (Grad) der größte Düsenlochöffnungswinkel des unrunden Düsenlochs ist, θ2 (Grad) der kleinste Düsenlochöffnungswinkel ist, θf1 (Grad) der größte Öffnungswinkel eines Kraftstoffsprühstrahls, der von dem unrunden Düsenloch eingespritzt wird, ist, und θf2 (Grad) der kleinste Öffnungswinkel eines Kraftstoffsprühstrahls, der von dem unrunden Düsenloch eingespritzt wird, ist, und zumindest zwei der Düsenlöcher, welche benachbart zueinander sind, ausgebildet sind, sodass sich der virtuelle unrunde Kegel nicht mit dem virtuellen unrunden Kegel überlagert.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das unrunde Düsenloch ausgebildet ist, sodass eine Richtung des kurzen Durchmessers des Auslassöffnungsabschnitts einer Einspritzrichtung des Kraftstoffs, der von dem unrunden Düsenloch eingespritzt wird, folgt.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zumindest ein unrundes Düsenloch den Einlassöffnungsabschnitt, der als ein perfekter Kreis geformt ist, und den Auslassöffnungsabschnitt enthält, der durch Verbinden von zwei Halbkreisen (Ch1), von welchen jeder eine gleiche Krümmung wie die einer Form des Einlassöffnungsabschnitt aufweist, über die dazwischenliegenden Linien (Lh1) geformt ist.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zumindest ein unrundes Düsenloch den Einlassöffnungsabschnitt und den Auslassöffnungsabschnitt enthält, von welchen jeder als eine Ellipse mit einer gleichen Elliptizität geformt ist.