DE19740026A1 - Kraftstoffeinspritzventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufbau eines Kraftstoffeinspritzventils zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in eine Brennkammer in einer Brennkraftmaschine.

In einem Kraftstoffeinspritzventil des Typs, der an einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkammer angebracht ist, muß der Kraftstoff in geeigneter Weise in die Brennkammer eingespritzt werden. Als ein Mittel dafür gab es eine Vorrichtung, bei der ein Verwirbler einen Kraftstofffluß, der eingespritzt werden soll, mit einer Verwirbelungsenergie versieht, so daß der Kraftstoff von einem Kraftstoffeinspritzloch eingespritzt wird.

Die japanische nicht geprüfte Patentanmeldung Nr. Sho. 64- 36972 offenbart ein herkömmliches Kraftstoffeinspritzventil. In den Fig. 10A und 10B wird ein sich bewegendes Ventil 101 vertikal durch eine elektromagnetische Antriebseinrichtung angetrieben, um so von einer konischen Auflageoberfläche 105b einer Ventilführung 105 getrennt oder damit in Kontakt gebracht zu werden, so daß das Ventil geöffnet/geschlossen wird, um Kraftstoff von einem Kraftstoffeinspritzloch 105a dadurch einzuspritzen. Andererseits befindet sich ein Verwirbeler 102 mit einer konischen Oberfläche unter dem gleichen Winkel wie derjenige der Auflageoberfläche 105b auf der konischen Auflageoberfläche 105b der Ventilführung 105. Zwei oder mehrere Kraftstoffausströmnuten 102b sind spiralförmig in einem äußeren Umfangsabschnitt des Verwirbelers 102 gebildet. Das sich bewegende Ventil 101 ist verschiebbar in einem Durchloch 102a entlang der Mittenachse des Verwirbelers 102 angeordnet. Ein elastisches Element 103 befindet sich zwischen der unteren Oberfläche der konischen Oberfläche des Verwirbelers 102 und einem Stopper 104, der integral an einem Joch 107 befestigt ist, so daß der Verwirbeler 102 durch das elastische Element 103 in Richtung auf die konische Auflageoberfläche 105b hin gedrückt wird.

In der in den Fig. 10A und 10B dargestellten Vorrichtung strömt Kraftstoff, der durch einen Kraftstoffkanal des Jochs 107 eingeleitet wird, durch einen Stopper 104, einen Kanal 103b des elastischen Elements 103 und wird in einen Zylinder einer Maschine von dem Kraftstoffeinspritzloch 105a der Ventilführung 105 durch die Kraftstoffnuten 102b des Verwirbelers eingespritzt. Das heißt, eine Kraftstoffströmung wird durch die Verwirbelungsnuten 102b mit einer Verwirbelungsenergie versehen, durch das Kraftstoffeinspritzloch 105a der Ventilführung 105 verschmälert, atomisiert und eingespritzt.

In dem herkömmlichen Kraftstoffeinspritzventil ist der Verwirbeler, um eine Kraftstoffströmung mit einer Verwirbelungsenergie zu versehen, allgemein durch eine Schneidebearbeitung oder dergleichen bearbeitet und hergestellt. In dem Fall, bei dem ein derartiger Schneidevorgang verwendet wird, ergibt sich jedoch ein Problem dahingehend, daß die Kosten einer Herstellung hoch werden, selbst wenn eine Massenproduktion ausgeführt wird.

Demzufolge ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung zum Lösen des voranstehend erwähnten Problems, ein Kraftstoffeinspritzventil bereitzustellen, bei dem nicht nur ein Verwirbeler, um eine Verwirbelungskraft auf einen Kraftstoff auszuüben, durch eine Massenproduktion bei geringen Kosten hergestellt werden kann, sondern auch verhindert, daß Grate auftreten, die bei dem herkömmlichen Schneidevorgang aufgetreten sind, und es ferner zu ermöglichen, daß der Verwirbeler in einer komplexen Form ausgebildet werden kann.

Zur Lösung des obigen Problems ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen, das umfaßt: einen hohlen Ventilhauptkörper; einen Ventilsitz, der an einem Ende des Ventilhauptkörpers vorgesehen ist und ein Einspritzloch aufweist, einen Ventilkörper, der von dem Ventilsitz getrennt/damit in Kontakt gebracht werden kann, um das Einspritzloch zu öffnen/zu schließen; und einen Verwirbeler zum Umgeben des Ventilkörpers, um den Ventilkörper verschiebbar zu haltern und um Kraftstoff, der in das Einspritzloch hineinfließt, mit einer Verwirbelung zu versehen, wobei der Verwirbeler durch ein Metallpulver-Spritzgußverfahren hergestellt wird. Ferner umfaßt der Verwirbeler eine erste Endfläche, die an dem Ventilsitz anliegt und mit Verwirbelungsnuten versehen ist, die sich bezüglich einer Ventilachse radial nach innen erstrecken.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht, die die Gesamtkonfiguration eines Kraftstoffeinspritzventils für eine Innenzylindereinspritzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht, die Einzelheiten der Umgebung des Verwirbelers und des Ventilsitzes in der Ausführungsform 1 zeigt;

Fig. 3 eine Vorderansicht von der Ventilsitzseite her des Verwirbelers in der Ausführungsform 1;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht, die Einzelheiten der Umgebung des Verwirbelers und des Ventilsitzes in dem Kraftstoffeinspritzventil gemäß der Ausführungsform 2 zeigen;

Fig. 5 eine Vorderansicht, von der Ventilsitzseite, des Verwirbelers in der Ausführungsform 2;

Fig. 6 eine Querschnittsansicht, die die Einzelheiten der Umgebung des Verwirbelers und des Ventilsitzes in dem Kraftstoffeinspritzventil gemäß der Ausführungsform 3 zeigen;

Fig. 7 eine Vorderansicht von der Ventilsitzseite, des Verwirbelers in der Ausführungsform 3;

Fig. 8 eine Ansicht, von der Einspritzlochseite, des Verwirbelers in dem Kraftstoffeinspritzventil gemäß der Ausführungsform 4;

Fig. 9 eine Ansicht, die die Querschnittsform jeder der Verwirbelungsnuten in dem Verwirbeler gemäß der Ausführungsform 4 zeigt;

Fig. 10A und 10B Ansichten, die die Konfiguration eines herkömmlichen Kraftstoffeinspritzventils und eines Verwirbelers zeigen; und

Fig. 11 ein Flußdiagramm, das ein Beispiel eines Metallpulver-Spritzgußverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt.

Ausführungsform 1

In der Fig. 1 ist ein Kraftstoffeinspritzventil 1 für eine Zylindereinspritzung gebildet durch einen Gehäusekörper 2 und eine Ventileinrichtung 3, die an einem Ende des Gehäusekörpers 2 durch Verstemmen oder irgendwelche anderen Mittel, die ein mit einem Halter 35 bedecktes oberes Ende aufweisen, befestigt ist. Das andere Ende des Gehäusekörpers 2 ist mit einem Kraftstoffzuführungsrohr 4 verbunden, so daß Kraftstoff unter hohem Druck von dem Kraftstoffzuführungsrohr 4 durch einen Kraftstoffilter 57 in das Kraftstoffeinspritzventil 1 hinein geführt wird. Ferner ist ein oberer Endabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils 1 in ein Einspritzventil-Einspritzloch 6 eines Zylinderkopfs 5 einer Brennkraftmaschine eingefügt, um so darin angebracht zu sein, während es durch eine Wellendichtungsscheibe 60 oder dergleichen abgedichtet ist.

Die Ventileinrichtung 3 ist gebildet aus einem Ventilhauptkörper 9 mit einer gestuften hohlen zylindrischen Gestalt, einem Ventilsitz 11, einem Nadelventil 12 und einem Verwirbeler 13. Der Ventilhauptkörper 9 weist Zylinderabschnitt 7 und 8 mit kleinem und großem Durchmesser auf. Der Ventilsitz 11 ist an dem oberen Ende eines Mittenlochs in dem Ventilhauptkörper 9 befestigt und weist ein Kraftstoffeinspritzloch 10 auf. Das Nadelventil 12, das ein Ventilkörper ist, trennt sich von dem Ventilsitz 11 oder kontaktiert diesen mittels einer Solenoideinrichtung 50 (die nachstehend beschrieben wird), um dadurch das Kraftstoffeinspritzloch 10 zu öffnen/zu schließen. Der Verwirbeler 13 führt das Nadelventil 12 axial und versieht einen Kraftstoff, der radial nach innen in das Kraftstoffeinspritzloch 10 des Ventilsitzes 11 hineinfließt, mit Verwirbelungsbewegungen.

Der Gehäusekörper 2 ist mit einem ersten Gehäuse 30, das einen Flansch 30a zum Anbringen des Kraftstoffeinspritzventils 11 auf dem Zylinderkopf 5 aufweist, und einem zweiten Gehäuse 40, das eine darauf angebrachte Solenoideinrichtung 50 aufweist, versehen. Die Solenoideinrichtung 50 weist einen Wickelkörper 52, der mit einer darauf gewickelten Spule 51 versehen ist, und einen Kern 53, der auf einem inneren Umfangsabschnitt des Wickelkörpers 52 versehen ist, auf. Die Wicklung der Spule 51 ist mit einem Anschluß 56 verbunden. Der Kern 53 ist in eine hohle zylindrische Gestalt so ausgebildet, daß das Innere davon als ein Kraftstoffkanal verwendet wird. In einem hohlen Abschnitt des Kerns 53 ist eine Feder 55 zwischen einer Hülse 54 und dem anderen Endabschnitt des Nadelventils 12 gespannt.

Ein bewegbarer Anker 31 ist auf dem anderen Endabschnitt des Nadelventils 12 angebracht, so daß er auf das obere Ende des Kerns 53 zurückgekehrt ist. Ferner sind in einem Zwischenabschnitt des Nadelventils 12 eine Führung 12a zum verschiebbaren Führen des Nadelventils 12 entlang einer inneren Oberfläche des Ventilhauptkörpers 9 und ein Nadelflansch 12b zum Kontaktieren eines Abstandsstücks 32, das in dem ersten Gehäuse 30 vorgesehen ist, versehen.

In den Fig. 2 und 3 ist der Verwirbeler 13 in eine im wesentlichen zylindrische hohle Gestalt ausgebildet, die ein Mittenloch 15 aufweist, das in seiner Mitte so vorgesehen ist, daß es das Nadelventil 12, das ein Ventilkörper ist, umgibt, um dadurch das Nadelventil 12 axial verschiebbar zu haltern. Die obere Endseite (Ventilsitz-Seite) des Verwirbelers 13 ist in eine im wesentlichen konische hohle Gestalt ausgebildet, die eine geneigte Oberfläche (eine erste Endoberfläche) 16 aufweist. Das heißt, der Verwirbeler 13 weist zusammengebaut in der Ventileinrichtung 3 die erste Endoberfläche 16, eine zweite Endoberfläche 17 und eine Umfangsoberfläche 19 auf. Die erste Endoberfläche 16 weist im wesentlichen den gleichen Neigungswinkel wie derjenige einer geneigten Oberfläche 11b des Ventilsitzes 11 auf, der relativ zu der Ventilachse um einen vorgegebenen Winkel geneigt ist und die erste Endoberfläche 16 steht in Kontakt mit der geneigten Oberfläche 11b. Die zweite Endoberfläche 17 ist so vorgesehen, daß sie dem Ventilsitz 11 gegenüberliegt. Die Umfangsoberfläche 19 ist zwischen den Endoberflächen 16 und 17 gebildet und weist einen Abschnitt auf, der eine innere Umfangsoberfläche 18 des Ventilhauptkörpers 9, der ein Abschnitt des hohlen Gehäuses ist, kontaktiert.

Die zweite Endoberfläche 17 des Verwirbelers 13 wird in dem Zustand gehalten, bei dem der Umfangsabschnitt davon einen Schulterabschnitt 20 einer inneren Umfangsoberfläche 18 des Ventilhauptkörpers 9 kontaktiert. Eine radial verlaufende Kanalnut 21 ist in der zweiten Endfläche 17 so gebildet, da ein Kraftstoff von dem inneren Umfangsabschnitt der zweiten Endoberfläche 17 an den äußeren Umfangsabschnitt davon fließen kann.

Eine große Anzahl von axial verlaufenden umfangsmäßig gleich beabstandeten getrennten flachen Oberflächen sind auf der Umfangsoberfläche 19 des Verwirbelers 13 gebildet. Infolge dessen sind eine Vielzahl von äußeren Umfangsabschnitten 19a und Flußpfadabschnitten 19b auf der Umfangsoberfläche 19 vorgesehen. Die äußeren Umfangsoberflächenabschnitte 19a stehen mit der inneren Umfangsoberfläche 18 des Ventilhauptkörpers 9 in Kontakt, um so die Position des Verwirbelers 13 relativ zu dem Ventilhauptkörper 9 zu definieren. Die Flußpfadabschnitte 19b sind flache Oberflächen, die jeweils zwischen den äußeren Umfangsoberflächenabschnitten 19a vorgesehen sind, um so axiale Kraftstoffflußpfade 22 zusammen mit der inneren Umfangsoberfläche 18 zu bilden. Die axialen Flußpfade 22 sind Spalte zwischen der inneren Umfangsoberfläche 18 des Ventilhauptkörpers 9 und den flachen Flußpfadabschnitten 19b und die Gestalt von jedem der axialen Flußpfade 22 ist so ausgebildet, daß sie im wesentlichen im Querschnitt eine konvexe Linse mit einer Stirnfläche ist.

Die erste Endoberfläche 16 kontaktiert die geneigte Oberfläche 11b des Ventilsitzes 11 und ist relativ zu der Ventilachse in Richtung auf das Einspritzloch 10 hin unter einem vorgegebenen Winkel geneigt. Auf der ersten Endoberfläche 16 sind eine innere ringförmige Umfangsnut 24 mit einer vorgegebenen Breite, die in einem inneren Umfang benachbart zu dem Mittenloch 15 der ersten Endoberfläche 16 gebildet ist, und Verwirbelungsnuten 25, die an ihren einen Enden mit den Flußpfadabschnitten 19b der Umfangsoberfläche 19 verbunden sind und sich im wesentlichen von den Verbindungsabschnitten radial nach innen erstrecken, um so tangential an ihren anderen Enden mit der inneren ringförmigen Umfangsnut 24 verbunden zu sein, vorgesehen. Eine Verwirbelungskammer W zum Erhöhen und Stabilisieren der Verwirbelungskraft wird durch die innere ringförmige Umfangsnut 24 gebildet.

Der voranstehend erwähnte Verwirbeler 13 ist aus einem gesinterten Material aus einem Metallpulver- Spritzgußverfahren gebildet. Fig. 11 zeigt ein Beispiel eines Herstellungsprozesses des Metallpulver-Spritzgußverfahrens. Gemischtes und verriebenes Material aus einem Rohpulver und einem Bindemittel wird in eine Form gegossen und einem Spritzgußverfahren unterzogen. Das geformte Material wird erwärmt, um das Bindemittel zu entfernen und danach wird es gesintert.

Als nächstes wird der Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils beschrieben. Zunächst wird in Fig. 1 ein Strom von außen an die Spule 51 der Solenoideinrichtung 40 durch den Anschluß 56 zugeführt, so daß ein magnetischer Fluß in dem Magnetpfad erzeugt wird, der durch den bewegbaren Anker 31, den Kern 53 und den Gehäusekörper 2 gebildet wird, und der bewegbare Anker 31 wird an den Kern 53 entgegen der elastischen Kraft der Feder 55 angezogen. Dann bewegt sich das Nadelventil 12, welches integral mit dem bewegbaren Anker 31 versehen ist, in der Zeichnung um einen vorgegebenen Hub nach rechts, bis der Nadelflansch 12b des Nadelventils 12 das Abstandsstück 32 konaktiert. Das Nadelventil 12 wird auf der inneren Umfangsoberfläche des Ventilhauptkörpers 9 mittels der Führung 12a geführt und gehalten.

Als nächstes wird in den Fig. 2 und 3 der obere Endabschnitt des Nadelventils 12 von dem Ventilsitz getrennt, um dadurch einen Spalt zu bilden, so daß zuerst ein Hochdruckkraftstoff, der von dem Kraftstoffzuführungsrohr 4 zugeführt wird, von dem Pfad zwischen dem Ventilhauptkörper 9 und dem Nadelventil 12 in die axialen Flußpfade 22 der Umfangsoberfläche durch die Pfadnut 21 der ersten Endoberfläche 31 des Verwirbelers 13 fließt. Dann fließt der Kraftstoff in die Verwirbelungsnuten 25 in der ersten Endoberfläche 16 des Verwirbelers 13, der um einen vorgegebenen Winkel geneigt ist, und fließt durch die Verwirbelungsnuten 25 radial nach innen. Dann fließt der Kraftstoff tangential in die innere ringförmige Umfangsnut 24 der ersten Endoberfläche 16, so daß eine Verwirbelungsströmung in der Verwirbelungskammer W, die von der inneren ringförmigen Umfangsnut 24 gebildet wird, erzeugt wird. Danach fließt der Kraftstoff in das Einspritzloch 10 des Ventilsitzes 11 hinein und wird von dem oberen Endauslaß des Einspritzlochs 10 herausgespritzt.

Wie voranstehend beschrieben, hält der Verwirbeler 13 in dieser Ausführungsform 1 das Nadelventil 12, das ein Ventilkörper ist, verschiebbar. Da der Verwirbeler 13 durch ein Metallpulver-Spritzgußverfahren hergestellt ist, kann er so hergestellt werden, daß er eine hohe Dichte aufweist, um dadurch zu ermöglichen, die Härte zu erhöhen. Deshalb wird ein derartiger Effekt bereitgestellt, daß eine Massenproduktion bei geringen Kosten ausgeführt werden kann, während die Genauigkeit der Größe und der Abriebwiderstand sichergestellt werden, die äquivalent zu denjenigen bei einer Schneidebearbeitung sind.

Da der Verwirbeler 13 ferner durch ein Metallpulver- Spritzgußverfahren hergestellt wird, ist es möglich, eine Gestalt zu erhalten, die durch eine Schneidebearbeitung kaum hergestellt werden kann, und es ist möglich, eine Erzeugung von Graten zu verhindern, die bei einer Schneidebearbeitung hergestellt werden.

Obwohl die Konfigurationen des in Fig. 1 bis 3 gezeigten Kraftstoffeinspritzventils und des Verwirbelers beispielhaft in dieser Ausführungsform 1 dargestellt worden sind, können die gleichen Wirkungen erhalten werden, wenn der Verwirbeler, beispielsweise der Verwirbeler aus Fig. 10 in dem herkömmlichen Beispiel, zum Anwenden einer Verwirbelungskraft auf eine Kraftstoffströmung mit einem gesinterten Material eines Metallpulver-Spritzgußverfahrens hergestellt wird. Obwohl die Beschreibung für ein Kraftstoffeinspritzventil durchgeführt worden ist, bei dem Verwirbelungsnuten in dem Verwirbeler für ein Verfahren zum Anwenden einer Verwirbelung auf eine Kraftstoffströmung in der vorangehenden Ausführungsform 1 gebildet werden, kann die vorliegende Erfindung ferner auf ein Kraftstoffeinspritzventil des Typs angewendet werden, bei dem eine Verwirbelung auf eine Kraftstoffströmung durch Verwenden irgendeines anderen Verfahrens angewendet wird.

Ausführungsform 2

In den Fig. 4 und 5 ist der Verwirbeler 13 in dieser Ausführungsform 2 in eine im wesentlichen zylindrische hohle Gestalt zum axialen verschiebbaren Haltern des Nadelventils 12 gebildet. Der Verwirbeler 13 hat eine erste Endoberfläche 160, die mit einer flachen Oberfläche 110b in Kontakt steht, die im wesentlichen senkrecht zu der Ventilachse des Ventilsitzes 11 ist, die zweite Endoberfläche 17, die gegenüberliegend zu dem Ventilsitz 11 vorgesehen ist, und die Umfangsoberfläche 19, die zwischen beiden Endoberflächen vorgesehen sind, um so in Kontakt mit der inneren Umfangsoberfläche 18 des Ventilhauptkörpers 9 zu stehen, auf. Ferner kontaktiert die zweite Endoberfläche 17 des Verwirbelers 13 einen Schulterabschnitt 20 des Ventilhauptkörpers 9, um so darauf gehalten zu werden, und weist eine radial verlaufende Pfadnut 21 auf, die daran gebildet ist. Ferner sind axiale Kraftstoffflußpfade 22 zwischen der Umfangsoberfläche 19 des Verwirbelers 13 und der inneren Umfangsoberfläche 18 des Ventilhauptkörpers 9 gebildet.

In der ersten Endoberfläche 160 des Verwirbelers 13, die die flache Oberfläche 110 des Ventilsitzes 11 kontaktiert, sind die innere ringförmige Umfangsnut 24 und Verwirbelungsnuten 25, von denen jede einen Nuteneinlaß und einen Nutenauslaß aufweist, vorgesehen, wobei die Breite Y₁ des Nuteneinlasses breiter als die Breite Y₂ des Nutenauslasses ist. Ferner bildet die innere ringförmige Umfangsnut 24 eine Verwirbelungskammer W zum Erhöhen und Stabilisieren der Verwirbelungskraft einer Kraftstoffströmung.

Ferner wird bevorzugt, den Verwirbeler 13 mit einem gesinterten Material eines Metallpulver-Spritzgußverfahrens herzustellen, weil der Verwirbeler 13 eine derartige komplizierte Gestalt wie voranstehend beschrieben, insbesondere eine Verwirbelungsnutengestalt, aufweist.

In dieser Ausführungsform 2 fließt ein Kraftstofffluß in die axialen Flußpfade 22 der Umfangsoberfläche durch die Pfadnut 21 der zweiten Endoberfläche 17 des Verwirbelers 13 hinein. Dann fließt die Kraftstoffströmung in die Verwirbelungsnuten 25 hinein, die in der ersten Endoberfläche 160 des Verwirbelers 13 so gebildet sind, daß die Breite Y₁ jedes Nuteneinlasses breiter als die Breite Y₂ jedes Nutenauslasses ist, und fließt radial durch die Verwirbelungsnuten 25 nach innen. Dann fließt die Kraftstoffströmung tangential in die innere ringförmige Umfangsnut 24 der ersten Endoberfläche 160 hinein, so daß eine Verwirbelungsströmung in einer Verwirbelungskammer W gebildet wird, die von der inneren ringförmigen Umfangsnut 24 gebildet wird. Danach fließt die Kraftstoffströmung in ein Einspritzloch 10 des Ventilsitzes 11 hinein und wird von einem oberen Endauslaß davon herausgesprüht.

Wie voranstehend beschrieben ist in dieser Ausführungsform 2 die Breite Y₁ des Nuteneinlasses jeder der Verwirbelungsnuten 25 des Verwirbelers 13 breiter als die Breite Y₂ des Nutenauslasses davon, so daß die Verwirbelungskraft einer Kraftstoffströmung, die durch die Verwirbelungsnuten 25 in die innere ringförmige Umfangsnut 24 hineinfließt, erhöht ist. Ferner ist jeder der Verwirbelungsnutenauslaß-Abschnitte des Verwirbelers 13 so ausgebildet, daß er eine minimale Flußfadfläche aufweist. Demzufolge ist es möglich, eine Steuerung einer Verwirbelung, die auf einen Kraftstoff angewendet werden soll, zu beschränken, um es zu ermöglichen, eine optimale Steuerung einer Einspritzung eines Kraftstoffes auszuführen, indem nur die Querschnittsfläche des Flußpfades an jeder der Verwirbelungsnutenauslaß-Abschnitte gesteuert wird. Da ferner der Verwirbeler 13 durch ein Metallpulver- Spritzgußverfahren hergestellt ist, ist es möglich, eine komplizierte Gestalt des Verwirbelers 13 auszubilden, beispielsweise dessen Nuten in dieser Ausführungsform 2, was durch eine Schneideverarbeitung schwierig gewesen ist, und das Auftreten von Graten, die bei einer Schneidebearbeitung erzeugt werden, kann verhindert werden.

Somit beschreibt diese Ausführungsform 2 ein Beispiel der Konfiguration, bei der die Verwirbelungsnuten 25 des Verwirbelers 13 in der ersten Endoberfläche 160 im wesentlichen senkrecht zu der Ventilachse gebildet werden, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist. Jedoch können die gleichen Wirkungen erhalten werden, selbst wenn das vorangehende Merkmal der Nutenbreite auf den Verwirbeler angewendet wird, bei dem die Verwirbelungsnuten 25 in der ersten Endoberfläche 16 zu der Ventilachse um einen vorgegebenen Winkel geneigt, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, gebildet werden. Ferner kann das Merkmal der Nutenbreite auf irgendeinen anderen allgemeinen Aufbau eines Verwirbelers mit Verwirbelungsnuten angewendet werden.

AUSFÜHRUNGSFORM 3

In dieser Ausführungsform 3, wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt, sind die Verwirbelungsnuten 25 und die innere ringförmige Umfangsnut 24 in der ersten Endoberfläche 160 des Verwirbelers 13 in Kontakt mit der Oberfläche 110b des Ventilsitzes 11 vorgesehen. Jede der Verwirbelungsnuten 25 ist so ausgebildet, daß die Höhe Z₁ ihres Nuteneinlasses größer als die Höhe Z₂ ihres Nutenauslasses ist und ihre Nutenbodenfläche 25a ist relativ zu dem Ventilsitz 11 um einen vorgegebenen Winkel geneigt. Die innere ringförmige Umfangsnut 24 bildet die Verwirbelungskammer W zum Erhöhen und Stabilisieren der Verwirbelungskraft einer Kraftstoffströmung. Ferner ist der Verwirbeler 13 aus einem gesinterten Material mit einem Metallpulver- Spritzgußverfahren hergestellt, um so eine komplizierte Gestalt auszubilden, insbesondere eine Gestalt von Verwirbelungsnuten.

In dieser Ausführungsform 3 fließt eine Kraftstoffströmung in axiale Flußpfade 22 in einer Umfangsoberfläche durch eine Pfadnut 21 einer zweiten Endoberfläche 17 des Verwirbelers 13 hinein. Als nächstes fließt die Kraftstoffströmung in die Verwirbelungsnuten 25 hinein, wobei in jeder von diesen die Höhe Z₁ ihres Nuteneinlasses größer als die Höhe Z₂ ihres Nutenauslasses ist und ihre Nutenbodenfläche 25a relativ zu dem Ventilsitz 11 um einen vorgegebenen Winkel geneigt ist, und fließt dann durch die Verwirbelungsnuten 25 radial nach innen. Dann fließt die Kraftstoffströmung tangential in die innere ringförmige Umfangsnut 24 der ersten Endoberfläche 160 hinein, so daß ein Verwirbelungsfluß in der Verwirbelungskammer W, die von der inneren ringförmigen Umfangsnut 24 gebildet wird, gebildet wird. Danach fließt die Kraftstoffströmung in das Einspritzloch 10 des Ventilsitzes 11 hinein, um so von einem oberen Endauslaß des Loches 10 herausgesprüht zu werden.

Wie voranstehend beschrieben ist in dieser Ausführungsform 3 die Bodenfläche 25a jeder Verwirbelungsnut 25 des Verwirblers 13 zum Anwenden einer Verwirblung auf einen Kraftstoff axial geneigt, so daß eine axiale Fluidkraft und eine umfangsmäßige starke Verwirbelungskraft aufgrund des Reduziereffekts auf einen Kraftstoff angewendet wird, um dadurch die Kraftstoffströmung weiter zu erhöhen und zu stabilisieren. Ferner können die Verwirbelungsnuten-Auslass-Abschnitte des Verwirblers 13 so ausgebildet werden, sie die minimale Flußpfadfläche aufweisen, um so die Querschnittsfläche des Flußpfads an jeder der Verwirbelungsnuten-Auslass-Abschnitte zu steuern. Somit ist es möglich, eine Streuung einer Verwirbelung, die auf einen Kraftstoff angewendet werden soll, zu beschränken, um es zu ermöglichen, eine optimale Steuerung eines Aussprühens eines Kraftstoffes durchzuführen. Da der Verwirbeler 13 ferner durch ein Metallpulver- Spritzgußverfahren hergestellt wird, ist es möglich, eine komplizierte Gestalt herzustellen, beispielsweise die Gestalt der Nuten in dieser Ausführungsform 3, was durch eine Schneidebearbeitung schwierig ist, und das Auftreten von Graten, die bei einer Schneidebearbeitung erzeugt werden, kann verhindert werden.

Ausführungsform 4

In dieser Ausführungsform 4, wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt, sind die Verwirbelungsnuten 25, deren Gestalt im Querschnitt jeweils halbkreisförmig mit einem Durchmesser gleich zu demjenigen einer Endflächenöffnung an der Ventilsitzseite oder als Teil eines Kreises kleiner als ein Halbkreis ausgebildet sind, in der ersten Endfläche 160 des Verwirbelers 13 gebildet. Andere Abschnitte der Konfiguration sind die gleichen wie diejenigen der vorangehenden Ausführungsformen.

In dem Verwirbeler 13 gemäß dieser Ausführungsform 4 fließt eine Kraftstoffströmung in axiale Flußpfade 22 in einer Umfangsoberfläche durch eine Pfadnut 21 in einer zweiten Endoberfläche 17 des Verwirbelers 13 hinein. Dann fließt die Kraftstoffströmung in die Verwirbelungsnuten 25 in der ersten Endoberfläche 160 des Verwirblers 13 hinein. Jede der Nuten 25 weist eine Querschnittsgestalt auf, die halbkreisförmig oder als Teil eines Kreises kleiner als ein Halbkreis ausgebildet ist. Dann fließt die Kraftstoffströmung in den Verwirblungsnuten 25 radial nach innen und fließt in die innere ringförmige Umfangsnut 24 der ersten Endoberfläche 160 tangential hinein, so daß ein Verwirblungsfluß in der Verwirblungskammer W, die von der inneren ringförmigen Umfangsnut 24 gebildet wird, gebildet wird. Danach fließt die Kraftstoffströmung in das Einspritzloch 10 des Ventilsitzes 11 hinein, um so von dem oberen Endauslaß des Einspritzlochs 10 hinausgesprüht zu werden.

In dieser Ausführungsform 4 wird die Querschnittsgestalt jeder der Verwirblungsnuten 25 des Verwirblers 13 zum Anwenden einer Verwirblung auf einen Kraftstoff halbkreisförmig oder als ein Teil eines Kreises kleiner als ein Halbkreis ausgebildet, so daß das Verhältnis der Oberfläche zu der Flußpfadfläche der Nut zunimmt, um dadurch den Flußpfadwiderstand zu verringern, um dadurch die auf den Kraftstoff anzuwendende Verwirblung zu verstärken. Da ferner der Verwirbler durch ein Metallpulver-Spritzgußverfahren hergestellt wird, kann im Vergleich mit einer Schneidebearbeitung eine Massenproduktion bei geringen Kosten leicht ausgeführt werden.

Obwohl die Querschnittsgestalt jeder der Verwirbelungsnuten halbkreisförmig oder als ein Teil eines Kreises kleiner als ein Halbkreis in der voranstehend erwähnten Ausführungsform 4 ausgebildet ist, kann die Querschnittsgestalt halb ellipsenförmig oder als ein Teil davon oder als andere Kreise ausgeführt werden.

Andere Ausführungsform

Obwohl bevorzugt worden ist, den Verwirbler mit einem gesinterten Material mit einem Metallpulver- Spritzgußverfahren in dem vorangehenden Ausführungsformen herzustellen, kann soweit erforderlich, insbesondere eine Endbearbeitung oder ein Schleifen auf den inneren und äußeren Durchmessern und beiden Endoberflächen des Verwirbelers ausgeführt werden, insbesondere für den Fall, bei dem die Genauigkeit beim Zusammenbau benötigt wird.

Gemäß der Erfindung wird der Verwirbeler durch ein Metallpulverspritzgußverfahren hergestellt, um es dadurch zu ermöglichen, eine derartige komplexe Gestalt herzustellen, die durch eine Schneidebearbeitung kaum hergestellt werden konnte, und um das Auftreten von Graten zu verhindern, die bei der Schneidebearbeitung erzeugt wurden.

Die Dichte des Verwirblers, der zum verschiebbaren Haltern eines Nadelventils als einen Ventilkörper dient, kann besonders erhöht werden, so daß die Härte des Verwirblers erhöht werden kann. Infolge dessen können Kraftstoffeinspritzventile mit geringen Kosten in einer Massenproduktion hergestellt werden, während die Dimensionsgenauigkeit und der Abriebwiderstand gleich zu demjenigen bei der Schneidebearbeitung gehalten werden.

Ferner ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Breite Y₁ der Nuteneinlasse der Verwirblungsnuten des Verwirblers größer bemessen als die Breite Y₂ der Nutenauslasse davon, um die Verwirblungskraft der Kraftstoffströmung zu erhöhen. Ferner ist die minimale Flußpfadfläche des Verwirblers in dem Auslaßabschnitt jeder der Verwirblungsnuten vorgesehen.

Demzufolge kann eine Streuung einer Verwirblung, die auf einen Kraftstoff ausgeübt wird, durch die Behandlung nur der Flußpfad-Querschnittsfläche des Auslaßabschnitts jeder der Verwirblungsnuten unterdrückt werden, so daß eine Kraftstoffatomizierungssteuerung optimiert werden kann.

Ferner ist gemäß der Erfindung die Bodenfläche jeder der Verwirblungsnuten des Verwirblers zur Ausübung einer Verwirblung auf einen Kraftstoff relativ zu der Richtung der Achse geneigt. Demzufolge wird eine Fluidkraft in der axialen Richtung und eine starke Verwirbelungskraft in der Richtung des Umfangs des Ventils aufgrund des verengenden Effekts auf den Kraftstoff ausgeübt, um dadurch eine weitere Verstärkung und Stabilisierung der Verwirblungskraft der Kraftstoffströmung zu erreichen. Ferner ist die minimale Flußpfadfläche des Verwirblers in dem Auslaßabschnitt jeder der Verwirblungsnuten vorgesehen. Demzufolge kann eine Streuung einer Verwirblung, die auf einen Kraftstoff ausgeübt wird, durch Behandlung nur der Flußpfad-Querschnittsfläche des Auslaßabschnitts jede der Verwirblungsnuten unterdrückt werden, so daß eine Kraftstoffatomisierungsteuerung optimiert werden kann.

Zusätzlich ist gemäß der Erfindung jede der Verwirblungsnuten des Verwirbelers wie ein Halbkreis oder ein Teil eines Kreises kleiner als der Halbkreis ausgebildet. Demzufolge wird die Rate der Oberfläche zu der Flußpfadfläche jeder der Nuten groß, so daß der Flußpfadwiderstand verringert werden kann und eine auf den Kraftstoff ausgeübte Verwirbelung verstärkt werden kann.

Claims (5)

1. Kraftstoffeinspritzventil (1) umfassend:
einen hohlen Ventilhauptkörper (9);
einen Ventilsitz (11), der an einem Ende des Ventilhauptkörpers (9) vorgesehen ist und ein Einspritzloch (10) aufweist;
einen Ventilkörper (8), der von dem Ventilsitz (11) getrennt/damit in Kontakt gebracht werden kann, um das Einspritzloch (10) zu öffnen/zu schließen; und
einen Verwirbler (13) zum Umgeben des Ventilkörpers (8), um den Ventilkörper (8) verschiebbar zu halten, und um auf einen Kraftstoff, der in das Einspritzloch (10) hineinfließt, eine Verwirblung auszuüben, wobei der Verwirbler (13) durch ein Metallpulver- Spritzgußverfahren hergestellt ist.

2. Kraftstoffeinspritzventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verwirbler (13) eine erste Endoberfläche (16) aufweist, die mit dem Ventilsitz (11) in Kontakt steht und mit Verwirblungsnuten (25) versehen ist, die bezüglich einer Ventilachse radial nach innen verlaufen.

3. Kraftstoffeinspritzventil (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verwirblungsnut (25) einen Nuteneinlaß und einen Nutenauslaß aufweist, wobei der Nuteneinlaß eine größere Nutenbreite als eine Nutenbreite des Nutenauslasses aufweist und eine Flußpfad-Querschnittsfläche größer als eine Flußpfad-Querschnittsfläche des Nutenauslasses aufweist.

4. Kraftstoffeinspritzventil (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verwirblungsnut (25) eine axial geneigte Nutenbodenfläche (25a) aufweist, wobei jede Verwirblungsnut (25) einen Nuteneinlaß und einen Nutenauslaß aufweist, wobei der Nuteneinlaß eine Flußpfad-Querschnittsfläche aufweist, die größer als eine Flußpfad-Querschnittsfläche des Nutenauslasses ist.

5. Kraftstoffeinspritzventil (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verwirblungsnut (25) einen Querschnitt aufweist, der ein Halbkreis oder ein Teil eines Kreises kleiner als ein Halbkreis ist.