DE19757299A1

DE19757299A1 - Kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE19757299A1
Application number: DE19757299A
Authority: DE
Inventors: Kiyonari Honda; Yutaka Niwa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 1998-06-25
Anticipated expiration: 2017-12-23
Also published as: JP3075201B2; DE19757299B4; JPH10184496A; US6047905A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffein spritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff durch Wandeln des Kraftstoffflusses in einem Ventilkörper bzw. -gehäuse zu einer Wirbelströmung bzw. einem Wirbelfluß.

In den letzten Jahren sind Motoren eines (direkt) in einen Zylinder einspritzenden Typs bei einer praktischen Anwendung verwendet worden, welcher Kraftstoff direkt in einen Motorzylinder einspritzt, um Kraftstoffkosten bzw. einen Kraftstoffverbrauch zu verringern, eine niedrige Emission zu erzielen und eine höhere Leistungsabgabe vorzu sehen. Bei dem Kraftstoffeinspritzventil, das bei dem Motor eines in den Zylinder einspritzenden Typs verwendet wird, wird von einer Hochdruckkraftstoffpumpe zugeführter Kraft stoff spiralenförmig einer Kraftstoffeinspritzkammer einer halbkugelförmigen Form zugeführt und wird durch Erhöhen der kinetischen Energie des Kraftstoffs eingespritzt, um ein Zerstäuben von eingespritztem Kraftstoff zu unterstützen.

Um ein Zerstäubungsvermögen des Kraftstoffs bei diesem Typ eines Kraftstoffeinspritzventils weiter zu verbessern, ist in der JP-A-8-296531 eine besondere Aufmerksamkeit dar auf gerichtet worden, daß eine Wirbelenergie des Kraft stoffs in einer Kraftstoffeinspritzkammer ein Maximum an dem Mittelpunkt der Bodenoberfläche der Kraftstoffein spritzkammer erreicht, und es ist vorgeschlagen worden, eine Einspritzdüse an dem Mittelpunkt der Bodenoberfläche der Kraftstoffeinspritzkammer auszubilden und die Wirbel energie des Kraftstoffs wirkungsvoll zum Zerstäuben zu ver wenden.

Bei dem Kraftstoffeinspritzventil der zuvor genannten Patentanmeldung ist eine Richtung der Einspritzdüse, die an dem Mittelpunkt der Bodenoberfläche der Kraftstoffein spritzkammer ausgebildet ist, bezüglich einer Achse der Kraftstoffeinspritzkammer geneigt, um wirkungsvoll die Wir belenergie von Kraftstoff in der Kraftstoffeinspritzkammer zu verwenden und einen Freiheitsgrad hinsichtlich der Rich tung des zerstäubten Kraftstoffs zu erhöhen. Aus diesem Grund wird, wenn die Wirbelströmung von Kraftstoff in der Kraftstoffeinspritzkammer einen Einlaß der Einspritzdüse erreicht, eine Strömungsgeschwindigkeitsverteilung des Kraftstoffs in einer axialen Richtung der Einspritzdüse ab gelenkt. Die Ablenkung einer Strömungsgeschwindigkeitsver teilung von Kraftstoff wird während des Verlaufs einer Strömung in der Einspritzdüse durch die Viskosität des Kraftstoffs selbst in einem bestimmten Maß korrigiert, sie kann aber nicht vollständig korrigiert werden. Deshalb wird der Kraftstoff durch einen Auslaß der Einspritzdüse einge spritzt, während immer noch eine Ablenkung einer Strömungs geschwindigkeitsverteilung von Kraftstoff verbleibt. Dies verursacht eine Ungleichmäßigkeit des zerstäubten Kraft stoffs und verringert eine Verbrennbarkeit.

Das heißt, zerstäubter Kraftstoff wird nicht in einer konischen Form, sondern in einer Form eines schräg ge schnittenen Konus, ausgebildet. Wenn zerstäubter Kraftstoff in einer derartigen Form ausgebildet wird, erreicht auf ei nem Abschnitt, an dem eine Strömungsgeschwindigkeit von zerstäubtem Kraftstoff niedrig ist, der zerstäubte Kraft stoff nicht die Nähe einer Zündkerze nach einem Einspritzen und vor einem Zünden der Zündkerze und es ist nicht mög lich, ein Luft/Kraftstoffgemisch mit einer Konzentration, die verglichen mit der umgebenden Atmosphäre hoch genug ist, zu dem Zündzeitpunkt in der Nähe der Zündkerze in der Brennkammer anzusammeln und dies behindert eine Ver ringerung von Kraftstoffkosten.

Um die vorhergehenden Probleme zu lösen, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffein spritzventil zu schaffen, welches ein gleichmäßigeres Zer stäuben von Kraftstoff sicherstellen kann.

Um die vorhergehende Aufgabe zu lösen, weist das Kraft stoffeinspritzventil nach Anspruch 1 der vorliegenden Er findung eine Ablenkungs- bzw. Abweichungsverringerungsein richtung zum Verringern einer Ablenkung bzw. Abweichung ei ner Strömungsgeschwindigkeitsverteilung in einer axialen Richtung der Einspritzdüse (hier im weiteren Verlauf als "axiale Strömungsgeschwindigkeitsverteilung" bezeichnet) des Kraftstoffs auf, der die Einspritzdüse erreicht. Dies ermöglicht es, die axiale Strömungsgeschwindigkeitsvertei lung von Kraftstoff in der Einspritzdüse auszugleichen und ein gleichmäßigeres Zerstäuben des Kraftstoffs vorzusehen, der von dem Auslaß der Einspritzdüse eingespritzt wird. Als Ergebnis wird zerstäubter Kraftstoff in einer konischen Form ausgebildet und kann mehr zerstäubter Kraftstoff um die Zündkerze herum gelangen. Dadurch ist es möglich, ein Luft/Kraftstoffgemisch mit einer höheren Konzentration als die der umgebenden Atmosphäre in die Nähe der Zündkerze zu zuführen, und dies trägt zu der Verringerung von Kraft stoffkosten bei.

In diesem Fall kann, wie es im Anspruch 2 der vorlie genden Erfindung beschrieben ist, wenn die Ablenkungsver ringerungseinrichtung auf eine derartige Weise ausgestaltet ist, daß eine Neigung einer geneigten Oberfläche von der Kraftstoffeinspritzkammer zu der Einspritzdüse abhängig von der Position der Einspritzdüse in einer Umfangsrichtung auf eine unterschiedliche Neigung festgelegt ist, die Ablenkung einer axialen Strömungsgeschwindigkeitsverteilung des Kraftstoffs, der die Einspritzdüse erreicht, verringert werden. Das heißt, wenn eine Neigung der geneigten Oberflä che von der Kraftstoffeinspritzkammer zu der Einspritzdüse steiler gemacht wird, ist es möglich, eine Strömungsge schwindigkeit in einer axialen Richtung des Kraftstoffs auf diesem Abschnitt zu erhöhen. Im Gegensatz dazu ist es mög lich, wenn eine Neigung der geneigten Oberfläche von der Kraftstoffeinspritzkammer zu der Einspritzdüse flacher ge macht wird, die Strömungsgeschwindigkeit in einer axialen Richtung des Kraftstoffs auf diesem Abschnitt zu verlangsa men. Deshalb ist es durch zweckmäßiges Einstellen der Nei gung der geneigten Oberfläche von der Kraftstoffeinspritz kammer zu der Einspritzdüse abhängig von der Ablenkung der axialen Strömungsgeschwindigkeitsverteilung möglich, ein fach eine Ablenkung einer axialen Strömungsgeschwindig keitsverteilung des Kraftstoffs, der die Einspritzdüse er reicht, ohne Vorsehen anderer Komponenten zu verringern.

Weiterhin kann, wie es im Anspruch 3 der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, die Ablenkungsverringerungsein richtung auf eine derartige Weise ausgestaltet sein, daß eine Position der Einspritzdüse von dem Mittelpunkt bzw. der Mitte der Bodenoberfläche der Kraftstoffeinspritzkammer abweicht und kann eine Neigung der geneigten Oberfläche von der Kraftstoffeinspritzkammer zu der Einspritzdüse abhängig von der Position der Einspritzdüse in einer Umfangsrichtung auf eine unterschiedliche Neigung festgelegt sein. Dadurch ist es ohne Ausgestalten der inneren Umfangsoberfläche der Kraftstoffeinspritzkammer in einer bestimmten Form durch einfaches Abweichen der Position der Einspritzdüse von dem Mittelpunkt der Bodenoberfläche der Kraftstoffeinspritzkam mer möglich, eine Ablenkung der axialen Strömungsgeschwin digkeitsverteilung des Kraftstoffs, der die Einspritzdüse erreicht, zu verringern und dies erleichtert das Herstellen des Ventilkörpers.

In dem Fall, in dem die innere Bodenoberfläche der Kraftstoffeinspritzkammer in einer halbkugelförmigen Form ausgestaltet ist und die Einspritzdüse an dem Mittelpunkt der Bodenoberfläche ausgestaltet ist, erreicht in der axia len Strömungsgeschwindigkeitsverteilung des Kraftstoffs, der durch die Einspritzdüse fließt, die Strömungsgeschwin digkeit ein Minimum in einer Richtung, die um 90° von einer Neigungsrichtung der Einspritzdüse zu einer Wirbelrichtung von Kraftstoff hin gedreht ist, ein Minimum und erreicht eine Strömungsgeschwindigkeit in einer Richtung, die um 270° gedreht ist, ein Maximum. Die Gründe dafür werden nachstehend beschrieben.

Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, ist, wenn es in einem XYZ-Koordinatensystem auf der Grundlage einer Achse der Kraftstoffeinspritzkammer angenommen wird, daß eine X-Rich tungskomponente der Wirbelströmung von Kraftstoff u ist, eine Y-Richtungskomponente v ist, eine Z-Richtungskompo nente w ist und ein Drehwinkel in Wirbelrichtung von Kraft stoff θ ist (Neigungsrichtung der Einspritzdüse: θ = 0°), die Strömungsgeschwindigkeit der Wirbelströmung des Kraft stoffs in dem XYZ-Koordinatensystem durch die Gleichung (1) ausgedrückt, wie sie nachstehend gegeben ist:

Wenn es in einem X'Y'Z'-Koordinatensystem auf der Grundlage einer Achse der Einspritzdüse angenommen wird, daß eine X'-Richtungskomponente der Wirbelströmung von Kraftstoff u' ist, eine Y'-Richtungskomponente v' ist, eine Z'-Richtungskomponente (Axialrichtung) w' ist und ein Nei gungswinkel der Einspritzdüse α ist, ist die Strömungsge schwindigkeit der Wirbelströmung von Kraftstoff in dem X'Y'Z'-Koordinatensystem durch die folgende Gleichung (2) gegeben:

Aus den vorhergehenden Gleichungen (1) und (2) wird die Strömungsgeschwindigkeitskomponente w' in z'-Richtung (axi ale Richtung) wie folgt erzielt:

w' = -r.sinα.sinθ + w.cosα (3)

Wie es aus der Gleichung (3) ersichtlich ist, erreicht die axiale Strömungsgeschwindigkeit w' ein Minimum, wenn θ = 90° beträgt, und erreicht ein Maximum, wenn θ = 270° be trägt.

Um eine Ablenkung der axialen Strömungsgeschwindig keitsverteilung zu verringern, sollte die Position der Ein spritzdüse in einer Richtung von θ = 90° bezüglich dem Mit telpunkt der Bodenoberfläche der Kraftstoffeinspritzdüse abweichen, wie es im Anspruch 4 der vorliegenden Erfindung beschrieben ist. Dadurch ist es möglich, die Neigung der geneigten Oberfläche von der Kraftstoffeinspritzkammer zu der Einspritzdüse steiler zu machen, da sie sich θ = 90° annähert, und eine axiale Strömungsgeschwindigkeitskompo nente des Kraftstoffs, der in die Einspritzdüse fließt, auch dann zu erhöhen, wenn eine innere Umfangsoberfläche der Kraftstoffeinspritzkammer nicht in einer besonderen Form ausgestaltet ist. Es ist ebenso möglich, die Neigung der geneigten Oberfläche von der Kraftstoffeinspritzkammer zu der Einspritzdüse flacher zu machen, da sie sich an der gegenüberliegenden Seite zum Beispiel θ = 270° annähert, und eine axiale Strömungsgeschwindigkeitskomponente des Kraftstoffs, der in die Einspritzdüse fließt, zu verlangsa men. Als Ergebnis kann eine Ablenkung der axialen Strö mungsgeschwindigkeitsverteilung zuverlässig verringert wer den.

Weiterhin ist es bevorzugt, daß ein gesamter Umfang des Einlasses der Einspritzdüse in einer R-Form (krumm gewölb ten Oberfläche) ausgestaltet ist. Dann wird ein Abreißen des Flusses des Kraftstoffs, der von der Kraftstoffein spritzkammer in den Einlaß der Einspritzdüse fließt, ver hindert, und fließt der Kraftstoff glatt in die Einspritz düse.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1A eine längs geschnittene Ansicht einer Zerstäubungs einheit eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß ei nem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung;

Fig. 1B eine Unteransicht der gleichen;

Fig. 2 eine eine positionelle Beziehung zwischen einer Kraftstoffeinspritzkammer und einer Einspritzdüse schematisch darstellende perspektivische Ansicht;

Fig. 3 eine Darstellung zum Erklären einer Verteilung ei ner Strömungsgeschwindigkeit von Kraftstoff in ei ner axialen Richtung, wenn Kraftstoff die Ein spritzdüse von der Einspritzkammer erreicht;

Fig. 4A eine längs geschnittene Ansicht der Kraftstoffein spritzkammer und der Einspritzdüse gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 4B eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 4A;

Fig. 5A eine längsgeschnittene Ansicht einer Zerstäubungs einheit eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß ei nem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5B eine Unteransicht der gleichen;

Fig. 6 eine dreidimensionale schematische Darstellung ei ner Form des Kraftstoffeinspritzventils der vorlie genden Erfindung in der Nähe der Einspritzdüse;

Fig. 7 eine Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzventils in Fig. 6;

Fig. 8 eine dreidimensionale schematische Darstellung der Anordnung in Fig. 6 schräg von oben gesehen und ebenso eines Aspekts der Einspritzung;

Fig. 9 eine Anordnung eines Kraftstoffeinspritzventils im Stand der Technik;

Fig. 10 eine dreidimensionale schematische Darstellung ei nes Abschnitts in der Nähe der Einspritzdüse des in

Fig. 9 gezeigten Ventils;

Fig. 11 eine Funktionsweise des in den Fig. 9 und 10 ge zeigten Kraftstoffeinspritzventils; und

Fig. 12 eine dreidimensionale schematische Darstellung der Anordnung in Fig. 1 schräg von oben gesehen und ebenso eines Aspekts der Einspritzung.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung von Ausführungs beispielen der vorliegenden Erfindung.

Im folgenden wird die Beschreibung eines ersten Ausfüh rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1A bis 3 gegeben. Wie es in Fig. 1A gezeigt ist, ist in einem hohlen Ventilkörper 11 ein Nadelventil 12 untergebracht, das von einem Magnetventil bzw. Solenoid (nicht gezeigt) geöffnet oder geschlossen wird. Ein Ab schnitt 12a eines großen Durchmessers, der unter dem Nadel ventil 12 ausgebildet ist, steht gleitbar mit dem Ventil körper 11 in Eingriff und ein Kraftstoffeinlaßkanal 13 ist schräg auf einem Außenumfang des Abschnitts 12a eines gro ßen Durchmessers ausgebildet. Wenn der Kraftstoff, der von einer Hochdruckkraftstoffpumpe (nicht gezeigt) dem Ventil körper 11 zugeführt wird, durch den Kraftstoffeinlaßkanal 13 geht, der schräg angeordnet ist, wird ein Kraftstofffluß zu einer Wirbelströmung gewandelt. Ein Auslaß am unteren Ende des Kraftstoffeinlaßkanals 13 steht mit einer Wirbel kammer 14 in Verbindung, welche auf einem Innenumfang des unteren Abschnitts des Ventilkörpers 11 ausgebildet ist, und der Kraftstoff, der durch den Kraftstoffeinlaßkanal 13 geht, wird in der Wirbelkammer 14 zu einer Wirbelströmung gewandelt. Der Abschnitt des Ventilkörpers 11, der niedri ger als die Wirbelkammer 14 ist, ist in einer konischen Form ausgestaltet. An seinem unteren Ende ist ein Ventil sitz 15 in Form eines konischen Rings vorgesehen. Unter dem Ventilsitz 15 ist eine Kraftstoffeinspritzkammer 16 ausge bildet, welche geöffnet oder geschlossen wird, wenn das Na delventil 12 aufwärts oder abwärts bewegt wird. Wenn das Nadelventil 12 geöffnet ist, wird die Wirbelströmung in der Wirbelkammer 14 spiralförmig der Kraftstoffeinspritzkammer 16 zugeführt.

Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist eine innere Boden oberfläche der Kraftstoffeinspritzkammer 16 in einer halb kugelförmigen Form ausgestaltet und ist eine Einspritzdüse 17 schräg auf der Bodenoberfläche ausgebildet. Ein Nei gungswinkel dieser Einspritzdüse 17 ist zum Beispiel auf 20° bezüglich einer Achse des Ventilkörpers 11 (einer Achse der Kraftstoffeinspritzkammer 16) festgelegt. Um eine Ab lenkung einer Strömungsgeschwindigkeitsverteilung in einer axialen Richtung der Kraftstoffeinspritzdüse 17 (hier im weiteren Verlauf als "axiale Strömungsgeschwindigkeitsver teilung" bezeichnet) zu verringern, weicht eine Position der Einspritzdüse 17 geringfügig von dem Mittelpunkt der Bodenoberfläche der Kraftstoffeinspritzkammer 16 ab. Die Richtung einer Abweichung ist eine Richtung, die um 90° von einer Neigungsrichtung der Einspritzdüse 17 zu einer Wir belrichtung des Kraftstoffs bezüglich dem Mittelpunkt der Bodenoberfläche der Kraftstoffeinspritzkammer 16 gedreht ist. Der Betrag einer Abweichung der Einspritzdüse 17 kann auf eine derartige Weise festgelegt sein, daß keine Stufe auf einer Verbindung zwischen der inneren Umfangsoberfläche der Kraftstoffeinspritzkammer 16 und dem Einlaß der Ein spritzdüse 17 ausgebildet wird. Er kann zum Beispiel um un gefähr 60 bis 110 µm von dem Mittelpunkt der Bodenoberflä che der Kraftstoffeinspritzkammer 16 abweichen. Weiterhin ist ein gesamter Umfang des Einlasses der Einspritzdüse 17 in einer R-Form (in einer gebogenen Kurve) ausgebildet und ist die innere Umfangsoberfläche der Kraftstoffeinspritz kammer 16 als eine kontinuierlich glatt gekrümmte Oberflä che mit dem Einlaß der Einspritzdüse 17 verbunden.

Wenn die Einspritzdüse 17 an dem Mittelpunkt der Boden oberfläche der Kraftstoffeinspritzkammer ausgebildet ist, tritt eine Ablenkung in einer axialen Strömungsgeschwindig keitsverteilung von Kraftstoff auf, wie es zuvor beschrie ben worden ist. Wenn ein Drehwinkel in der Wirbelrichtung des Kraftstoffs als θ eingestellt ist, wie es in Fig. 3 ge zeigt ist (Neigungswinkel der Einspritzdüse: θ = 0°), be trägt eine axiale Strömungsgeschwindigkeit θ = 90° und er reicht ein Minimum, wenn θ = 90° beträgt, und erreicht ein Maximum, wenn θ = 270° beträgt.

Als die Einrichtung, um die Ablenkung einer axialen Strömungsgeschwindigkeitsverteilung zu verringern, weicht in dem ersten Ausführungsbeispiel die Position der Ein spritzdüse 17 in einer Richtung von θ = 90° bezüglich dem Mittelpunkt der Bodenoberfläche der Kraftstoffeinspritzkam mer 16 ab, wie es in der Unteransicht in Fig. 1B gezeigt ist. Als Ergebnis wird, je mehr sie sich θ = 90° annähert, desto steiler die geneigte Oberfläche von der Kraftstoff einspritzkammer 16 zu der Einspritzdüse 17 geneigt, und es ist möglich, eine axiale Strömungsgeschwindigkeitskompo nente des Kraftstoffs zu erhöhen, der die Einspritzdüse 17 erreicht. Je mehr sie sich der gegenüberliegenden Seite, zum Beispiel θ = 270°, annähert, desto glatter ist die ge neigte Oberfläche von der Kraftstoffeinspritzkammer 16 zu der Einspritzdüse 17 geneigt, und eine axiale Strömungsge schwindigkeitskomponente des Kraftstoffs, der die Ein spritzdüse 17 erreicht, kann verlangsamt werden. Dies er möglicht es, eine Ablenkung der axialen Strömungsgeschwin digkeitsverteilung zuverlässig zu verringern. Als Ergebnis ist es möglich, eine axiale Strömungsgeschwindigkeitsver teilung des Kraftstoffs auszugleichen, der von dem Auslaß der Einspritzdüse 17 eingespritzt wird, um ein gleichmäßi ges Zerstäuben von Kraftstoff vorzusehen, eine Verbrennbar keit zu verbessern und Effekte, wie zum Beispiel niedrige Kraftstoffkosten, eine niedrige Emission und eine hohe Lei stungsabgabe, zu erhöhen.

Weiterhin ist in dem ersten Ausführungsbeispiel der ge samte Umfang des Einlasses der Einspritzdüse 17 in einer R- Form ausgestaltet und ist eine innere Umfangsoberfläche der Kraftstoffeinspritzkammer 16 als eine kontinuierlich glatt gekrümmte Oberfläche mit dem Einlaß der Einspritzdüse 17 verbunden. Als Ergebnis kann ein Abreißen eines Flusses des Kraftstoffs, der von der Einspritzkammer 16 den Einlaß der Einspritzdüse 17 erreicht, verhindert werden, und kann der Kraftstoff glatt der Einspritzdüse 17 zugeführt werden und kann ein Zerstäubungsvermögen verbessert werden.

Im ersten Ausführungsbeispiel weicht eine Position der Einspritzdüse 17 in einer Richtung von θ = 90° bezüglich dem Mittelpunkt der Bodenoberfläche der Kraftstoffein spritzkammer 16 ab, um eine Ablenkung der axialen Strö mungsgeschwindigkeitsverteilung zu verringern. Jedoch ist die Richtung einer Abweichung nicht auf die Richtung von θ = 90° beschränkt und ein Effekt, um eine Ablenkung der axialen Strömungsgeschwindigkeitsverteilung zu verringern, kann erzielt werden, wenn sie in einer Richtung abweicht, die sich in der Nähe von 90° befindet.

Ebenso ist die Einrichtung zum Verringern einer Ablen kung der axialen Strömungsgeschwindigkeitsverteilung nicht auf die Abweichung der Position der Einspritzdüse be schränkt. Wie es in einem zweiten Ausführungsbeispiel zu sehen ist, das in Fig. 4B gezeigt ist, kann eine Neigung der geneigten Oberfläche von der Kraftstoffeinspritzkammer 21 zu der Einspritzdüse 22 abhängig von der Position der Einspritzdüse 22 in der Umfangsrichtung auf eine unter schiedliche Neigung festgelegt sein. Das heißt, wenn die geneigte Oberfläche von der Kraftstoffeinspritzkammer 21 zu der Einspritzdüse 22 steiler geneigt ist, ist es möglich, eine Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs in einer axialen Richtung auf diesem Abschnitt zu erhöhen. Im Gegen satz dazu ist es möglich, wenn die geneigte Oberfläche von der Kraftstoffeinspritzkammer 21 zu der Einspritzdüse 22 flacher geneigt ist, eine Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs in einer axialen Richtung auf diesem Abschnitt zu verlangsamen. Deshalb ist es durch zweckmäßiges Neigen der geneigten Oberfläche von der Kraftstoffeinspritzkammer 21 zu der Einspritzdüse 22 abhängig von der Ablenkung der axialen Strömungsgeschwindigkeitsverteilung möglich, eine Ablenkung einer axialen Strömungsgeschwindigkeitsverteilung des Kraftstoffs, der die Einspritzdüse 22 erreicht, ohne Vorsehen anderer Komponenten zu verringern und kann ein Zerstäubungszustand des Kraftstoffs, der von dem Auslaß der Einspritzdüse 17 eingespritzt wird, ausgeglichen werden.

Bei dem Kraftstoffeinspritzventil, das in den Fig. 1A und 1B gezeigt ist, ist der Kraftstoffeinlaßkanal 13 schräg auf einer äußeren Umfangsoberfläche des Nadelventils 12 vorgesehen, um eine Wirbelströmung zu erzeugen. In einem dritten Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 5A und 5B gezeigt ist, wird eine Wirbeleinrichtung 32, die aus einem anderen Material als das des Nadelventils 31 besteht, ver wendet, um die Wirbelströmung zu erzeugen. Bei diesem Kraftstoffeinspritzventil ist die Wirbeleinrichtung 32 ei ner zylindrischen Form an einem unteren Abschnitt des Ven tilkörpers 33 mit Kraftaufwand angeordnet und befestigt und ist ein zylindrisches Gleitteil 34 in einem inneren Ab schnitt der Wirbeleinrichtung 32 angeordnet und befestigt und ist das Nadelventil 12 in einem inneren Abschnitt des Gleitteils 34 angeordnet, so daß das Nadelventil gleitend aufwärts und abwärts bewegt werden kann.

Andererseits ist auf einem Außenumfang der Wirbelein richtung 32 ein Kraftstoffeinlaßkanal 35 zum Zuführen des Kraftstoffs nach unten vorgesehen. Das untere Ende dieses Kraftstoffeinlaßkanals 35 ist mit einem ringförmigen Kanal 36 verbunden, der den gesamten Außenumfang der Wirbelein richtung 32 umgibt, und ein Wirbelloch 38, um den Kraft stoff von dem ringförmigen Kanal 36 in eine Wirbelkammer 37 einzubringen, die auf einem unteren Innenumfang der Wirbel einrichtung 32 ausgebildet ist, ist auf eine derartige Weise vorgesehen, daß es sich in einer Tangentialrichtung zu der Wirbelkammer 37 ausdehnt. Der durch den Kraftstoff einlaßkanal 35 eingebrachte Kraftstoff erreicht von dem ringförmigen Kanal 36 durch das Wirbelloch 38 die Wirbel kammer 37 und eine Wirbelströmung wird um das Nadelventil 31 in der Wirbelkammer 37 erzeugt.

In dem dritten Ausführungsbeispiel sind ebenso die Kraftstoffeinspritzkammer 39 und die Einspritzdüse 40 am unteren Ende des Ventilkörpers 32 in der gleichen Struktur wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgestaltet. Das heißt, eine innere Bodenoberfläche der Kraftstoffeinspritz kammer 39 ist in einer halbkugelförmigen Form ausgebildet und eine Einspritzdüse 40 ist schräg auf der Bodenoberflä che vorgesehen. Die Position der Einspritzdüse 40 weicht in einer Richtung von θ = 90° von dem Mittelpunkt der Boden oberfläche der Kraftstoffeinspritzkammer 39 ab und der Be trag einer Abweichung ist in einem derartigen Bereich fest gelegt, daß keine Stufe auf einer Verbindung zwischen der inneren Umfangsoberfläche der Kraftstoffeinspritzkammer 39 und dem Einlaß der Einspritzdüse 40 ausgebildet ist. Wei terhin ist der gesamte Umfang des Einlasses der Einspritz düse 40 in einer R-Form (krumm gebogenen Oberfläche) ausge bildet und ist eine innere Umfangsoberfläche der Kraft stoffeinspritzkammer 39 als eine kontinuierlich glatt ge krümmte Oberfläche mit dem Einlaß der Einspritzdüse 40 ver bunden.

In dem zuvor beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel kann genau der gleiche Effekt wie in dem ersten Ausfüh rungsbeispiel erzielt werden.

Hierbei wird der Effekt eines Ausgleichs der Einspritz zustände des Kraftstoffs in der vorliegenden Erfindung ver gleichsweise mit einer Anordnung im Stand der Technik Bei spiels bewertet. Fig. 9 zeigt eine Anordnung eines Kraft stoffeinspritzventils im Stand der Technik. Fig. 10 zeigt eine dreidimensionale schematische Darstellung, die einen Abschnitt in der Nähe der Einspritzdüse zeigt, die in Fig. 9 gezeigt ist, und Fig. 11 zeigt eine Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzventils in den Fig. 9 und 10 und Fig. 12 zeigt eine dreidimensionale schematische Darstellung, die eine Anordnung in Fig. 10 schräg von oben gesehen zeigt und ebenso einen Aspekt der Einspritzung zeigt. Fig. 6 zeigt eine dreidimensionale schematische Darstellung eines Abschnitts in der Nähe der Einspritzdüse des Kraftstoffein spritzventils gemäß der vorliegenden Erfindung und Fig. 7 zeigt eine Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzventils in Fig. 6. Fig. 8 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der Anordnung in Fig. 6 schräg von oben gesehen und zeigt ebenso einen Aspekt der Einspritzung.

Die Fig. 7 und 11 zeigen jeweils eine Kraftstoffein spritzrichtung und eine Strömungsgeschwindigkeit von Kraft stoff als Vektoren an einer Position, die um 90° von einer Neigungsrichtung der Einspritzdüse in einer Wirbelrichtung des Kraftstoffs gedreht ist und an einer Position, die um 270° gedreht ist. In jeder dieser Figuren sind Vektoren AB und A'B' Vektoren in einer Richtung entlang einer Achse der Wirbelströmung und stellen Vektoren AC und A'C' eine tat sächliche Einspritzrichtung und Strömungsgeschwindigkeit dar. In Fig. 11 ist ein Teil des Vektors AC vergrößert in der Figur dargestellt. Wie es aus dem Vergleich von Fig. 11 mit Fig. 7 ersichtlich ist, gibt es eine Differenz der Ab messung zwischen dem Vektor AC und dem Vektor A'C' in der Anordnung im Stand der Technik, wohingegen bei der Anord nung der vorliegenden Erfindung der Vektor AC und der Vek tor A'C' in der Abmessung zueinander gleich sind, und es ist ersichtlich, daß gemäß der vorliegenden Erfindung ein gleichmäßiger oder ausgeglichener Einspritzzustand erzielt werden kann. Dieser Zustand kann ebenso deutlich aus dem Vergleich von Fig. 12 mit Fig. 8 verstanden werden. Das heißt, ein Abschnitt einer hornähnlichen Form oder eines Kegelstumpfs in dem unteren Abschnitt sowohl von Fig. 12 als auch Fig. 8 stellt eine Einspritzrichtung und Strö mungsgeschwindigkeit von Kraftstoff dar. Eine Länge in ei ner Längsrichtung entspricht einer Strömungsgeschwindig keit. Das heißt, in Fig. 12, die eine Funktionsweise der Anordnung im Stand der Technik zeigt, ist eine Strömungsge schwindigkeit im Falle von 270° höher als im Falle von 90°. In der vorliegenden Erfindung ist sie gleich, wie es in Fig. 8 gezeigt ist.

Das in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen gegebe ne Kraftstoffeinspritzventil ist nicht auf das Kraftstoff einspritzventil für einen Motor eines in den Zylinder ein spritzenden Typs beschränkt und es kann ebenso als ein Kraftstoffeinspritzventil verwendet werden, um Kraftstoff in einen Ansaugkrümmer jedes Zylinders eines Motors einzu spritzen.

Wie es in der vorhergehenden Beschreibung offenbart worden ist, betrifft die vorliegende Erfindung ein Verbes sern einer Gleichmäßigkeit eines Zerstäubens von Kraftstoff in einem Kraftstoffeinspritzventil. Eine innere Bodenober fläche einer Kraftstoffeinspritzkammer, die durch ein Na delventil geöffnet oder geschlossen wird, ist in einer halbkugelförmigen Form ausgestaltet und eine Einspritzdüse ist schräg auf dieser Bodenoberfläche ausgebildet. Um eine Ablenkung einer Strömungsgeschwindigkeitsverteilung des Kraftstoffs, der die Einspritzdüse erreicht, in einer axia len Richtung der Einspritzdüse zu verringern, weicht eine Position der Einspritzdüse in einer Richtung ab, die um 90° von einer Neigungsrichtung der Einspritzdüse zu einer Wir belrichtung des Kraftstoffs hin bezüglich dem Mittelpunkt der Bodenoberfläche der Kraftstoffeinspritzkammer gedreht ist. Dies ist so, da, falls die Einspritzdüse an dem Mit telpunkt der Bodenoberfläche der Kraftstoffeinspritzkammer vorgesehen ist, eine axiale Strömungsgeschwindigkeit bei 90° ein Minimum erreicht und bei 270° ein Maximum erreicht. Die Abweichung der Einspritzdüse ist in einem derartigen Bereich festgelegt, daß keine Stufe auf einer Verbindung zwischen einer inneren Umfangsoberfläche der Kraftstoffein spritzkammer und einem Einlaß der Einspritzdüse erzeugt wird. Weiterhin ist ein gesamter Umfang des Einlasses der Einspritzdüse in einer R-Form (krumm gebogenen Form) ausge staltet und ist eine innere Umfangsoberfläche der Kraft stoffeinspritzkammer als eine kontinuierlich glatt ge krümmte Oberfläche mit dem Einlaß der Einspritzdüse verbun den.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzventil, das einen Ventilkörper auf weist, der ein darin untergebrachtes Nadelventil auf weist, wobei eine Kraftstoffeinspritzkammer, die durch eine Hin- und Herbewegung des Nadelventils geöffnet oder geschlossen wird, auf der Spitze des Ventilkörpers ausgebildet ist, eine Einspritzdüse an dem Boden der Kraftstoffeinspritzkammer schräg zu der Richtung der Hin- und Herbewegung ausgebildet ist und Kraftstoff, der dem Ventilkörper zugeführt wird, wenn das Nadelven til geöffnet ist, spiralenförmig der Kraftstoffein spritzkammer zugeführt wird und Kraftstoff von der Ein spritzdüse eingespritzt wird, wobei:
die Einspritzdüse mit einer Einrichtung zum Verringern einer Ablenkung einer Strömungsgeschwindigkeitsvertei lung des Kraftstoffs, der die Einspritzdüse erreicht, in einer axialen Richtung der Einspritzdüse versehen ist.

2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß eine geneigte Oberfläche von der Kraftstoffeinspritzkammer zu der Einspritzdüse abhängig von einer Position der Einspritzdüse in einer Umfangs richtung auf eine unterschiedliche Neigung festgelegt ist, um eine Ablenkung einer Strömungsgeschwindigkeits verteilung des Kraftstoffs, der die Einspritzdüse er reicht, in einer axialen Richtung der Einspritzdüse zu verringern.

3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Ablenkungsverringerungseinrich tung dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Position der Einspritzdüse von dem Mittelpunkt der Bodenoberfläche der Kraftstoffeinspritzkammer abweicht und eine ge neigte Oberfläche von der Kraftstoffeinspritzkammer zu der Einspritzdüse abhängig von der Position der Ein spritzdüse in einer Umfangsrichtung unterschiedlich ge neigt ist.

4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß eine innere Bodenoberfläche der Kraftstoffeinspritzkammer in einer halbkugelförmigen Form ausgestaltet ist und die Einspritzdüse an einer Position auf der inneren Bodenoberfläche geöffnet ist, die in einer Richtung abweicht, die um 90° von der Nei gungsrichtung zu der Wirbelrichtung des Kraftstoffs be züglich dem Mittelpunkt der inneren Bodenoberfläche ge dreht ist.

5. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Umfang des Einlasses der Einspritzdüse in einer R-förmigen Form ausgestaltet ist.