DE19909548B4

DE19909548B4 - Kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE19909548B4
Application number: DE19909548A
Authority: DE
Inventors: Mamoru Sumida
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-08-24
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2019-03-05
Also published as: US6092741A; DE19909548A1; JP2000064929A; KR100315876B1; KR20000016842A

Abstract

Ein Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine, umfassend:
einen Einspritzventilhauptkörper (1), der eine Einspritzöffnung (5c) zum Einspritzen von Kraftstoff besitzt;
einen Adapter (50), der aus Harz gespritzt und an dem äußersten einspritzseitigen Ende des Einspritzventilhauptkörpers (1) befestigt ist;
eine Vielzahl von Luft-/Kraftstoffmischkanälen (51), die mit einer gleichen Teilung um die axiale Mitte (A) des Adapters (50) herum ausgebildet sind und die eine runde oder ovale Querschnittsform aufweisen, wobei sich die Kanalachsen (B1, B2) der Luft-/Kraftstoffmischkanäle (51) an einem stromaufwärts gelegenen Punkt auf der axialen Mitte (A) mit dem gleichen Neigungswinkel in Bezug auf die axiale Mitte (A) überkreuzen, wobei die Luft-/Kraftstoffmischkanäle (51) ein Hindurchtreten des Kraftstoffes von der Einspritzöffnung (5c) durch die Luft-/Kraftstoffmischkanäle (51) verursachen;
Luftkanäle (52), die in dem Adapter (50) ausgebildet sind, um mit den Luft-/Kraftstoffmischkanälen (51) in Verbindung zu stehen und Luft in die Luft-/Kraftstoffmischkanäle (51) einzuleiten;
eine Platte (24), die so angeordnet ist,...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil des Hilfsluft-Typs (air assist type), das in dem Einlasskanal eines Kraftfahrzeugmotors angeordnet ist und dazu dient, Kraftstoff zusammen mit der Hilfsluft (assist air) in eine Verbrennungskammer einzuspeisen.

9 ist eine Querschnittsansicht, die ein konventionelles Kraftstoffeinspritzventil zeigt, wie es zum Beispiel in der japanischen, nicht geprüften Offenlegungsschrift Nr. 7–103100 offenbart ist. 10 ist eine geschnittene Teilansicht, die den Hauptabschnitt des in 9 gezeigten konventionellen Kraftstoffeinspritzventils darstellt, und 11 ist eine Draufsicht, die einen Adapter zeigt, der in Verbindung mit dem in 9 dargestellten konventionellen Kraftstoffeinspritzventil verwendet wird. Weitere Kraftstoffeinspritzventile, bei denen die Mündungslöcher derart ausgebildet sind, dass sich ihre Mittelachsen schneiden sind aus der US 5,224,458 A bekannt. Ferner ist die DE 40 13 926 C2 zu nennen.

Wie in den jeweiligen Figuren gezeigt, umfasst das Kraftstoffeinspritzventil einen Einspritzventilhauptkörper 1 und einen Adapter 2, der an dem äußersten Ende des Einspritzventilhauptkörpers 1 befestigt ist. Der Einspritzventilhauptkörper 1 umfasst ein Ventilbetätigungssystem, ein elektromagnetisches Betätigungssystem und ein Kraftstoffkanalsystem; diese Systeme sind in einem zylindrisch geformten Gehäuse 3 untergebracht.

Das Ventilbetätigungssystem umfasst einen Stopper 4 und einen Ventilsitzhauptkörper 5, die von dem oberen Abschnitt bis zu dem unteren Abschnitt eines Ventilgehäuseabschnitts 3a angeordnet sind, der an dem unteren Abschnitt des Gehäuses 3 ausgebildet ist. Ein Unterbringungsabschnitt 5a ist entlang der axialen Mittellinie des Ventilsitzhauptkörpers 5 an dem Ventilsitzhauptkörper 5 geformt, und ein Nadelventil 6 ist in dem Unterbringungsabschnitt 5a untergebracht, um sich in der Richtung der Axiallinie des Nadelventils 6 zu bewegen. Eine Einspritzöffnung 5c, die mit dem Unterbringungsabschnitt 5a in Verbindung steht, ist an der äußersten Endfläche 5b des Ventilsitzhauptkörpers 5 geformt.

Das elektromagnetische Betätigungssystem umfasst einen Anker 7, der das obere Ende des Nadelventils 6 einklemmt, einen Kern 9, der durch eine Feder 8 in Reihe mit dem Anker 7 angeordnet ist, eine Buchse 30, die im Inneren des Kerns 9 angeordnet ist, und einen Spulenkörper 11, um den herum eine elektromagnetische Wicklung 10 gewickelt ist, um die obigen Komponenten zu umgeben. Die jeweiligen Komponenten 7, 8, 9, 30, die das elektromagnetische Betätigungssystem bilden, sind in dem oberen Abschnitt des Gehäuses 3 aufgenommen. An einem Mittelpunkt des Kerns 9 und in dessen vertikaler Richtung ist ein Bundabschnitt 9a ausgebildet, und der Kern 9 ist durch Verstemmen (caulking) des Bundabschnitts 9a mit dem Gehäuse 3 in dem Gehäuse 3 fixiert. Eine Muffe 13 ist an dem Gehäuse 3 angeordnet, um einen Anschluss 12 zu schützen, der mit der elektromagnetischen Spule 10 verbunden ist, und um einen anderen Anschluss zu befestigen und zu verbinden.

Das Kraftstoffkanalsystem umfasst einen Filter 14, der auf dem oberen Ende des Kerns 9 befestigt ist, einen ersten Kraftstoffkanal 15a, der in der Buchse 30 geformt ist, so dass der durch den Filter 14 hindurch eingespeiste Kraftstoff durch den ersten Kraftstoffkanal 15a hindurchtritt, einen zweiten Kraftstoffkanal 15b, der entlang der axialen Linie des Ankers 7 von dem ersten Kraftstoffkanal 15a ausgehend kontinuierlich in dem Anker 7 ausgebildet ist, und einen dritten Kraftstoffkanal 15c, der von dem zweiten Kraftstoffkanal 15a ausgehend kontinuierlich zwischen dem Unterbringungsabschnitt 5a des Ventilsitzhauptkörpers 5 und dem äußeren Umfang des Nadelventils 6 ausgebildet ist.

Der Adapter 2 umfasst zwei Luft-/Kraftstoffmischkanäle 19, die einen kreisförmigen Querschnitt besitzen und in die der Kraftstoff, der von der Einspritzöffnung 5c des Einspritzventilhauptkörpers 1 eingespritzt wird, eingeleitet wird, und Luftkanäle 20, die sich in die jeweiligen Luft-/Kraftstoffmischkanäle 19 öffnen, um Luft in diese einzuführen. Der Adapter 2 bewirkt, dass der Kraftstoff, der in die Luft-/Kraftstoffmischkanäle 19 eingespritzt wird, auf die von den Luftkanälen 20 kommende Luft auftrifft und dadurch den Kraftstoff in feine Partikel zerstäubt. Die zwei Luft-/Kraftstoffmischkanäle 19 sind in bezug auf die axiale Mittellinie der Einspritzöffnung 5c symmetrisch ausgebildet, wobei sich ihre Mittellinien an einem Punkt auf der axialen Mittellinie der Einspritzöffnung 5c überschneiden. Ferner stehen die Randabschnitte der an den stromaufwärts befindlichen Endflächen der jeweiligen Luft-/Kraftstoffmischkanäle 19 ausgebildeten Öffnungen auf der axialen Mittellinie der Einspritzöffnung 5c miteinander in Kontakt.

Das Kraftstoffeinspritzventil ist auf einer Halterung 21 befestigt, die integral mit einem Einlasskanal ausgebildet ist, der in Verbindung mit der Verbrennungskammer eines Zylinders steht. Ein Lufteinleit-Anschlussstück 22 ist auf der Halterung 21 befestigt.

Ein Luftzufuhrkanal 23 ist zwischen der äußeren Umfangsfläche des Adapters 2 und der inneren Umfangsfläche der Halterung 21 ausgebildet. Luft wird von dem Lufteinleit-Anschlussstück 22 in den Luftzufuhrkanal 23 eingeleitet und durch den Luftzufuhrkanal 23 und die jeweiligen Luftkanäle 20 den jeweiligen Luft-/Kraftstoffmischkanälen 19 zugeführt.

Eine Platte 24 ist zwischen der äußersten Endfläche 5b des Ventilsitzhauptkörpers 5 und dem Adapter 2 angeordnet und steht in engem Kontakt mit diesen beiden Teilen. Die Platte 24 ist in einem solchen Zustand fixiert, dass sie sich in engem Kontakt mit der äußersten Endfläche 5b des Ventilsitzhauptkörpers 5 befindet, und die jeweiligen Teile sind so ausgebildet, dass die Platte 24 in engen Kontakt mit dem Adapter 2 kommt, wenn der Adapter 2 auf dem Einspritzventilhauptkörper 1 befestigt wird. Kreisförmige Mündungslöcher 24a sind in der Platte 24 ausgebildet, wobei jedes einem jeden Luft-/Kraftstoffmischkanal 19 gegenüberliegt. Folglich ist das Mündungsloch 24a direkt mit dem Luft-/Kraftstoffmischkanal 19 verbunden, ohne dass dazwischen ein Kraftstoffströmungsteiler angeordnet ist. Da die Öffnung 28 des Luftkanals 20 auf jedem der Luft-/Kraftstoffmischkanäle 19 an einer Position, die eine vorbestimmte Distanz von der Endfläche der Platte 24 zu einer stromabwärts befindlichen Seite hin entfernt ist, ausgebildet ist, dient der stromabwärts der Öffnung 28 befindliche Abschnitt des Luft-/Kraftstoffmischkanals 19 im wesentlichen als ein Luft-/Kraftstoffmischkanal.

Wie aus den 9 und 10 ersichtlich ist, ist die Gesamtfläche der Öffnungen der zwei Mündungslöcher 24a kleiner als die Öffnungsfläche eines Sitzabschnitts 5d festgelegt, wenn sich das Nadelventil 6 in der aufwärts gerichteten Richtung bewegt, um dadurch das Ventil zu öffnen. Als Folge davon ist in der Kraftstoffeinspritzung eine Gleichdruckkammer 5e, in der der Druck des Kraftstoffs gleichbleibend gemacht wird, in einem Raum auf der stromaufwärts befindlichen Kraftstoffseite der Platte 24 ausgebildet. Die Kraftstoffeinspritzmenge, die in einen jeweiligen Luft-/Kraftstoffmischkanal 19 eingespeist wird, wird durch die Fläche eines jeden Mündungslochs 24a bestimmt, die jedem Luft-/Kraftstoffmischkanal 19 entspricht. Folglich wird die gleiche Kraftstoffmenge von jedem Mündungsloch 24a, das den gleichen Durchmesser besitzt, gleichmäßig zu jedem Luft-/Kraftstoffmischkanal 19 geliefert. Ferner ist jedes der Mündungslöcher 24a derart geformt, dass es zu jeder der Öffnungen 28 der Luftkanäle 20 gerichtet ist.

Ein O-Ring 25 ist zwischen dem unteren Ende des Adapters 2 und der unteren Endfläche der Halterung 21 angeordnet, so dass diese in einem luftdichten Zustand gehalten sind.

Als nächstes wird die Arbeitsweise des konventionellen Einspritzventils beschrieben werden.

Wenn Kraftstoff in das Kraftstoffeinspritzsystem eingespeist wird, wird der Kraftstoff durch den Filter 14 gefiltert und erreicht den Sitzabschnitt 5d des Ventilsitzhauptkörpers 5 durch die ersten, zweiten und dritten Kraftstoffkanäle 15a, 15b und 15c.

Wenn das elektromagnetische Betätigungssystem des Kraftstoffeinspritzventils betätigt wird, wird das Nadelventil 6 angetrieben und bewegt sich nach oben, der Sitzabschnitt 5d des Ventilsitzhauptkörpers 5 wird geöffnet und der Kraftstoff wird von der Einspritzöffnung 5c eingespritzt. Da die Gleichdruckkammer 5e mit dem Kraftstoff gefüllt ist und ein gleichmäßiger Druck an die Platte 24 angelegt ist, die der Einspritzöffnung 5c zu diesem Zeitpunkt gegenübersteht, wird der Kraftstoff in die jeweiligen Luft-/Kraftstoffmischkanäle 19 eingespritzt, während er durch die kreisförmigen Mündungslöcher 24a, die den gleichen Durchmesser besitzen, gleichmäßig verteilt wird. Das bedeutet, dass die Strömungsraten des Kraftstoffs, der in die jeweiligen Luft-/Kraftstoffmischkanäle 19 einzuspritzen ist, durch die offenen Flächen der Mündungslöcher 24a bestimmt wird, und als Folge davon wird der Kraftstoff separat in die jeweiligen Luft-/Kraftstoffmischkanäle 19 eingespeist, während er durch die jeweiligen Mündungslöcher 24a genau dosiert wird.

Da der Kraftstoff separat durch die Mündungslöcher 24a der Platte 24 eingespeist wird, kann er gleichmäßig eingespritzt werden. Da der Kraftstoff erst einmal in der Gleichdruckkammer 5e gehalten und dann in die Luft-/Kraftstoffmischkanäle 19 eingespritzt wird, wird darüber hinaus das Auftreffen des eingespritzten Kraftstoffs gegen die Luft-/Kraftstoffmischkanäle 19 eingeschränkt, und folglich gibt es auch eine Einschränkung dahingehend, dass der eingespritzte Kraftstoff in der Form von Tröpfchen in einen Motorzylinder tropft. Andererseits wird Hilfsluft von dem Lufteinleit-Anschlussstück 22 in den Luftzufuhrkanal 23 geleitet und von einer seitlichen Richtung durch die jeweiligen Luftkanäle 20 in die jeweiligen Luft-/Kraftstoffmischkanäle 19 eingespeist. Die somit eingespeiste Hilfsluft wird mit dem von den Mündungslöchern 24a eingespeisten Kraftstoff zur Kollision gebracht, um den Kraftstoff auf diese Weise in feine Partikel zu zerstäuben. Der Kraftstoff wird in einer durch die Mündungslöcher 24a verteilten Menge in jede Verbrennungskammer eingespritzt.

In dem konventionellen Kraftstoffeinspritzventil mit der oben beschriebenen Anordnung ist es nicht erforderlich, einen Kraftstoffabzweigungsabschnitt an dem Adapter 2 auszubilden, da Kraftstoff gleichmäßig durch die Mündungslöcher 24a der Platte 24 aufgeteilt wird und durch die Luft-/Kraftstoffmischkanäle 19 hindurchtritt. Deshalb kann der Adapter 2 aus Harz gespritzt werden, welches im Vergleich zu einem Fall, bei dem der Adapter 2 aus Metall besteht, sehr leicht bearbeitet werden kann, da es nicht erforderlich ist, den Adapter 2 korrekt spanend zu bearbeiten, um den Kraftstoff in einer gleichmäßig aufgeteilten Menge strömen zu lassen.

Da in dem konventionellen Kraftstoffeinspritzventil die Randabschnitte der Öffnungen, die an den stromaufwärts befindlichen Endflächen der zwei Luft-/Kraftstoffmischkanäle 19 geformt sind, dazu ausgebildet sind, auf der axialen Mittellinie der Einspritzöffnung 5c miteinander in Kontakt zu kommen, bildet die zwischen den Luft-/Kraftstoffmischkanälen 19 befindliche Trennwand jedoch eine Kante an den stromaufwärts befindlichen Endflächen. Als Folge davon gibt es ein Problem dahingehend, daß, wenn der Adapter 2 aus Harz gespritzt wird, die Randabschnitte abbrechen, da das Harz nicht gut fließt, so daß die Kante in einer ein wenig zu kurzen Form ausgebildet und die Verteilung des Kraftstoffs dadurch beeinträchtigt wird.

Um eine Verbesserung hinsichtlich dieses Problems des konventionellen Kraftstoffeinspritzventils zu erzielen, wird ein Verfahren erwogen, bei dem die Trennwand zwischen den zwei Luft-/Kraftstoffmischkanälen 19 keine Kante an den stromaufwärts befindlichen Endflächen bildet, indem die Positionen, wo die zwei Luft-/Kraftstoffmischkanäle 19 ausgebildet sind, in einer radialen Richtung zu der Außenseite des Kraftstoffeinspritzventils hin verschoben werden. In diesem Fall sind jedoch die Richtungen, in denen Kraftstoff von den Mündungslöchern 24a eingespritzt wird, infolge des Verschiebens der Positionen, wo die Luft-/Kraftstoffmischkanäle l9 in der radialen Richtung zu der Außenseite hin ausgebildet sind, stark von den Kanalmitten der zwei Luft-/Kraftstoffmischkanäle 19 versetzt. Folglich wird ein Problem dahingehend verursacht, dass ein Gasgemisch nicht gut ausgebildet werden kann.

Zur Bewältigung des obigen Problems wird auch darüber nachgedacht, die Positionen, wo die Mündungslöcher 24a geformt sind, in der radialen Richtung zu der Außenseite hin zu verschieben, und zwar entsprechend den Positionen, wo die Luft-/Kraftstoffmischkanäle 19 ausgebildet sind, oder die Neigung der Lochachsen (Kraftstoffeinspritzwinkel) der Mündungslöcher 24a zu erhöhen. In diesen Fällen tritt jedoch ein Problem dahingehend auf, dass es schwierig ist, eine Vielzahl von Löchern mittels einer Presse in die Platte 24 zu stanzen, und die Produktivität wird dadurch gesenkt. Das Verschieben der Positionen, wo die Mündungslöcher 24a ausgebildet sind, in der radialen Richtung zu der Außenseite hin erhöht ferner das Volumen eines Totraums, der stromaufwärts der Platte 24 ausgebildet ist. Wenn kein Kraftstoff eingespritzt wird, gibt es Kraftstoff, dem in dem Totraum kein Kraftstoffdruck auferlegt wird, und des weiteren verändert sich die Menge des Kraftstoffs durch die Verdunstung des Kraftstoffs. Da die Menge des Kraftstoffs in dem Totraum durch eine Zunahme des Totraums stark streut, gibt es ein Problem dahingehend, dass eine einzuspritzende Kraftstoffmenge nicht richtig kontrolliert werden kann, wenn die Einspritzung wiederaufgenommen wird.

Wie oben beschrieben, ist es bei einem Kraftstoffeinspritzventil erforderlich, dass die Versetzung zwischen den Richtungen, in denen Kraftstoff von den Mündungslöchern 24a eingespritzt wird und den Kanalmitten der Luft-/Kraftstoffmischkanäle 19, unterdrückt wird, und auch das Volumen eines Totraums reduziert wird. Ferner ist es erforderlich, die Öffnungen, die an den stromaufwärts befindlichen Endflächen der Luft-/Kraftstoffmischkanäle 19 geformt sind, nahe beieinander anzuordnen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zur Lösung der obigen Probleme gemacht wurde, ist es, ein Kraftstoffeinspritzventil zu schaffen, das derart ausgelegt ist, dass eine Trennwand zwischen Luft-/Kraftstoffmischkanälen, die an einem aus Harz gespritzten Adapter ausgebildet sind, angeordnet ist, um die stromaufwärts befindlichen Endflächen der Kanäle zu trennen, und dass die an den stromaufwärts befindlichen Endflächen der Luft-/Kraftstoffmischkanäle ausgebildeten Öffnungen nahe beieinander angeordnet sind, während die Spritzgusseigenschaften des Adapters und die Kraftstoffverteilungseigenschaften und die Flexibilität des Kraftstoffeinspritzventils hinsichtlich einer Befestigungsposition und Richtung verbessert werden.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Da die vorliegende Erfindung wie oben beschrieben ausgestaltet ist, kann sie die folgenden Vorteile erzielen:

Es wird ein Kraftstoffeinspritzventil geschaffen, durch das die Spritzgusseigenschaften eines Adapters verbessert werden können, während sowohl die Kraftstoffverteilungseigenschaften als auch die Flexibilität des Kraftstoffeinspritzventils hinsichtlich einer Befestigungsposition und Richtung verbessert werden können.

Wenn die Dicke der Trennwand auf wenigstens 0,25 mm festgelegt ist, kann ferner das Auftreten einer Verkürzung an dem stromaufwärts befindlichen Ende zwischen den benachbarten Luft-/Kraftstoffmischkanälen unterdrückt werden, wodurch ausgezeichnete Kraftstoffverteilungseigenschaften erzielt werden können.

1 ist eine Querschnittsansicht, die einen an ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung angebrachten Adapter darstellt;

2 ist eine Draufsicht, die den an das Kraftstoffeinspritzventil gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung angebrachten Adapter zeigt;

3 ist eine Querschnittsansicht, die den um den Adapter des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung herum befindlichen Hauptabschnitt zeigt;

4 ist eine Querschnittsansicht, die das Kraftstoffeinspritzventil gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt;

5 ist eine Querschnittsansicht, die den Hauptabschnitt eines Adapters darstellt, der an ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung angebracht ist;

6 ist eine Draufsicht, die den Hauptabschnitt des an dem Kraftstoffeinspritzventil gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung angebrachten Adapters zeigt;

7 ist eine Draufsicht, die den Hauptabschnitt eines Adapters darstellt, der an ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung angebracht ist;

8 ist eine Querschnittansicht eines Hauptabschnitts, die darstellt, wie ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung montiert ist;

9 ist eine Querschnittsansicht, die ein konventionelles Kraftstoffeinspritzventil zeigt;

10 ist eine geschnittene Teilansicht, die den Hauptabschnitt des konventionellen Kraftstoffeinspritzventils darstellt; und

11 ist eine Draufsicht, die einen bei dem konventionellen Kraftstoffeinspritzventil verwendeten Adapter zeigt.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
1 und 2 sind eine Querschnittsansicht und eine Draufsicht, die jeweils einen an einem Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung angebrachten Adapter zeigen, und 3 ist eine Querschnittsansicht die den Hauptabschnitt um den Adapter des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
In den jeweiligen Figuren ist ein Adapter 50 aus Harz gespritzt und umfasst zwei Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 und Luftkanäle 52, die sich jeweils in die Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 öffnen, um Luft in die Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 einzuspeisen.
Die zwei Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 sind so geformt, dass sie einen kreisförmigen Querschnitt besitzen, außer an einem stromaufwärts befindlichen Ende, an dem sie einen D-förmigen Querschnitt besitzen. Eine Trennwand 53, die eine Dicke T besitzt, ist entlang den stromaufwärts befindlichen Enden der Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 zwischen den Luft-/Kraftstoffmischkanälen 51 ausgebildet. Die Randabschnitte der Öffnungen (virtueller Randabschnitt der Öffnungen) der Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51, die durch Verlängern der kreisförmigen Querschnittsabschnitte der zwei Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 virtuell an der stromaufwärts befindlichen Endfläche des Adapters ausgebildet sind, stehen auf der stromaufwärts befindlichen Endfläche miteinander in Kontakt, wie in 3 durch die gestrichelte Linie angedeutet. Ferner überschneiden sich die Kanalmittellinien B1, B2 der zwei Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 an einem auf der stromaufwärts befindlichen Seite des Adapters gelegenen Punkt auf der axialen Mitte A des Adapters 50. Zusätzlich sind die zwei Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 um die axiale Mitte A herum in einem symmetrischen Verhältnis von 180° angeordnet.
Der wie oben beschrieben ausgebildete Adapter 50 ist an dem äußersten Ende eines Einspritzventilhauptkörpers 1 angeordnet, so dass die axiale Mitte A mit der Lochmitte einer Einspritzöffnung 5c zusammenpasst, um dadurch ein Kraftstoffeinspritzventil zu bilden, wie es in 4 gezeigt ist. Eine Platte 24 ist zwischen der äußersten Endfläche 5b des Ventilsitzhauptkörpers 5 und des Adapters 50 angeordnet. Kreisförmige Mündungslöcher 24a sind an der Platte 24 ausgebildet, wobei jedes Mündungsloch einem jeden Luft-/Kraftstoffmischkanal 51 gegenüberliegt. Jedes der Mündungslöcher 24a ist so ausgebildet, dass es auf jede der Öffnungen 52a des Luftkanals 52 gerichtet ist. Da die Öffnung 52a des Luftkanals 52 auf jedem der Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 an einer Position ausgebildet ist, die eine vorgeschriebene Distanz von der Endfläche der Platte 24 zu einer stromabwärts befindlichen Seite hin entfernt ist, dient der stromabwärts der Öffnung 52a befindliche Abschnitt des Luft-/Kraftstoffmischkanals 51 im wesentlichen als der Luft-/Kraftstoffmischkanal 51.
Das Kraftstoffeinspritzventil der Ausführungsform 1 ist abgesehen von der obigen Anordnung ähnlich wie das in 9 gezeigte Kraftstoffeinspritzventil aufgebaut. Bezugszeichen in 4, die hier nicht erwähnt sind, bezeichnen Teile die mit entsprechenden Teilen in 9 und 10 übereinstimmen.
Als nächstes wird die Betriebsweise des wie oben beschrieben aufgebauten Kraftstoffeinspritzventils erläutert werden.
Wenn Kraftstoff in ein Kraftstoffeinspritzsystem eingespeist wird, wird der Kraftstoff durch einen Filter 14 gefiltert und erreicht den Sitzabschnitt 5d eines Ventilsitzhauptkörpers 5 durch erste, zweite und dritte Kraftstoffkanäle 15a, 15b und 15c.
Wenn das elektromagnetische Betätigungssystem des Kraftstoffeinspritzventils betätigt wird, wird ein Nadelventil 6 angetrieben und bewegt sich aufwärts, der Sitzabschnitt 5d des Ventilsitzhauptkörpers 5 wird geöffnet und der Kraftstoff wird von der Einspritzöffnung 5c eingespritzt. Da eine Gleichdruckkammer mit dem Kraftstoff gefüllt ist und ein gleichmäßiger Druck an die Platte 24 angelegt wird, die der Einspritzöffnung 5c zu diesem Zeitpunkt gegenüberliegt, wird der Kraftstoff in die jeweiligen Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 eingespritzt, während er gleichmäßig durch die kreisförmigen Mündungslöcher 24a, die den gleichen Durchmesser besitzen, verteilt wird. Das bedeutet, dass die Strömungsraten des in die jeweiligen Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 einzuspritzenden Kraftstoffs durch die offenen Bereiche der Mündungslöcher 24a bestimmt werden, und daraus resultierend wird der Kraftstoff separat in die jeweiligen Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 eingespeist, während er durch die jeweiligen Mündungslöcher 24a genau dosiert wird.
Da der Kraftstoff durch die Mündungslöcher 24a der Platte 24 separat eingespeist wird, kann er gleichmäßig eingespritzt werden. Da der Kraftstoff erst einmal in der Gleichdruckkammer gehalten und dann in die Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 eingespritzt wird, wird darüber hinaus der Aufprall des eingespritzten Kraftstoffs gegen die Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 eingeschränkt; und somit besteht auch eine Einschränkung dahingehend, dass der eingespritzte Kraftstoff in der Form von Tröpfchen in einen Motorzylinder tropft. Andererseits wird Hilfsluft von einem Lufteinleit-Anschlussstück 22 in einen Luftzufuhrkanal 23 eingeleitet und von einer seitlichen Richtung durch die jeweiligen Luftkanäle 52 in die jeweiligen Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 eingespeist. Die somit eingespeiste Hilfsluft wird mit dem von den Mündungslöchern 24a eingespeisten Kraftstoff zur Kollision gebracht, um auf diese Weise den Kraftstoff in feine Partikel zu zerstäuben. Der Kraftstoff wird in den durch die Mündungslöcher 24a verteilten Mengen in die jeweiligen Verbrennungskammern eingespritzt.
Gemäß der Ausführungsform 1 kann, da die Trennwand 53 auf den stromaufwärts befindlichen Endflächenseiten der Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 zwischen den Luft-/Kraftstoffmischkanälen 51 ausgebildet ist, der Adapter 50 leicht aus Harz gespritzt werden, ohne dass dabei eine Verkürzung an den stromaufwärts befindlichen Enden zwischen den zwei Luft-/Kraftstoffmischkanälen 51 erzeugt wird. Folglich können die Kraftstoffverteilungseigenschaften des Adapters 50 sichergestellt werden, und Kraftstoff tritt durch die Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 hindurch, während ein Zustand beibehalten wird, bei dem der Kraftstoff gleichmäßig durch die Mündungslöcher 24a der Platte 24 verteilt wird.
Da die oberen Enden der zwei Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 so geformt sind, dass sie den D-förmigen Querschnitt besitzen, können die Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 so ausgebildet werden, dass die virtuellen Randabschnitte der an den stromaufwärts befindlichen Endflächen der zwei Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 befindlichen Öffnungen miteinander in Kontakt stehen. Das bedeutet, dass die an den stromaufwärts befindlichen Endflächen der Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 ausgebildeten Öffnungen nahe beieinander angeordnet werden können, wodurch die Flexibilität des Kraftstoffeinspritzventils hinsichtlich einer Befestigungsposition und Richtung verbessert werden kann.
Da die an den stromaufwärts befindlichen Endflächen der Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 ausgebildeten Öffnungen nahe beieinander angeordnet sind, wird ferner die Verschiebung zwischen der Richtung, in der Kraftstoff von den Mündungslöchern 24a eingespritzt wird, und den Kanalzentren der Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 unterdrückt, und ein Gasgemisch kann somit stabil gebildet werden. Da es nicht erforderlich ist, die Positionen der Mündungslöcher 24a in einer radialen Richtung zu der Außenseite hin entsprechend den Positionen der Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 zu verschieben oder die Neigung der Lochachsen (Kraftstoffeinspritzwinkel) der Mündungslöcher 24a zu erhöhen, können viele Löcher leicht mittels einer Presse aus der Platte 24 ausgestanzt werden, wodurch die Produktivität verbessert werden kann. Weil die Positionen der Mündungslöcher 24 nicht in der radialen Richtung zu der Außenseite hin verschoben werden müssen, wird darüber hinaus das Volumen eines stromaufwärts der Platte 24 ausgebildeten Totraums nicht erhöht, und dadurch kann eine Kraftstoffeinspritzmenge besser kontrolliert werden.
Von dem Gesichtspunkt der Unterdrückung der Verkürzung her, die an den stromaufwärts befindlichen Enden zwischen den Luft-/Kraftstoffmischkanälen 51 erzeugt wird, wenn der Adapter 50 aus einem Harz gespritzt wird, wird die Dicke T der Trennwand 53 vorzugsweise auf mindestens 0,25 mm festgelegt. Die obere Grenze der Dicke T der Trennwand 53 kann unter Berücksichtigung der Toleranzen der Platte 24 und des Adapters 50 festgelegt werden, so dass eine Einspritzströmungsrate, Einspritzmuster und die Kraftstoffverteilung nicht durch die Dicke beeinträchtigt werden, d.h. die Endfläche der Trennwand 53 wird nicht direkt mit dem von den Mündungslöchern 24a eingespritzten Kraftstoff beaufschlagt.
In der Ausführungsform 1 ist die Trennwand 53 mit den kreisförmigen Querschnittsabschnitten der Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 verbunden, wobei die Dicke der Trennwand 53 von den stromaufwärts befindlichen Endflächen bis zu einer stromabwärts befindlichen Seite gleichmäßig ausgebildet ist. In einer Ausführungsform 2 jedoch ist eine Trennwand 53 mit den kreisförmigen Querschnittsabschnitten der Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 verbunden, wobei die Dicke der Trennwand 53 von den stromaufwärts befindlichen Endflächen bis zu einer stromabwärts befindlichen Seite allmählich zunimmt, wie in den 5 und 6 gezeigt. Mit dieser Anordnung können die gleichen Vorteile wie die der Ausführungsform 1 erzielt werden.
In einer Ausführungsform 3 sind drei Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 an einem Adapter vorgesehen, wie in 7 gezeigt.
Genauer gesagt, sind die drei Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 so ausgebildet, dass sie einen kreisförmigen Querschnitt besitzen, außer an einem stromaufwärts befindlichen Ende, an dem sie einen etwa D-förmigen Querschnitt besitzen. Eine Trennwand 53, die eine Dicke T besitzt, ist an den oberen Enden zwischen den Luft-/Kraftstoffmischkanälen 51 ausgebildet. Wie durch die gestrichelten Linien in 7 gezeigt, stehen die virtuellen Randabschnitte der auf den stromaufwärts befindlichen Endflächen der drei Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 gelegenen Öffnungen auf den stromaufwärts befindlichen Endflächen in Kontakt miteinander. Die Kanalmittellinien der drei Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 überkreuzen sich an einem Punkt auf der axialen Mitte des Adapters auf der stromaufwärts befindlichen Seite des Adapters. Ferner sind die drei Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 um die axiale Mitte des Adapters herum in einem symmetrischen 120°-Verhältnis angeordnet.
Die Dicke einer Trennwand 53 ist auf 0,25 mm oder mehr festgelegt und ist geringer als eine Dicke, durch die eine Einspritzmenge, Einspritzmuster und die Kraftstoffverteilung beeinträchtigt würden.
Mit dieser Anordnung können auch in der dritten Ausführungsform die gleichen Vorteile wie die der Ausführungsform 1 erzielt werden, weil die Öffnungen der drei Trennwände 53 auf der stromaufwärts befindlichen Seite der Trennwände nahe beieinanderliegend angeordnet sind.
8 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts, die darstellt, wie ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung befestigt ist.
In 8 sind ein Stopper 4 und ein Ventilsitzhauptkörper 5 an dem unteren Abschnitt des Gehäuses 3 eines Einspritzventilhauptkörpers 1 angeordnet, und ein Nadelventil 6 ist in dem Unterbringungsabschnitt 5a des Ventilsitzhauptkörpers 5 untergebracht, um sich in einer axialen Mittenrichtung zu bewegen. Ein Adapter 50 ist an dem äußersten Ende des Gehäuses 3 befestigt, so dass seine axiale Mitte mit der Lochmitte einer Einspritzöffnung 5c zusammenpasst. Eine Platte 24 ist zwischen der äußersten Endfläche 5b des Ventilsitzhauptkörpers 5 und dem Adapter 50 angeordnet. Kreisförmige Mündungslöcher 24a sind auf der Platte 24 ausgebildet und liegen jeweils einem jeweiligen Luft-/Kraftstoffmischkanal 51 gegenüber. Jedes der jeweiligen Mündungslöcher 24a ist so ausgebildet, dass es auf jede der Öffnungen 52a eines Luftkanals 52 gerichtet ist.
Das Kraftstoffeinspritzventil mit der oben beschriebenen Anordnung ist direkt auf einer Einlassleitung 60 befestigt. Ein Lufteinleitkanal 61 ist an der Einlassleitung 60 angeordnet, und Luft wird durch den Lufteinleitkanal 61 und den Luftkanal 52 in die Luft-/Kraftstoffmischkanäle eingespeist.
Die Ausführungsform 4 ist ähnlich zu der Ausführungsform 1 ausgebildet, außer dass das Kraftstoffeinspritzventil direkt auf der Einlassleitung 60 befestigt ist.
Folglich können mit der Ausführungsform 4 die gleichen Vorteile wie die der Ausführungsform 1 erzielt werden.
Obwohl in der Ausführungsform 4 das Kraftstoffeinspritzventil direkt auf der Einlassleitung 60 befestigt ist, können die gleichen Vorteile sogar dann erzielt werden, wenn das Kraftstoffeinspritzventil direkt auf einen Zylinderkopf montiert wird.
Der Querschnitt des Hauptkanals der Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 (Abschnitt außer der stromaufwärts befindlichen Endseite) ist in den jeweiligen Ausführungsformen als Kreis ausgebildet. Der Querschnitt des Hauptkanals ist jedoch nicht auf diese Form beschränkt und kann z.B. auch als ein Oval (Ellipse) ausgebildet sein. Gleichermaßen ist der Querschnitt der Mündungslöcher 24a nicht auf den Kreis beschränkt.
Obwohl in den obigen jeweiligen Ausführungsformen ein Mündungsloch 24a einem Luft-/Kraftstoffmischkanal 51 gegenüberliegt, können auch zwei oder mehrere Mündungslöcher 24a einem Luft-/Kraftstoffmischkanal 51 gegenüberliegen.
Obwohl sich die obigen jeweiligen Ausführungsformen auf ein Kraftstoffeinspritzventil beziehen, das Kraftstoff in zwei oder drei Richtungen einspritzt, können die gleichen Vorteile sogar dann erzielt werden, wenn sich die Ausführungsformen auf ein Kraftstoffeinspritzventil richten, das vier oder mehrere Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 zum Einspritzen von Kraftstoff in vielen Richtungen besitzt. In diesem Fall ist es ausreichend, dass sich die Kanalmittenlinien der jeweiligen Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 an einem Punkt auf der axialen Mitte des Adapters auf der stromaufwärts befindlichen Seite des Adapters überkreuzen und die jeweiligen Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 mit einer gleichen winkeligen Teilung um die axiale Mitte des Adapters herum ausgebildet sind.
In den obigen jeweiligen Ausführungsformen stehen die virtuellen Randabschnitte der Öffnungen an den stromaufwärts befindlichen Enden der Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 miteinander in Kontakt. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass sie in Kontakt miteinander stehen, sie können auch grob in Kontakt miteinander stehen.
Obwohl in den obigen jeweiligen Ausführungsformen die Mündungslöcher 24a in der Platte ausgebildet sind, kann die Platte auch integral mit dem Ventilsitzhauptkörper 5 ausgebildet sein, und die Mündungslöcher können in dem Ventilsitzhauptkörper 5 geformt sein.
Ferner ist es selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung auf einen beliebigen Typ eines Kraftstoffeinspritzventils angewendet werden kann, solange es sich dabei um ein Kraftstoffeinspritzventil handelt, das dazu ausgelegt ist, dass der von einer Einspritzöffnung eingespritzte Kraftstoff durch die Luft-/Kraftstoffmischkanäle 51 hindurchtritt, nachdem er durch die auf der Platte 24 angeordneten Mündungslöcher 24a verteilt wurde.

Claims

Ein Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine, umfassend: einen Einspritzventilhauptkörper (1), der eine Einspritzöffnung (5c) zum Einspritzen von Kraftstoff besitzt; einen Adapter (50), der aus Harz gespritzt und an dem äußersten einspritzseitigen Ende des Einspritzventilhauptkörpers (1) befestigt ist; eine Vielzahl von Luft-/Kraftstoffmischkanälen (51), die mit einer gleichen Teilung um die axiale Mitte (A) des Adapters (50) herum ausgebildet sind und die eine runde oder ovale Querschnittsform aufweisen, wobei sich die Kanalachsen (B1, B2) der Luft-/Kraftstoffmischkanäle (51) an einem stromaufwärts gelegenen Punkt auf der axialen Mitte (A) mit dem gleichen Neigungswinkel in Bezug auf die axiale Mitte (A) überkreuzen, wobei die Luft-/Kraftstoffmischkanäle (51) ein Hindurchtreten des Kraftstoffes von der Einspritzöffnung (5c) durch die Luft-/Kraftstoffmischkanäle (51) verursachen; Luftkanäle (52), die in dem Adapter (50) ausgebildet sind, um mit den Luft-/Kraftstoffmischkanälen (51) in Verbindung zu stehen und Luft in die Luft-/Kraftstoffmischkanäle (51) einzuleiten; eine Platte (24), die so angeordnet ist, das sie den Abschnitt zwischen dem Einspritzventilhauptkörper (1) und dem Adapter (50) trennt; und Mündungslöcher (24a), die so in der Platte (24) ausgebildet sind, dass sie den Öffnungen der Vielzahl von Luft-/Kraftstoffmischkanälen (51) gegenüberliegen, die auf ihrer stromabwärts gelegenen Seite im Adapter (50) ausgebildet sind, und dass sie den Kraftstoff von der Einspritzöffnung (5c) zu der Vielzahl von Luft-/Kraftstoffmischkanälen (51) verteilen; dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Luft-/Kraftstoffmischkanälen (51) an einem stromaufwärts befindlichen Ende des Adapters (50) eine D-förmige Querschnittsform aufweisen, und dass die Vielzahl von Luft-/Kraftstoffmischkanälen (51) derart geformt ist, dass die virtuellen Randabschnitte ihrer Öffnungen an der stromaufwärts befindlichen Endfläche des Adapters (50) miteinander in Kontakt stehen, und dass ein Teil der Querschnittsform von jedem Luft-/Kraftstoffmischkanal (51) die sich an dem stromaufwärts befindlichen Ende des Adapters (50) befindet, eine lineare Form aufweist, die parallel zu der Tangentiallinie der virtuellen Randabschnitte der Öffnungen ist, die einander benachbart sind, um eine Trennwand (53) auszubilden, die eine vorgeschriebene Dicke (T) zwischen den einander benachbarten Luft-/Kraftstoffmischkanälen (51) besitzt.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (T) der Trennwand (53) wenigstens 0,25 mm beträgt.