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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
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Zum
Beispiel offenbart die japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift
JP-2000-73918 eine Bauart einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (die
auch als ein Injektor bezeichnet wird). Unter Bezugnahme auf die 13 wird
bei dieser Kraftstoffeinspritzvorrichtung Kraftstoff durch Einspritzlöcher 156 eingespritzt,
die durch eine planare Einspritzlochplatte 152 hindurch
ausgebildet sind. Im Allgemeinen ist es bei einer derartigen Kraftstoffeinspritzvorrichtung
möglich,
ein Zerstäubungsniveau
dadurch zu erhöhen, dass
eine durch Mischung einer Kraftstoffströmung durch die Einspritzlöcher verbessert
wird. Wenn der Kraftstoff durch das entsprechende Einspritzloch
hindurchströmt,
das sich in einer Kraftstoffeinspritzrichtung erstreckt, dann hat
das Einspritzloch die Neigung, dass es die Kraftstoffströmung schichtet.
Wenn die Länge
des Einspritzlochs in seiner Durchtrittsrichtung reduziert ist,
dann kann somit eine Zerstäubung eines
Kraftstoffdampfes weiter gefördert
werden. Wenn die planare Einspritzlochplatte 152 so verdünnt ist,
dass die Länge
des Einspritzlochs 156 in dessen Durchtrittsrichtung reduziert
ist, dann kann dadurch die Zerstäubung
des Kraftstoffdampfes weiter gefördert
werden.
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Wenn
jedoch die Einspritzlochplatte verdünnt wird, dann besteht eine
erhöhte
Wahrscheinlichkeit eines Ermüdungsbruches
der Einspritzlochplatte, der durch den Kraftstoffdruck verursacht
wird. Wenn die Einspritzlochplatte verdünnt wird, dann muss somit die
Einspritzlochplatte durch ein anderes Bauteil verstärkt werden.
Insbesondere im Falle einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die
den Kraftstoff direkt in eine entsprechende Brennkammer einer Benzinkraftmaschine
einspritzt, erreicht der Kraftstoffdruck 5 bis 12 MPa, der das 16-40-fache
desjenigen Kraftstoffdruckes einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung
ist, die den Kraftstoff in ein Einlassrohr einspritzt, so dass es
erforderlich ist, eine ausreichende Festigkeit bei der Einspritzlochplatte
vorzusehen.
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Zum
Beispiel bei der in der 13 gezeigten Kraftstoffeinspritzvorrichtung
ist eine Halteplatte 154 angrenzend an einer stromabwärtigen Endfläche der Einspritzlochplatte 152 vorgesehen,
die sich an einer Seite befindet, die einem Ventilkörper 150 entgegengesetzt
ist. Die Halteplatte 154 ist an eine zylindrische Buchse 158 geschweißt, die
wiederum an den Ventilkörper 150 geschweißt ist.
Auf diese Art und Weise wird die Einspritzlochplatte 152 bezüglich des Ventilkörpers 150 gesichert.
Durch eine Verstärkung der
Einspritzlochplatte 152 durch die Halteplatte 154 kann
eine ausreichende Sicherheit der Einspritzlochplatte 152 hinsichtlich
eines Ermüdungsbruches durch
die Halteplatte 154 erreicht werden, auch wenn die Einspritzlochplatte 152 auf
ein gewisses Maß verdünnt ist.
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Falls
jedoch bei der Halteplatte 154 und der Buchse 158,
die in der 13 gezeigt sind, die Anzahl
der Bauteile erhöht
ist, dann führt
dies in nachteilhafter Weise zu einer erhöhten Komplexität des Aufbaus
und zu erhöhten
Herstellungskosten. Darüber
hinaus ist die Montage der Platten langwierig und somit ist die
industrielle Produktivität
der Kraftstoffeinspritzvorrichtung verringert.
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Außerdem ist
bei der japanischen ungeprüften
Patentoffenlegungsschrift JP-2000-73918 eine andere Bauart einer
Kraftstoffeinspritzvorrichtung offenbart, bei der die Einspritzlochplatte
und die Halteplatte jeweils an den Ventilkörper geschweißt sind. Bei
dieser Kraftstoffeinspritzvorrichtung werden die Platten ein Mal
an den Ventilkörper
geschweißt,
während
sich die Platten teilweise miteinander überlappen. Somit ist der Energieverbrauch
zur Zeit des Schweißvorganges
in nachteilhafter Weise erhöht,
so dass die Herstellungskosten erhöht werden, und die Zeit wird
ebenfalls in nachteilhafter Weise verlängert, die zum Schweißen erforderlich
ist, was zu einer verringerten industriellen Produktivität der Kraftstoffeinspritzvorrichtung
führt.
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Weitere
Kraftstoffeinspritzvorrichtungen sind aus der US-A-5 540 387 und
der JP-2002-202032 A bekannt.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
vorzusehen, die die Zerstäubung
von Kraftstoffdampf fördern
kann und einen einfachen Aufbau aufweist, und die insbesondere eine
Reduzierung der Herstellungskosten und eine Erhöhung der industriellen Produktivität ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorgesehen, die
einen Ventilkörper,
ein Ventilelement, eine Einspritzlochplatte und einen Düsenhalter
aufweist. Der Ventilkörper
hat eine stromabwärtige
Endöffnung,
einen Kraftstoffkanal, der mit der stromabwärtigen Endöffnung in Verbindung ist, und
einen Ventilsitz, der angrenzend an der stromabwärtigen Endöffnung angeordnet ist. Das
Ventilelement befindet sich radial im Inneren des Ventilkörpers, und
es ist an dem Ventilsitz des Ventilkörpers setzbar. Die Einspritzlochplatte
hat eine Abdeckungswand, die die stromabwärtige Endöffnung des Ventilkörpers abdeckt.
Die Abdeckungswand hat zumindest ein Einspritzloch, das durch die Abdeckungswand
hindurch ausgebildet ist. Der Düsenhalter
nimmt den Ventilkörper
auf. Der Düsenhalter
hat einen Stützabschnitt,
der eine stromabwärtige Endfläche der
Abdeckungswand der Einspritzlochplatte stützt. Die Abdeckungswand der
Einspritzlochplatte hat einen dünnen
Wandabschnitt und einen dicken Wandabschnitt. Der dünne Wandabschnitt deckt
die stromabwärtige
Endöffnung
des Ventilkörpers
ab, und der dicke Wandabschnitt ist um den dünnen Wandabschnitt ausgebildet.
Das zumindest eine Eingriffsloch ist durch den dünnen Wandabschnitt der Abdeckungswand
hindurch ausgebildet.
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Die
Abdeckungswand hat eine Verstärkungsrippe,
die radial außerhalb
des Einspritzlochs angeordnet ist. Ein Abschnitt der Abdeckungswand, der
eine vorstehende Länge
aufweist, die kleiner ist als jene der Verstärkungsrippe, ist an dem Ventilkörper geschweißt.
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Die
Erfindung wird zusammen mit zusätzlichen
Merkmalen und Vorteilen davon aus der folgenden Beschreibung, den
beigefügten
Ansprüchen
und den beigefügten
Zeichnungen ersichtlich, wobei:
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die
nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist;
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2 zeigt
eine ausschnittartige vergrößerte Ansicht
der 1, und sie zeigt einen eingekreisten Abschnitt
in der 1;
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Anbringungsposition der Kraftstoffeinspritzvorrichtung
des Injektors gemäß der 1;
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4A zeigt
eine Querschnittsansicht einer Abwandlung eines Schweißaufbaus
einer Einspritzlochplatte des Kraftstoffinjektors, der in der 1 gezeigt
ist;
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4B zeigt
eine Querschnittsansicht einer anderen Abwandlung de Schweißaufbaus
der Einspritzlochplatte;
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4C zeigt
eine Querschnittsansicht einer weiteren Abwandlung des Schweißaufbaus
der Einspritzlochplatte;
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5 zeigt
eine vergrößerte schematische Querschnittsteilansicht
einer im Allgemeinen planaren Wand der Einspritzlochplatte des Injektors,
der in der 1 gezeigt ist;
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6 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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7 zeigt
eine ausschnittartig vergrößerte Ansicht
der 6, und sie zeigt ein Hauptmerkmal der Kraftstoffeinspritzvorrichtung
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
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8 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Anbringung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung
des ersten Ausführungsbeispiels
an eine Kraftmaschine;
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9A zeigt
eine vergrößerte Querschnittsteilansicht
einer Verschweißung
zwischen einer Einspritzlochplatte und einem Ventilkörper bei
der Kraftstoffeinspritzvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels;
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9B zeigt
eine Bodenansicht entsprechend der 9A, und
sie zeigt die Verschweißung zwischen
der Einspritzlochplatte und dem Ventilkörper bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung
des ersten Ausführungsbeispiels;
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10 zeigt
eine Querschnittsansicht ähnlich
wie die 8, und sie zeigt einen Betrieb
der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
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11 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Hauptmerkmales einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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12A zeigt eine vergrößerte Querschnittsteilansicht
einer Verschweißung
zwischen einer Einspritzlochplatte und einem Ventilkörper bei der
Kraftstoffeinspritzvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels;
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12B zeigt eine Bodenansicht entsprechend der 12A, und sie zeigt die Verschweißung zwischen
der Einspritzlochplatte und dem Ventilkörper bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung
des zweiten Ausführungsbeispiels;
und
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13 zeigt
eine vergrößerte Querschnittsansicht
einer bislang vorgeschlagenen Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
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Ein
erstes Beispiel, das nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist,
wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Die 1 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (die
auch als ein Injektor bezeichnet wird) 10, und die 2 zeigt
eine ausschnittartige vergrößerte Ansicht
der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10. Die 3 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Anbringungsposition der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10.
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Bei
dem gegenwärtigen
Beispiel ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 unter
Bezugnahme auf die 3 eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
für eine Benzinkraftmaschine
der Direkteinspritzbauart, die den Kraftstoff direkt in eine Brennkammer 106 der Benzinkraftmaschinen
einspritzt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 ist an
einem Zylinderkopf 102 angebracht, der die Brennkammer 106 umgibt.
Es sollte klar sein, dass die vorliegende Erfindung alternativ durch
eine andere Kraftstoffeinspritzvorrichtung ausgeführt werden
kann, die den Kraftstoff in ein Einlassrohr einspritzt. Darüber hinaus
ist vorliegende Erfindung nicht auf die Benzinkraftmaschine beschränkt, und
sie kann durch eine Dieselkraftmaschine ausgeführt sein.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 und 2 hat ein
Düsenhalter 30 einen
Flansch 28, und er ist in ein entsprechendes Aufnahmeloch
eingefügt,
das in dem Zylinderkopf 102 ausgebildet ist (3).
Beim Einfügen
des Düsenhalters 30 in
das Aufnahmeloch schlägt
der Flansch 28 an den Zylinderkopf 102 an, so
dass der Düsenhalter 30 relativ
zu dem Zylinderkopf 102 positioniert ist. Der Düsenhalter 30 hat
eine zylindrische Innenumfangswand 32, die einen Innendurchmesser
aufweist, der sich schrittweise zu der Brennkammer hin verkleinert.
Eine Einspritzlochplatte 38, ein Ventilkörper 34 und
eine Düsennadel 42 sind
in dieser Reihenfolge von einer Seite der Brennkammer in einen zylindrischen
Innenraum 40 untergebracht, der durch die Innenumfangswand 32 umgeben
ist. Ein Stützabschnitt 49 ist
an einem stromabwärtigen
Enden (das heißt
an einem Ende an der Seite der Brennkammer) des Düsenhalters 30 ausgebildet.
Der Stützabschnitt 49 ist
so gekrümmt,
dass er sich entlang einer stromabwärtigen Endfläche (das heißt einer
Endfläche
an der Seite der Brennkammer) der Einspritzlochplatte 38 erstreckt.
Der Stützabschnitt 49 ist
mit einer ringartigen Form ausgebildet. Ein Innendurchmesser des
Stützabschnittes 49 ist kleiner
als ein Außendurchmesser
der Einspritzlochplatte 38. Eine stromaufwärtige Endfläche des
Stützabschnittes 49,
die sich an der Seite befindet, die der Brennkammer entgegengesetzt
ist, stützt
eine stromabwärtigen
Endfläche
einer im Allgemeinen planaren Wand (die als eine Abdeckungswand
der vorliegenden Erfindung dient) 39 der Einspritzlochplatte 38, die
sich an der Seite befindet, die dem Ventilkörper 34 entgegengesetzt
ist. Die Einspritzlochplatte 38 ist verstärkt, ohne
dass die Anzahl der Bauteile erhöht ist,
indem der Düsenhalter 30 mit
dem Stützabschnitt 49 versehen
ist, der dadurch ausgebildet ist, dass sich das Düsenhalter 30 zu
der stromabwärtigen Endfläche der
planaren Wand 39 der Einspritzlochplatte 38 erstreckt,
die sich an der Seite befindet, die dem Ventilkörper 34 entgegengesetzt
ist, und dass dann der Düsenhalter 30 entlang
der Einspritzlochplatte 38 an der Seite der Brennkammer
so gebogen wird, dass er mit der Einspritzlochplatte 38 in
Kontakt ist. Die Form des Stützabschnittes 49 ist
nicht auf die ringartige Form beschränkt, und sie kann irgendeine andere
geeignete Form sein, die dadurch ausgebildet wird, dass der Düsenhalter 30 entlang
der Einspritzlochplatte 38 an seiner Seite der Brennkammer so
gebogen wird, dass er die stromabwärtige Endfläche der planaren Wand 39 an
jener Seite stützt,
die dem Ventilkörper 34 entgegengesetzt
ist. Darüber
hinaus dient der Düsenhalter 30 zum
positionieren des Ventilkörpers 34 relativ
zu dem Zylinderkopf 102 durch den Flansch 28.
Bei dem gegenwärtigen
Beispiel muss der Düsenhalter 30 nicht
in dieser Art und Weise wirken, und somit kann der Düsenhalter 30 irgendein
beliebiges Bauelement sein, das den Ventilkörper 34 aufnehmen
kann. Zum Beispiel können
ein Bauelement, das den Ventilkörper 34 aufnimmt,
und ein Bauelement getrennt vorgesehen sein, das die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 relativ
zu dem Zylinderkopf 102 positioniert.
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Die
Einspritzlochplatte 38 ist in dem Abschnitt des Innenraums 40 des
Düsenhalters 30 aufgenommen,
der der Brennkammer 106 am nächsten ist. Ein bevorzugtes
Material der Einspritzlochplatte 38 beinhaltet zum Beispiel
einen Edelstahl. Wie dies in der 2 gezeigt
ist, hat die Einspritzlochplatte 38 die planare Wand 39 und
eine Umfangswand 37, die sich von einer Außenumfangskante
der planaren Wand 39 in einer stromaufwärtigen Richtung erstreckt (das
heißt
in einer nach oben gerichteten Richtung gemäß der 2). Somit
ist die Einspritzlochplatte 38 als ein Becherkörper geformt,
der eine Bodenwand aufweist. Die Einspritzlochplatte 38 wird zum
Beispiel dadurch ausgebildet, dass eine Edelstahlplatte zu einer
Becherform gezogen wird. Es ist zu beachten, dass die Einspritzlochplatte 38 zu
einer Form einer vollständig
ebenen Platte ohne Umfangswand 37 abgewandelt werden kann.
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Die
Umfangswand 37 der Einspritzlochplatte 38 ist
zylindrisch, und sie ist mit der Innenumfangswand 32 des
Düsenhalters 30 in
Eingriff. Durch Eingreifen der Umfangswand 37 in die Innenumfangswand 32 des
Düsenhalters 30 wird
die Einspritzlochplatte 38 relativ zu dem Düsenhalter 30 mit
hoher Genauigkeit radial positioniert. Die Umfangswand 37 wird
an die Innenumfangswand 32 des Düsenhalters 30 durch
einen Laserstrahl geschweißt,
der entlang des gesamten Umfanges einer Außenumfangwandfläche des
Düsenhalters 30 gestrahlt
wird. Wenn die Umfangswand 37 an den Düsenhalter 30 lasergeschweißt wird,
während
die planare Wand 39 zwischen dem Düsenhalter 30 und dem Ventilkörper 34 eingeklemmt
ist, wird die Einspritzlochplatte 38 relativ zu dem Düsenhalter 30 mit
hoher Gleitkontakt positioniert. Wenn darüber hinaus die Umfangswand 37 an
den Düsenhalter 30 entlang
des gesamten Durchmessers geschweißt wird, dann ist es möglich, das Austreten
von Kraftstoff durch einen Raum zwischen der Außenumfangwandfläche der
Umfangswand 37 und dem Düsenhalter 30 zu einer
Auslassseite der Einspritzlöcher 45 nach
einem Austreten durch eine Raum zwischen dem Ventilkörper 34 und
der planaren Wand 39 zu verhindern.
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Die 4A–4C zeigen
Querschnittsansichten von Abwandlungen des Schweißaufbaus
der Einspritzlochplatte 38. Wie dies in der 4A gezeigt
ist, kann die Umfangswand 37 mit dem Ventilkörper 34 in
Eingriff gelangen, und die Umfangswand 37 kann an den Ventilkörper 34 geschweißt werden. Wie
dies in der 4B gezeigt ist, kann die planare Wand 39 alternativ
an dem Düsenhalter 30 geschweißt werden.
In einer weiteren Alternative, die in der 4C gezeigt
ist, kann die planare Wand 39 an den Ventilkörper geschweißt werden.
Falls der Ventilkörper 34 und
die Einspritzlochplatte 38 miteinander laserverschweißt werden,
dann ist es erforderlich, einen Weg zum Verhindern einer thermischen
Verformung des Ventilkörpers 34 vorzusehen,
um eine hohe Genauigkeit einer Größe eines Ventilsitzes 36 zu
erzielen.
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Wie
dies in der 2 gezeigt ist, ist die planare
Wand 39 der Einspritzlochplatte 38 zu einer runden
Scheibe geformt, die eine runde Aussparung in der Mitte der runden
Scheibe an der stromabwärtigen Seite
davon aufweist (das heißt
an der Seite der Brennkammer). Die planare Wand 39 hat
einen runden dünnen
Wandabschnitt 34 und einen ringartigen dicken Wandabschnitt 41,
der sich entlang des Außenumfangsabschnittes
des dünnen
Wandabschnittes 34 erstreckt. Eine Wanddicke des dünnen Wandabschnittes 34 ist
vorzugsweise gleich oder größer als
ein Wert, der dadurch erhalten wird, dass eine Wanddicke des dicken Wandabschnittes 41 mit 0,4
multipliziert wird, die aber nicht kleiner als ein Wert ist, der
dadurch erhalten wird, dass die Wanddicke des dicken Wandabschnittes 41 mit
1 multipliziert wird. Durch Verdicken des dicken Wandabschnittes 41 kann
die Länge
des Einspritzloches 45 in dessen Durchtrittsrichtung verkürzt werden,
während
der dünne
Wandabschnitt 43 verdünnt
wird, und während die
Festigkeit der planaren Wand 39 aufrechterhalten wird.
Die stromabwärtige
Endfläche
des dicken Wandabschnittes 41, der sich an jener Seite
befindet, die dem Ventilkörper 34 entgegengesetzt
ist, ist durch den Stützabschnitt 49 des
Düsenhalters 30 gestützt. Vorzugsweise
ist ein Außendurchmesser
des dicken Wandabschnittes 41 gleich oder kleiner als ein
Wert, der dadurch erhalten wird, dass ein Innendurchmesser der stromabwärtigen Endöffnung 51 des
Ventilkörpers 34 mit
2 (Zwei) multipliziert wird. Durch Reduzieren eines Verhältnisses
des dünnen Wandabschnittes 43 relativ
zu der gesamten planaren Wand 39 in der vorstehend beschriebenen
Art und Weise kann die Sicherheit der planaren Wand 39 gegenüber dem
Ermüdungsbruch
verbessert werden. Die Vielzahl Einspritzlöcher 45 ist in dem
dünnen
Wandabschnitt 43 ausgebildet. Durch Vorsehen der Vielzahl
Einspritzlöcher 45 kann
eine wirksame Kraftstoffdampfkonfiguration erzielt werden. Es ist
jedoch zu beachten, dass die Anzahl der Einspritzlöcher 45 auf
1 geändert
werden kann. Die Zerstäubung
des Kraftstoffdampfes wird weiter verbessert, wenn die Länge des
Einspritzlochs 45 in dessen Durchtrittsrichtung relativ
zu dem Innendurchmesser des Einspritzloches 45 weiter verkürzt wird.
Dementsprechend ist die Wanddicke des dünnen Wandabschnittes 43 in
wünschenswerter
Weise gleich oder kleiner als ein Wert, der dadurch erhalten wird,
dass der Innendurchmesser des Einspritzloches 45 mit 2
(Zwei) multipliziert wird.
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Die 5 zeigt
eine schematische Ansicht der planaren Wand 39 der Einspritzlochplatte 38.
Die planare Wand 39 ist angeordnet, dass der dünne Wandabschnitt 43 der
planaren wand 39 eine stromabwärtige Endöffnung 51 abdeckt,
die in dem Ventilkörper 34 ausgebildet
ist. Darüber
hinaus ist die planare Wand 39 geringfügig gekrümmt, und sie ist somit in der
stromaufwärtige
Richtung zu der Öffnung 51 konvex.
Durch das geringfügige
Krümmen
der planeren Wand 39 in der stromaufwärtigen Richtung zu der Öffnung 51 kann
die planare Wand 39 gegen eine Umfangskante der Öffnung 51 des
Ventilkörpers 34 gedrückt werden.
Wenn die planare Wand 39 gegen die Umfangskante der Öffnung 51 des
Ventilkörpers 34 gedrückt wird,
wird der Kraftstoffdruck nur auf den inneren Abschnitt der planaren
Wand 39 aufgebracht, der sich innerhalb der Öffnung 51 befindet, und
der Kraftstoffdruck wird nicht auf den äußeren Abschnitt der planaren
Wand 39 aufgebracht, der sich außerhalb der Öffnung 51 befindet.
Wenn der Druckaufnahmeflächeninhalt
der planaren Wand 39 reduziert wird, dann wird der Kraftstoffdruck
erhöht. Daher
wird eine Verformung der planaren Wand 39 durch den Kraftstoffdruck
beschränkt.
Darüber
hinaus kann durch das Krümmen
des dünnen Wandabschnittes 43 der
planaren Wand 39 in der stromaufwärtigen Richtung zu der Öffnung 51 eine Verformung
des dünnen
Wandabschnittes 53 beschränkt werden, die dann induziert
werden könnte, wenn
eine externe Kraft auf den dünnen Wandabschnitt 43 von
der stromaufwärtigen
Seite der Öffnung 51 aufgebracht
wird. Die Sicherheit der planaren Wand gegenüber dem Ermüdungsbruch kann dadurch verbessert
werden, dass die Funktion zum Erhöhen der Sicherheit der planaren
Wand gegen den Ermüdungsbruch
verbessert wird, was durch die beschränkte Verformung der planaren Wand
erhöht
wird, und zwar über
die Wirkung zum Reduzieren der Sicherheit der planaren Wand gegen den
Ermüdungsbruch,
der durch eine Erhöhung
des Kraftstoffdruckes induziert wird.
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Wie
dies in der 2 gezeigt ist, ist der Ventilkörper 34 an
die Innenumfangswand 32 des Düsenhalters 30 durch
das Laserschweißen
gesichert. Die distale Endfläche
des Ventilkörpers 34 ist
mit der planaren Wand 39 der Einspritzlochplatte 38 in
Eingriff. Die zylindrische Innenumfangswand 33 des Ventilkörpers 34 definiert
darin einen Kraftstoffkanal 31. Der konische Ventilsitz 36 ist
in der Innenumfangswand 33 des Ventilkörpers 34 ausgebildet.
Wenn die Düsennadel 42 an
den Ventilsitz 36 gesetzt wird, dann wird der Kraftstoffkanal 31 geschlossen.
Die Öffnung 51,
die sich an dem stromabwärtigen
Ende des Kraftstoffkanals 31 befindet, entspricht einer stromabwärtigen Endöffnung des
Kraftstoffinjektors. Die Öffnung 51 ist
durch den dünnen
Wandabschnitt 43 der Einspritzlochplatte 38 abgedeckt.
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Die
Düsennadel 42 dient
als ein Ventilelement des Kraftstoffinjektors. Eine stromabwärtige Endfläche (das
heißt
eine distale Endfläche) 47 der Düsennadel 42,
die sich an der Seite der Einspritzlochplatte davon befindet, hat
eine ebene runde Form. Wenn die Düsennadel 42 an den
Ventilsitz 36 gesetzt wird, dann werden die distale Endfläche 47 der
Düsennadel 42 und
die Einspritzlochplatte 38 nahe aneinander positioniert.
Somit hat ein im Allgemeinen flacher Kraftstoffraum 43,
der durch die distale Endfläche
(stromabwärtige
Endfläche) 47 der
Düsennadel 42,
der Einspritzlochplatte 38 und der Innenumfangswand 33 des
Ventilkörpers 34 definiert ist,
eine stumpfe Form, die in der axialen Richtung relativ eng ist und
die in der radialen Richtung relativ breit ist.
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Wie
dies in der 1 gezeigt ist, ist ein rohrförmiges Element
(Gehäuse) 24 in
einem stromaufwärtigen
Ende des Innenraumes 40 des Düsenhalters 30 aufgenommen,
der sich an jener Seite befindet, die der Brennkammer entgegengesetzt
ist, und es ist an dem Düsenhalter 30 durch
einen Schweißvorgang
gesichert. Das rohrförmige
Element 24 hat einen ersten magnetischen Abschnitt 26,
einen nichtmagnetischen Abschnitt 22 und einen zweiten magnetischen
Abschnitt 14, die in dieser Reihenfolge von der Seite der
Brennkammer angeordnet sind. Der nichtmagnetische Abschnitt 22 verhindert
einen magnetischen Kurzschluss zwischen dem ersten magnetischen
Abschnitt 26 und dem zweiten magnetischen Abschnitt 14.
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Ein
bewegbarer Kern 48 besteht aus einem magnetischen Material
und ist mit einer zylindrischen Form ausgebildet. Der bewegbare
Kern 48 ist sicher an einem stromaufwärtigen Ende 44 der
Düsennadel 42 geschweißt, dass
sich an jener Seite befindet, die entgegengesetzt zu den Einspritzlöchern 45 ist.
Der bewegbare Kern 48 bewegt sich zusammen mit der Düsennadel 42 in
dem Innenraum des rohrförmigen Elementes 24 hin
und her. Ein Auslassloch 46, das eine zylindrische Wand
des bewegbaren Kerns 48 durchdringt, bildet einen Kraftstoffkanal,
der mit der Innenseite der zylindrischen Wand des bewegbaren Kernes 48 und
mit der Außenseite
der zylindrischen Wand des bewegbaren Kernes 48 in Verbindung
ist.
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Ein
ortsfester Kern 20 besteht aus einem magnetischen Material
und ist mit einer zylindrischen Form ausgebildet. Der ortsfeste
Kern 20 ist in dem Innenraum des rohrförmigen Elementes 24 eingefügt, und
er ist an das rohrförmige
Element 24 durch einen Schweißvorgang gesichert. Der ortsfeste
Kern 20 ist an einer stromaufwärtigen Seite des bewegbaren Kernes 48 angeordnet.
Die entgegengesetzt zu der Brennkammer ist, und er ist dem bewegbaren
Kern zugewandt.
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Ein
Einstellrohr 16 ist ein rohrförmiges Element, das mittels
einer Presspassung in den ortsfesten Kern 20 eingepasst
ist, und das einen Kraftstoffkanal bildet. Eine Feder 18 hat
ein Ende, das mit dem Einstellrohr 16 in Eingriff ist,
und das andere Ende ist dem bewegbaren Kern 48 in Eingriff.
Durch Einstellen der Presspasstiefe des Einstellrohrs 16 kann
eine Last der Feder 18 geändert werden, die auf den bewegbaren
Kern 48 aufgebracht wird. Der bewegbare Kern 48 und
die Düsennadel 42 werden
zu dem Ventilsitz 36 durch die Druckkraft der Feder 18 gedrückt.
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Eine
Spule 52 ist um einen Spulenkörper 50 gewickelt.
Ein Anschluss 56 ist als Einlegeteil mit einem Stecker
vergossen, und er ist mit der Spule 52 elektrisch verbunden.
Wenn ein elektrischer Strom in die Spule 52 eingespeist
wird, dann wirkt eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem bewegbaren
Kern 48 und dem ortsfesten Kern 20, und der bewegbare
Kern 48 wird zu dem ortsfesten Kern 20 gegen die
Druckkraft der Feder 18 angezogen.
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Ein
Filter 12 ist stromaufwärts
von dem ortsfesten Kern 20 angeordnet und beseitigt Staub
und Schmutz aus dem Kraftstoff, der der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 durch
ein Rohr (nicht gezeigt) zugeführt
wird. Der in dem ortsfesten Kern 20 durch den Filter 12 zugeführte Kraftstoff
tritt durch den Kraftstoffkanal des Einstellrohrs 16, das
Auslassloch 46 des bewegbaren Kerns 48, den Innenraum 40 des Düsenhalters 30 und
den Kraftstoffkanal 31 des Ventilkörpers 34 hindurch.
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Wenn
die Düsennadel 42 von
dem Ventilsitz 36 weg angehoben wird, dann wird der Kraftstoffkanal 31 des
Ventilkörpers 34 geöffnet, und
somit wird der Kraftstoff durch die Einspritzlöcher 45 eingespritzt.
Dabei werden Kraftstoffflüsse
in dem Kraftstoffraum 53, der zwischen der distalen Endfläche 47 der
Düsennadel 42 und
der Einspritzlochplatte 38 definiert ist, durch den ringartigen
Raum zugeführt,
der zwischen dem Ventilsitz 36 und der Düsennadel 42 definiert
ist. Die Kraftstoffströme
die in den Kraftstoffraum 53 zugeführt werden, werden durch die
distale Endfläche 47 der
Düsennadel 42 und
die Einspritzlochplatte 38 zur Mitte des ringartigen Raumes
geführt,
der zwischen dem Ventilsitz 36 und der Düsennadel 42 definiert ist,
und sie kollidieren miteinander, so dass sie eine turbulente Strömung bilden.
Dann wird der Kraftstoff in die Einspritzlöcher 45 zugeführt und
durch die Einlassluftleitung 45 hindurch ausgelassen. Wenn
der Kraftstoff in die Einspritzlöcher 45 als
die turbulente Strömung
zugeführt
wird und durch die Einspritzlöcher 45 hindurch
ausgelassen wird, ohne dass er durch die Einspritzlöcher 45 geschichtet wird,
dann wird die Zerstäubung
des Kraftstoffdampfes gefordert, der durch die Einspritzlöcher 45 hindurch
ausgelassen wird. Wenn der darüber
hinaus die Dicke des dünnen
Wandabschnittes 43 so ausgewählt ist, dass sie gleich oder
kleiner als jener Wert ist, der dadurch erhalten wird, dass der
Innendurchmesser des Einspritzloches mit 2 multipliziert wird, dann
wird die Länge
des Einspritzlochs 45 relativ zu dem Innendurchmesser des
Einspritzlochs 45 verkürzt.
Somit wird die Schichtwirkung des Einspritzlochs 45 zum
Schichten der turbulenten Kraftstoffströmung reduziert. Infolgedessen
wird die Zerstäubung
des Kraftstoffdampfes weiter gefördert.
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Wenn
der Kraftstoff in den Kraftstoffraum 53 zugeführt wird,
der zwischen der stromabwärtigen Endfläche 47 der
Düsennadel 42 und
der Einspritzlochplatte 38 definiert ist, dann wird der
Kraftstoffdruck mit 5 bis 12 MPa auf den dünnen Wandabschnitt 43 der
Einspritzlochplatte 38 aufgebracht. Der dicke Wandabschnitt 41 ist
um den dünnen
Wandabschnitt 43 der Einspritzlochplatte 38 ausgebildet,
und das Verhältnis
des dicken Wandabschnittes 43 relativ zu der gesamten planaren
Wand 39 der Einspritzlochplatte 38 ist relativ klein.
Somit wird eine Verformung der planaren Wand 39 weiter
beschränkt,
die durch den Kraftstoffdruck induziert wird, wenn dies mit einem
Fall verglichen wird, bei dem die Wanddicke der planaren Wand 39 vollständig verdünnt ist.
Darüber
hinaus ist die stromabwärtige
Endfläche
der planaren Wand 39 der Einspritzlochplatte 38,
die sich an jener Seite befindet, die den Ventilkörper 34 entgegengesetzt
ist, durch den Stützabschnitt 49 des
Düsenhalters 30 gestützt. Somit
wird ebenfalls eine Verformung der planaren Wand 39 der
Einspritzlochplatte 38 durch den Stützabschnitt 49 des
Düsenhalters 30 beschränkt. Infolgedessen
wird die Zerstäubung
des Kraftstoffdampfes dadurch gefördert, dass der dünne Wandabschnitt 43 in
dem Abschnitt der Einspritzlochplatte 38 ausgebildet ist,
das die Einspritzlöcher 45 in dem
dünnen
Wandabschnitt 43 ausgebildet sind, dass der dicke Wandabschnitt 41 um
den dünnen Wandabschnitt 43 ausgebildet
ist und dass die stromabwärtige
Endfläche
der planaren Wand der Einspritzlochplatte 38 unter Verwendung
des Düsenhalters 30 gestützt wird,
während
eine ausreichende Sicherheit der Einspritzlochplatte 38 gegenüber dem Ermüdungsbruch
erreicht wird, der durch den Kraftstoffdruck induziert werden würde. Darüber hinaus
ist die stromabwärtige
Endfläche
der planaren Wand 39 der Einspritzlochplatte 38,
die sich an jener Seite befindet, die dem Ventilkörper 34 entgegengesetzt
ist, durch den Stützabschnitt 49 des
Düsenhalters 30 gestützt. Somit
wird eine Verformung der planaren Wand 39 der Einspritzlochplatte 38 durch
den Stützabschnitt 49 des
Düsenhalters 30 beschränkt. Daher kann
die Dicke der planaren Wand 39 teilweise oder vollständig verdünnt sein,
um so die Länge
des Einspritzloches 45 in dessen Durchtrittsrichtung zu
reduzieren. Infolgedessen wird die Zerstäubung des Kraftstoffdampfes
dadurch gefördert,
dass die stromabwärtige
Endfläche
der planaren Wand 39, die sich an jener Seite befindet,
die dem Ventilkörper 34 entgegengesetzt
ist, unter Verwendung des Düsenhalters 30 gestützt wird,
während
die ausreichende Sicherheit der Einspritzlochplatte 38 gegenüber dem Ermüdungsbruch
erzielt wird, der durch den Kraftstoffdruck induziert werden würde. Darüber hinaus kann
die Sicherheit der Einspritzlochplatte 38 gegenüber dem
Ermüdungsbruch
der Einspritzlochplatte 38 durch einen einfachen Aufbau
verbessert werden, ohne dass die Anzahl der Bauteile erhöht ist,
in dem die planare Wand 39 der Einspritzlochplatte 38 unter Verwendung
des Düsenhalters 30 gestützt wird.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Die 6 und 7 zeigen
eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf die 8 ist
eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 210 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel an
einen Zylinderkopf 204 angebracht, der eine Brennkammer 202 einer
Benzinkraftmaschine umschließt,
und sie ist eine Direkteinspritzbauart, die den Kraftstoff direkt
in die Brennkammer 202 einspritzt.
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Wie
dies in der 6 gezeigt ist, ist ein Gehäuse 211 mit
einer zylindrisch Form ausgebildet. Das Gehäuse 211 hat einen
ersten magnetischen Abschnitt 212, einen nichtmagnetischen
Abschnitt 213 und einen zweiten magnetischen Abschnitt 214, die
koaxial angeordnet sind. Der nichtmagnetische Abschnitt 213 verhindert
einen magnetischen Kurschluss zwischen dem ersten magnetischem Abschnitt 212 und
dem zweiten magnetischen Abschnitt 214. Ein ortsfester
Kern 215 besteht aus einem magnetischen Material, und er
ist als ein zylindrischer Körper
geformt. Außerdem
ist der ortsfeste Kern 215 koaxial an dem Gehäuse 211 an
einer Stelle gesichert, die radial im Inneren des Gehäuses 211 ist.
Ein bewegbarer Kern besteht aus einem magnetischen Material, und
er ist als zylindrischer Körper
geformt. Außerdem
ist der bewegbare Kern 218 koaxial an einer Stelle radial
im Inneren des Gehäuses 211 positioniert.
Der bewegbare Kern 218 kann in der axialen Richtung an
einer Stelle stromabwärts
von dem ortsfesten Kern 215 hin und her bewegt werden.
Ein Auslassloch 219, das durch eine Umfangswand des bewegbaren
Kerns 218 hindurchtritt, bildet einen Kraftstoffkanal,
der die Außenseite
und die Innenseite des bewegbaren Kernes 218 verbindet.
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Ein
Spulenkörper 240 ist
radial außerhalb des
Gehäuses 211 angeordnet,
und eine Spule 241 ist um den Spulenkörper 240 gewickelt.
Ein Stecker 242, der durch Spritzgießen eines Kunststoffes ausgebildet
ist, deckt Außenumfangsabschnitte
des Spulenkörpers 240 und
der Spule 241 ab. Ein Anschluss 243 ist in den
Stecker 242 eingefügt
und mit der Spule 241 elektrisch verbunden. Wenn die Spule 241 durch
den Anschluss 243 mit Strom versorgt wird, dann wird eine
magnetische Anziehungskraft zwischen dem ortsfesten Kern 215 und
dem bewegbaren Kern 218 aufgebaut.
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Wie
dies in den 6 und 7 gezeigt
ist, ist ein Düsenhalter 220 als
ein zylindrischer Körper geformt
und koaxial an einem stromabwärtigen
Ende des Gehäuses 211 gesichert.
Ein Ventilkörper 221 ist als
ein zylindrischer Körper
geformt und fest an einer Stelle geschweißt, die sich radial im Inneren
des stromabwärtigen
Endes des Düsenhalters 220 befindet.
Eine Innenumfangswandfläche
des Ventilkörpers 221 definiert
einen Kraftstoffkanal 222. Darüber hinaus bildet die Innenumfangswandfläche des
Ventilkörpers 221 an
einer Stelle angrenzend an einer stromabwärtigen Endöffnung 223 des Ventilkörpers 221 einen
konischen Ventilsitz 224, der einen Innendurchmesser aufweist,
der sich zu der stromabwärtigen
Endöffnung 223 verringert.
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Eine
Einspritzlochplatte 226 ist als ein Becherkörper geformt,
der eine Umfangswand 227 und eine im Allgemeinen planare
Wand (Basiswand) 228 aufweist, und zwar zum Beispiel durch
einen Ziehprozess einer Edelstahlplatte.
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Wie
dies in den 7, 9A und 9B gezeigt
ist, ist ein stromabwärtiges
Ende des Ventilkörpers 221 koaxial
an die Umfangswand 227 an einer Stelle radial im Inneren
der Umfangswand 227 gepasst. Eine Endfläche 221a des stromabwärtigen Endes
des Ventilkörpers 221 ist
mit einer Innenwandfläche 228a der
planaren Wand 228 in Eingriff und wird durch diese abgedeckt.
Die planare Wand 228 dient nämlich als eine Abdeckungswand
der vorliegenden Erfindung. Darüber
hinaus ist die Einspritzlochplatte 226 bezüglich des
Ventilkörpers 221 durch einen
Eingriff zwischen der Umfangswand 227 und dem Ventilkörper 221 radial
positioniert. Der Düsenhalter 220 umgibt
einen Außenumfangsabschnitt
der Umfangswand 227, während
ein kleiner Zwischenraum zwischen dem Düsenhalter 220 und
dem Außenumfangsabschnitt
der Umfangswand 227 angeordnet ist.
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Eine
Vielzahl Einspritzlöcher 229 ist
in der Mitte der planaren Wand 228 ausgebildet, die eine runde
Scheibenform aufweist. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Einspritzlöcher 229 in
gleichen Winkelintervallen entlang eines gemeinsamen Kreises angeordnet,
dessen Mitte an der Mittelachse O der planaren Wand 228 ist.
Eine Durchtrittsrichtung der entsprechenden Einspritzlöcher 229 ist
relativ zu der Mittelachse O der planaren Wand 228 angewinkelt,
um dazwischen einen vorbestimmten Winkel zu definieren. Es sollte
klar sein, dass eine geeignete Anzahl von zusätzlichen Einspritzlöchern 229 radial innerhalb
der Einspritzlöcher 229 vorgesehen
sein kann, die entlang des gemeinsamen Kreises in der vorstehend
beschriebenen Art und Weise bei diesem Ausführungsbeispiel angeordnet sind.
Darüber
hinaus kann die Anzahl der Einspritzlöcher 229 auf 1 abgewandelt
werden, sofern dies angemessen ist, auch wenn eine geeignete Dampfkonfiguration
in einfacher Weise dadurch erzeugt werden kann, dass die Vielzahl
der Einspritzlöcher 229 vorgesehen
ist.
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Eine
Verstärkungsrippe 230 ist
einstückig
in der planaren Wand 228 derart ausgebildet, dass die Verstärkungsrippe 230 an
einer Seite vorsteht, die dem Ventilkörper 221 entgegengesetzt
ist. Die Verstärkungsrippe 230 ist
radial außerhalb
der radialäußersten
Einspritzlöcher 229 angeordnet,
und sie hat einen ringartigen seitlichen Querschnitt, der sich kontinuierlich
in der Umfangsrichtung der planaren Wand 228 erstreckt.
Bei dem gegenwärtigen
Ausführungsbeispiel
entsprechen alle Einspritzlöcher 229 den
radialäußersten
Einspritzlöchern 229.
Falls jedoch die inneren Einspritzlöcher 229 radial innerhalb
von den äußeren Einspritzlöchern 229 vorgesehen
sind, die entlang des gemeinsamen Kreises angeordnet sind, dann
entsprechen die Einspritzlöcher 229 außer den inneren
Einspritzlöchern 229,
die radial im Inneren von den äußeren Einspritzlöchern 229 entlang
des gemeinsamen Kreises vorgesehen sind, den äußersten Einspritzlöchern 229.
Falls außerdem
nur ein Einspritzloch 229 vorgesehen ist, dann entspricht
das nur eine Einspritzloch 229 dem äußersten Einspritzloch 229.
Die Mittelachse der Verstärkungsrippe 230 stimmt
mit der Mittelachse O der planaren Wand 228 überein,
und ein Innendurchmesser der Verstärkungsrippe 230 ist
größer als
ein Innendurchmesser der Öffnung 223 des
Ventilkörpers 221.
Durch die Anordnung ist die Öffnung 223 durch
einen radial inneren Abschnitt (dünner Wandabschnitt) 231 der
planaren Wand 228 abgedeckt, der sich radial im Inneren der
Verstärkungsrippe 230 befindet.
Die Öffnung 223 ist
nämlich
durch den dünnen
Wandabschnitt 231 der planaren Wand 228 abgedeckt,
in der die Einspritzlöcher 229 vorgesehen
sind, und die Verstärkungsrippe 230 ist
nicht vorhanden. Nachfolgend wird dieser Abschnitt 231 als
ein Düsenabschnitt 231 bezeichnet.
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Darüber hinaus
ist bei der planaren Wand 228 ein Basisabschnitt 233 der
Verstärkungsrippe 230 an
den Ventilkörper 221 geschweißt, so dass
die Einspritzlochplatte 226 axial positioniert wird. Bei dem
gegenwärtigen
Ausführungsbeispiel,
wie es in der 9A gezeigt ist, ist der Basisabschnitt 233 der Verstärkungsrippe 230 an
das stromabwärtige
Ende des Ventilkörpers 221 rundum
durch einen Laserstrahl geschweißt, der an den Basisabschnitt 233 von einem
Punkt gestrahlt wird, der sich radial außerhalb der Verstärkungsrippe 230 befindet,
und zwar in einer Richtung, der relativ zu der Mittelachse O angewinkelt
ist. Wie dies in der 9B gezeigt ist, erstreckt sich
der verschweißte
Abschnitt (oder in einfacher Weise als eine Verschweißung bezeichnet)
der planaren Wand 228, die an den Ventilkörper 221 geschweißt ist,
auf diese Art und Weise kontinuierlich in der Umfangsrichtung an
der Stelle radial außerhalb der äußersten
Einspritzlöcher 229.
Wenn die planare Wand 229 rundum verschweißt ist,
dann wird eine ausreichende Fügefestigkeit
der Verschweißung
erzielt, und ein Austreten von Kraftstoff durch einen Raum zwischen
dem Ventilkörper 221 und
der planaren Wand 228 und dann durch einen Raum zwischen dem
Ventilkörper 221 und
der Umfangswand 227 nach außen kann verhindert werden.
Wenn darüber hinaus
der Basisabschnitt 233 der Verstärkungsrippe 230 der
planaren Wand 228 an dem Ventilkörper 221 verschweißt ist,
dann ist der Schweißabschnitt
durch die Verstärkungsrippe 230 verstärkt, um
so die Fügefestigkeit
der Verschweißung
zu verstärken.
Außerdem
ist bei der planaren Wand 228 der relativ dünne Basisabschnitt 233 der
Verstärkungsrippe 230,
der eine vorstehende Länge
aufweist, die kleiner ist als eine Länge eines distalen Endes der
Verstärkungsrippe 230,
an den Ventilkörper 221 geschweißt. Hierbei
wird die vorstehende Länge
von einer stromaufwärtigen
Endfläche
der planaren Wand 228 gemessen. Durch diese Schweißstruktur
wird der Energieverbrauch zur Zeit des Schweißens reduziert, und die zum
Schweißen
erforderliche Zeit wird auch reduziert. Dies ermöglicht eine Reduzierung der
Herstellungskosten und eine Verbesserung der industriellen Produktivität.
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Eine
Düsennadel 236,
die als ein Ventilelement der vorliegenden Erfindung dient, ist
radial im Inneren des Gehäuses 211,
des Düsenhalters 220 und
des Ventilkörpers 221 in
einer koaxial Beziehung mit diesen aufgenommen. Ein stromaufwärtiges Ende
der Düsennadel 236 ist
mit dem bewegbaren Kern 218 verbunden, so dass sie sich
einstückig
mit dem bewegbaren Kern 218 hin und her bewegt. Ein stromabwärtiges Ende
der Düsennadel 236 ist
an dem Ventilsitz 224 des Ventilkörpers 221 setzbar. Wenn
die Düsennadel 236 an
den Ventilsitz 224 gesetzt wird, dann wird eine Verbindung
zwischen einem unteren Ende des Kraftstoffkanals 222, der
in dem Ventilkörper 221 definiert
ist, und dem entsprechenden Einspritzloch 229 der Einspritzlochplatte 226 verhindert.
Wenn die Düsennadel 236 andererseits
von dem Ventilsitz 224 weg angehoben wird, dann wird eine
Verbindung zwischen dem Kraftstoffkanal 222 und dem entsprechenden
Einspritzloch 229 ermöglicht.
Wie dies in den 9A und 9B gezeigt
ist, hat eine stromabwärtige
Endfläche 236a der
Düsennadel 236 bei
dem gegenwärtigen
Ausführungsbeispiel
eine im Allgemeinen ebene Fläche. Durch
diese Anordnung hat ein Kraftstoffraum 235, der durch die
stromabwärtige
Endfläche 236a der Düsennadel 236,
die Innenwandfläche 228a der
planaren Wand 228 der Einspritzlochplatte 226 und
die Innenumfangswandfläche
des Ventilkörpers 221 definiert
ist, eine stumpfe Form, die in ihrer axialen Richtung relativ eng
ist, und die in ihrer radialen Richtung relativ breit ist, wenn
die Düsennadel 236 an
den Ventilsitz 224 gesetzt wird.
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Unter
Bezugnahme auf die 6 ist ein Einstellrohr 237 mittels
einer Presspassung radial im Inneren des ortsfesten Kernes 215 eingepasst
und definiert darin einen Kraftstoffkanal. Eine Feder 238 hat ein
Ende, das mit dem Einstellrohr 237 in Eingriff ist, und
das andere Ende ist mit dem bewegbaren Kern 218 in Eingriff.
Die Feder 238 drückt
den bewegbaren Kern 218 und die Düsennadel 236 zu dem
Ventilsitz 224. Durch Einstellen eines Einfügungstiefenbetrages
des Einstellrohres 237 kann eine Last der Feder 238 geändert werden,
die auf den bewegbaren Kern 218 und die Düsennadel 236 aufgebracht
wird.
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Ein
Filter 239 ist stromaufwärts von dem ortsfesten Kern 215 angeordnet
und beseitigt Schmutz und Staub aus dem Kraftstoff, der der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 210 durch
ein Kraftstoffleitungsrohr (nicht gezeigt) zugeführt wird. Der in den ortsfesten Kern 215 durch
den Filter 239 zugeführte
Kraftstoff tritt durch den Kraftstoffkanal des Einstellrohres 237, den
Kraftstoffkanal des bewegbaren Kernes 218, den Kraftstoffkanal
des Auslassloches 219, den Kraftstoffkanal des Düsenhalters 220 und
den Kraftstoffkanal 222 des Ventilkörpers 221 hindurch.
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Bei
der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 210 wird die Düsennadel 236 von
dem Ventilsitz 224 weg angehoben, wenn der bewegbare Kern 218 zu
dem ortsfesten Kern 215 bei einer Erregung der Spule 241 angezogen
wird, wie dies in der 10 gezeigt ist. Somit ist der
Kraftstoffkanal 222 des Ventilkörpers 221 mit dem
entsprechenden Einspritzloch 229 in Verbindung, so dass
der Kraftstoff durch das entsprechende Einspritzloch 229 eingespritzt
wird. Dabei wird der Kraftstoff in den Kraftstoffraum 235 zugeführt, der
sich stromaufwärts
von dem Raum 234 befindet, der zwischen dem Ventilsitz 224 und
der Düsennadel 236 definiert
ist. Der in den Kraftstoffraum zugeführte Kraftstoff wird entlang
der stromabwärtigen
Endfläche 236a der
Düsennadel 236 und
der Innenwandfläche 238a der
planaren wand 228 der Einspritzlochplatte 226 geführt und
bildet eine Rückwärtsströmung, die
zu dem Raum 234 strömt,
der zwischen dem Ventilsitz 224 und der Düsennadel 236 definiert
ist. Die Rückwärtsströmung, die
von dem Kraftstoffraum 235 zu dem Raum 234 strömt, kollidiert
mit der Vorwärtsströmung, die
von dem Raum 234 zu dem Kraftstoffraum 235 strömt. Somit
wird eine turbulente Strömung
bei der Kollision der Rückwärtsströmung und
der Vorwärtsströmung erzeugt. Wenn
der Kraftstoff in der Form der turbulenten Strömung den Einspritzlöchern 229 zugeführt wird
und durch die Einspritzlöcher 229 eingespritzt
wird, ohne dass er in den Einspritzlöchern 229 geschichtet
wird, dann wird eine Zerstäubung
des Kraftstoffdampfes gefördert,
der durch die Einspritzlöcher 229 ausgelassen
wird. Darüber
hinaus kann bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 210 die
Länge des
entsprechenden Einspritzloches 229 in dessen Durchtrittsrichtung reduziert
werden, in dem die Wanddicke von zumindest dem Düsenabschnitt 231 der
planaren Wand 228 der Einspritzlochplatte 226 minimiert
wird. Auf diese Art und Weise wird die Schichtwirkung der Kraftstoffströmung bei
dem entsprechenden Einspritzloch 229 reduziert, und somit
wird die Zerstäubung
des Kraftstoffdampfes weiter gefördert.
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Wenn
darüber
hinaus bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 210 der Kraftstoff
in den Kraftstoffraum 235 zugeführt wird, dann wird ein Kraftstoffdruck
von 5 bis 12 MPa auf den Düsenabschnitt 231 der
planaren Wand 228 der Einspritzlochplatte 226 aufgebracht,
die die Öffnung 223 des
Ventilkörpers 221 abdeckt.
Jedoch ist bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 210 die
Verstärkungsrippe 230 radial
außerhalb
des Düsenabschnittes 231 bei
der Einspritzlochplatte 226 angeordnet. Auch bei dem vorstehend
beschriebenen Fall, bei dem die Dicke des Düsenabschnittes 231 der
planaren Wand 228 relativ klein ist, wird eine Verformung
der planaren Wand 228 durch den Kraftstoffdruck in vorteilhafter
Weise somit durch die Verstärkungsrippe 230 beschränkt. Insbesondere bei
der vorstehend beschriebenen Kraftstoffeinspritzvorrichtung 210 erstreckt
sich die Verstärkungsrippe 230 kontinuierlich
in der Umfangsrichtung der planaren Wand 228, so dass die
Verstärkungswirkung
der Verstärkungsrippe 230 im
Allgemeinen einheitlich in der Umfangsrichtung ist, was zu einer
verbesserten Haltbarkeit der Einspritzlochplatte 226 führt. Wie
dies bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 210 vorstehend beschrieben
ist, wird die Zerstäubung
des Kraftstoffdampfes gefördert,
während
eine ausreichende Druckbeständigkeit
der Einspritzlochplatte 226 gegen den Kraftstoffdruck mit
einer kleineren Anzahl von Bauteilen erreicht wird. Infolgedessen
können eine
Reduzierung der Herstellungskosten und eine Verbesserung der industriellen
Produktivität
erzielt werden.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Die 11 zeigt
eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung. Jene Bauteile, die gleich zu den Bauteilen
sind, die unter Bezugnahme auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben
sind, sind durch dieselben Bezugszeichen angegeben.
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Bei
der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 250 des zweiten Ausführungsbeispiels
ist ein dicker Wandabschnitt 252, der eine Wanddicke aufweist, die
dicker ist als die Wanddicke des Düsenabschnittes 231,
der mit den Einspritzlöcher 229 versehen
ist, in einem äußeren Bereich
der planaren wand 228 ausgebildet, der sich radial außerhalb
des Düsenabschnittes
(innerer Bereich) 231 an der planaren Wand 228 der
Einspritzlochplatte 226 befindet. Der dicke Wandabschnitt 252 hat
einen im Allgemeinen ringartigen seitlichen Querschnitt, der sich
in Umfangsrichtung um die Achse O erstreckt. Eine ausgesparte Nut 254 ist
in einem radial mittleren Bereich des dicken Wandabschnittes 252 vorgesehen
und mündet
in eine Außenwandfläche 282b der
planaren Wand 282. Die Nut 254 ist eine ringartige
Nut, die sich kontinuierlich in der Umfangsrichtung des dicken Wandabschnittes 252 um
die Achse O erstreckt. Bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 250 bildet
ein radialinnerer Bereich des dicken Wandabschnittes 252, der
sich radial im Inneren der Nut 254 befindet, die Verstärkungsrippe 230,
die sich kontinuierlich in der Umfangsrichtung der planaren Wand 288 erstreckt. Eine
derartige Verstärkungsrippe 230 kann
in einfacher Weise dadurch ausgebildet werden, dass der dicke Wandabschnitt 252 zum
Beispiel durch einen Ziehprozess ausgebildet wird und dass das die
Nut 254 ausgebildet wird.
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Darüber hinaus
ist bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 250 die axiale
Wanddicke (vorstehende Länge)
eines Bodenabschnittes 256 der Nut 254 im Allgemeinen
gleich der axialen Wanddicke des Düsenabschnittes 231.
Darüber
hinaus ist die planare Wand 228 der Einspritzlochplatte 226 dadurch
axiale positioniert, dass der Bodenabschnitt 256 der Nut 254 an
den Ventilkörper 221 geschweißt ist.
Wie dies in der 12A gezeigt ist, ist bei dem
gegenwärtigen Ausführungsbeispiel
der Bodenabschnitt 256 an dem stromabwärtigen Ende des Ventilkörpers 221 rundum durch
den Laserstrahl geschweißt,
der auf den Bodenabschnitt 256 in einer Richtung gestrahlt
wird, die im Allgemeinen parallel zu der Mittelachse O ist. Wie dies
in der 12B gezeigt ist, erstreckt auf
diese Art und Weise der Schweißabschnitt
(Verschweißung) der
planaren Wand 228 kontinuierlich in der Umfangsrichtung
an der Stelle radial außerhalb
der äußersten
Einspritzlöcher 229.
Wie dies vorstehend bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 250 beschrieben ist,
ist der Bodenabschnitt 256, der dünner ist als der Rest des dicken
Wandabschnittes 252 der planaren Wand 228, an
den Ventilkörper 212 geschweißt. Der Bodenabschnitt 256,
der eine vorstehende Länge aufweist,
die kleiner ist als die Länge
der Verstärkungsrippe 230,
ist nämlich
an den Ventilkörper 212 geschweißt. Somit
kann der Energieverbrauch zur Zeit des Schweißvorganges reduziert werden,
und die zum Schweißen
erforderliche Zeit kann ebenfalls reduziert werden. Dies ermöglicht eine
Reduzierung der Herstellungskosten und eine Verbesserung der industriellen
Produktivität.
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Bei
dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist die vorliegende Erfindung als die Kraftstoffeinspritzvorrichtung
der Direkteinspritzbauart ausgeführt,
die den Kraftstoff direkt in die entsprechende Brennkammer der Benzinkraftmaschine
einspritzt. Es sollte jedoch klar sein, dass die vorliegende Erfindung
gleichsam auch auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung anwendbar
ist, die den Kraftstoff in ein Einlassrohr der Benzinkraftmaschine
einspritzt. Darüber
hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Benzinkraftmaschine
beschränkt,
und sie kann gleichsam auf eine Dieselkraftmaschine angewendet werden.
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Bei
dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist die Verstärkungsrippe 230 vorgesehen,
die sich in der Umfangsrichtung an der planaren Wand 228 (die
als die Abdeckungswand dient) der Einspritzlochplatte 226 kontinuierlich
erstreckt. An Stelle der Verstärkungsrippe 230 ist
es möglich,
eine Vielzahl unterbrochener Verstärkungsrippen vorzusehen, die
in der Umfangsrichtung der planaren Wand 228 angeordnet
sind. In einem derartigen Fall, bei dem die unterbrochenen Verstärkungsrippen
bei dem dritten Ausführungsbeispiel
vorgesehen sind, können
die Verstärkungsrippen
dadurch vorgesehen werden, dass eine Vielzahl unterbrochener ausgesparter
Nuten 254 in der Umfangsrichtung der planaren Wand 228 ausgebildet
wird.
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Darüber hinaus
steht bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel die Verstärkungsrippe 230 an
der Seite (an der stromabwärtigen
Seite) der planaren Wand 228 der Einspritzlochplatte 226 vor,
die dem Ventilkörper 221 entgegengesetzt ist.
Alternativ ist es möglich,
die Verstärkungsrippe 230 an
der Seite des Ventilkörpers
(stromaufwärtige Seite)
der planaren Wand 228 vorzusehen.
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Darüber hinaus
erstreckt sich bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel
der Schweißabschnitt
der planaren Wand 228 der Einspritzlochplatte 226 kontinuierlich
in der Umfangsrichtung an der Stelle radial außerhalb der äußersten
Einspritzlöcher 229.
Alternativ ist es möglich,
eine Vielzahl unterbrochener Schweißabschnitte vorzusehen, die sich
radial außerhalb
der äußersten
Einspritzlöcher 229 befinden.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
ist die planare Wand 228 der Einspritzlochplatte 226 an dem
Ventilkörper 221 durch
den Laserstrahl geschweißt,
der auf den Basisabschnitt 232 der Verstärkungsrippe 230 von
jenem Punkt gestrahlt wird, der sich radial außerhalb der Verstärkungsrippe 230 befindet. Ähnlich wie
bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
kann der Schweißvorgang
alternativ durch einen Laserstrahl durchgeführt werden, der in einer Richtung
ausgestrahlt wird, die parallel zu der Mittelachse O der planaren
Wand 228 ist. Davon abgesehen kann bei dem dritten Ausführungsbeispiel
der Schweißvorgang
durch einen Laserstrahl durchgeführt
werden, der auf den Basisabschnitt 233 der Verstärkungsrippe 230 von
einem Punkt ausgestrahlt wird, der sich radial außerhalb
der Verstärkungsrippe 230 befindet.
Bei dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel ist der Abschnitt 233, 256 der
planaren Wand 228 der Einspritzlochplatte 226,
der sich radial außerhalb
der innersten Umfangskante der Verstärkungsrippe 230 befindet,
an dem Ventilkörper 221 geschweißt. Alternativ
kann irgendein anderer geeigneter Abschnitt der planaren Wand 228 an
dem Ventilkörper 221 geschweißt werden,
der eine vorstehend Länge
aufweist, die kleiner ist als die Länge de Verstärkungsrippe 230,
und der sich radial im Inneren der radialinnersten Umfangskante
der Verstärkungsrippe 230 befindet.
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Darüber hinaus
ist es möglich,
eine Verstärkungsrippe ähnlich wie
die Verstärkungsrippe 230 des
ersten oder des zweiten Ausführungsbeispiels bei
der Einspritzlochplatte 38 des ersten Beispieles vorzusehen,
falls dies erwünscht
ist.
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Zusätzliche
Vorteile und Abwandlungen werden in einfacher Weise für den Durchschnittsfachmann
ersichtlich. Die Erfindung ist in ihrem Umfang daher nicht durch
die spezifischen Einzelheiten, die dargestellten Geräte und die
dargestellten Beispiele beschränkt,
die beschrieben wurden.