DE60119007T2

DE60119007T2 - Fluid-Einspritzdüse

Info

Publication number: DE60119007T2
Application number: DE60119007T
Authority: DE
Inventors: c/o Denso Corporation Akinori Kariya-city Aichi-pref. Harata; c/o Denso Corporation Yukio Kariya-city Aichi-pref. Sawada
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2021-02-23
Also published as: KR20010085602A; AU2320601A; BR0100799B1; AU743015B2; EP1128062A2; DE60119007D1; EP1128062B1; EP1128062A3; KR100419183B1; BR0100799A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fluideinspritzdüse mit einer Einspritzanschlussplatte und auf eine Kraftstoffeinspritzdüse zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine.
2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik:
Aus dem Stand der Technik ist ein Kraftstoffeinspritzventil bekannt, bei dem eine dünne Einspritzanschlussplatte mit einer Vielzahl Einspritzanschlüsse an der stromabwärtigen Kraftstoffseite einer Ventileinheit angeordnet ist, die aus einem Ventilelement und einem Ventilsitz ausgebildet ist, so dass der Kraftstoff aus den einzelnen Einspritzanschlüssen eingespritzt wird. Wie dies in den 13A und 13B gezeigt ist, ist es üblich, dass die Einspritzeinschlüsse 301, die in der Einspritzanschlussplatte 300 ausgebildet sind, einen konstanten Durchmesser von dem Einspritzanschlusseinlass zu dem Einspritzanschlussauslass aufweisen. Kraftstoff, der in den Einspritzanschluss 301 mit dem konstanten Durchmesser strömt, verteilt sich nicht entlang eines Einspritzanschlussinnenumfangs 302, und er wird als eine Flüssigkeitssäule eingespritzt. Die Flüssigkeitssäule des Kraftstoffes wird kaum zerstäubt. In der US-4 907 748 ist im Gegensatz dazu eine Einspritzanschlussplatte offenbart, bei der die Einspritzanschlüsse radial vergrößert werden, so dass sie zu der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffes divergieren.
Jedoch divergieren die divergierenden Einspritzanschlüsse, wie sie in der US-4 907 748 offenbart sind, im Wesentlichen homogen zu der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffes, so dass der Kraftstoff, der durch die Einspritzanschlüsse hindurch treten soll, mit den Einspritzanschlussinnenseiten der Einspritzanschlussplatte in Kontakt gelangt, die die Einspritzanschlüsse bildet, und das er in flüssigen Säulen eingespritzt wird, ohne dass er sich verteilt. Dies macht es schwierig, den Kraftstoff ausreichend zu zerstäuben.
Bei einem anderen Stand der Technik wurde ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil vorgeschlagen (JP-9-14090A oder dergleichen), das mit einem Mechanismus (zum Beispiel eine Öffnungsplatte 406) zum Fördern der Zerstäubung eines Kraftstoffsprays versehen ist, das bei einer korrekten Zeitgebung in die Nähe des Einlassventils der Brennkraftmaschine wie zum Beispiel eine Brennkraftmaschine einzuspritzen ist.
Das elektromagnetische Kraftstoffeinspritzventil ist so aufgebaut, wie dies in den 22, 23A und 23B gezeigt ist, wobei es folgendes aufweist: einen zylindrischen Ventilkörper 403 mit einer Öffnung 401 an dem mittleren Abschnitt von seinem vorderen Ende und einem Ventilsitz 402 an der stromaufwärtigen Seite der Öffnung 401; ein Nadelventil 405, dass gleitbar in dem Ventilkörper 403 aufgenommen ist und einen Sitzabschnitt 404 an dem Außenumfang von seinem vorderen Endabschnitt aufweist, damit dieser an den Ventilsitz 402 anschlägt; und die Öffnungsplatte 406, die an der vorderen Endseite des Ventilkörpers 403 zum Verschließen der Öffnung 401 angeordnet ist. In der Öffnungsplatte 406 sind außerdem runde Einspritzanschlüsse (Öffnungen) 408 ausgebildet, die mit einem vorbestimmten Winkel A (Grad) von ihren Kraftstoffeinlässen zu ihren Kraftstoffauslässen zu der stromaufwärtigen Seite zurück geneigt sind, und zwar hinsichtlich der Kraftstoffströmungsrichtung eines Kraftstoffkanals 407.
Bei dem elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventil des Stands der Technik strömt jedoch in dem Kraftstoffkanal 407, der zwischen der vorderen Endseite des Nadelventils 405 und der Kanalwandseite der Öffnungsplatte 406 ausgebildet ist, der Kraftstoff, der zwischen dem Ventilsitz 402 und dem Sitzabschnitt 404 eingeströmt ist, entlang der Kanalwandseite der Öffnungsplatte 406 zu dem Kraftstoffeinlass der Öffnung 408, und dann in die Öffnung 408.
Wie dies in den 23A und 23B gezeigt ist, wird jedoch ein Flüssigsäulenabschnitt 409 in der Strömung des Kraftstoffes in der Öffnung 408 eingerichtet. Da die Kapazität von diesem Flüssigsäulenabschnitt 409 der Kraftstoffströmung größer ist, ist der Flächeninhalt des Flüssigsäulenabschnitts 409 der Kraftstoffströmung kleiner, so dass die Fläche, die mit der Luft in Kontakt gelangt, so reduziert wird, dass die Spaltung verhindert wird. Infolge dessen tritt ein Problem hinsichtlich einer Verschlechterung der Wirkung zum Fördern der Zerstäubung des Kraftstoffsprays auf, der in die Nähe des Einlassventils von der Öffnung 108 eingespritzt wird, die durch die Öffnungsplatte 406 ausgebildet ist.
Die Druckschrift DE 199 13 317 A1 offenbart eine Fluideinspritzdüse mit einem Ventilkörper mit einem Innenumfang, der einen Fluidkanal bildet und zu einer stromabwärtigen Seite des Fluids konvergiert, und der einen Ventilsitz an dem Innenumfang aufweist. Darüber hinaus ist eine Einspritzanschlussplatte an der stromabwärtigen Seite des Fluidkanals des Ventilsitzes angeordnet und hat einen Einspritzanschluss zum Einspritzen eines Fluids, damit es aus dem Fluidkanal herausströmt. Ein Ventilelement ist zum Verschließen des Fluidkanals vorgesehen, wenn es an den Ventilsitz gesetzt wird, und zum Öffnen des Fluidkanals, wenn es nicht an dem Ventilsitz gesetzt wird. Die Einspritzanschlussachse, die eine Mitte eines Fluideinlasses mit einer Mitte eines Fluideinlasses des Einspritzanschlusses verbindet, ist hinsichtlich einer Mittelachse der Einspritzanschlussplatte geneigt. Zwei Schnittlinien zwischen einer virtuellen Ebene, die die Einspritzanschlussplatte enthält und die normal zu der Einspritzanschlussplatte ist, und einem Einspritzanschlussinnenumfang der Einspritzanschlussplatte, die den Einspritzanschluss bildet, sind in der selben Richtung wie die Einspritzanschlussachse hinsichtlich der Mittelachse geneigt. Darüber hinaus ist eine erste Schnittlinie an der Seite eines stumpfen Winkels durch die Einspritzanschlussachse und einer Endseite an der Seite des Fluideinlasses der Einspritzanschlussplatte mit einem ersten Neigungswinkel θ1 hinsichtlich der Mittelachse gebildet, und eine zweite Schnittlinie ist an der Seite eines spitzen Winkels durch eine Einspritzanschlussachse und die Endseite an der Seite des Fluideinlasses mit einem zweiten Neigungswinkel θ2 gebildet, wobei θ1 < θ2 gilt.
Die Druckschrift US-5 540 200 offenbart eine Vielzahl Ausführungsbeispiele für ein Kraftstoffeinspritzventil mit vielen Ausführungsbeispielen, die ähnlich wie die Gestaltung gemäß der Druckschrift DE 199 13 317 gestaltet sind. Darüber hinaus offenbart diese Druckschrift Ausführungsbeispiele mit Einspritzlöcher, die entgegen der Definition der Richtung ausgerichtet sind, die bei der Druckschrift DE 199 13 317 A1 betrachtet wird. Diese Ausführungsbeispiele haben teilweise Einspritzlöcher, die einen sich vergrößernden Durchmesser zeigen.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fluideinspritzdüse zum Zerstäuben eines Fluidsprays vorzusehen, wie dies in Anspruch 1 definiert ist.
Der Einspritzanschluss ist diametral an der Einspritzanschlussachse zur Seite des Fluidauslasses so vergrößert, dass der Flächeninhalt des Einspritzanschlussumfanges größer als der Flächeninhalt des Einspritzanschlusses mit gleichem Durchmesser ist. Außerdem tritt niemals ein Fehler auf, dass der Kraftstoff, der in den Einspritzanschluss fließen soll, mit dem Einspritzanschlussinnenumfang in Kontakt gelangt, der die erste Schnittlinie enthält, so dass er sich verteilt, während er geführt wird. Daher wird das einzuspritzende Fluid aus dem Einspritzanschluss nicht zu der Flüssigkeitssäule, sondern es wird zu einem Flüssigkeitsfilm verteilt, so dass es in einfacher Weise zerstäubt wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Einspritzanschluss mehrfach angeordnet, so dass die Einspritzrate für einen Einspritzanschluss reduziert ist, so dass der Einspritzanschlussdurchmesser reduziert ist. Daher ist es möglich, die Zerstäubung des Fluidsprays zu fördern.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Fluidkammer, die direkt über den Fluideinlässen der Einspritzanschlüsse ausgebildet ist, diametral größer als das offene Ende an der stromabwärtigen Seite des Fluids, dass durch den Innenumfang gebildet ist. Außerdem münden die Einspritzanschlüsse an ihren Fluideinlässen in den Innenumfang und den Außenumfang der virtuellen Hülle, an der die virtuelle Ebene, die sich von dem Innenumfang zu der stromabwärtigen Seite des Fluids erstreckt, die Einspritzanschlussplatte schneidet. Das Fluid strömt aus dem Außenumfang zu dem Innenumfang der Einspritzanschlussplatte in die inneren Einspritzanschlüsse, die an der Seite des Innenumfangs der virtuellen Hülle positioniert sind, und das Fluid strömt von dem Innenumfang zu dem Außenumfang der Einspritzanschlussplatte in die äußeren Einspritzanschlüsse, die an der Außenumfangsseite der virtuellen Hülle positioniert sind. Die Fluide strömen in den Auslassrichtungen in die inneren Einspritzanschlüsse und die äußeren Einspritzanschlüsse, so dass eine Überlappung des Fluidsprays aus den inneren Einspritzanschlüssen mit dem Fluidspray aus den äußeren Einspritzanschlüssen direkt unter den Einspritzanschlüssen verhindert wird. Daher wird die Zerstäubung des Fluidsprays gefördert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in einfacher Weise aus der folgenden detaillierten Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsbeispiele ersichtlich, wenn diese zusammen mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden, wobei:
1A zeigt eine vergrößerte Schnittansicht einer Kraftstoffeinspritzdüse eines Kraftstoffeinspritzventils (erstes Ausführungsbeispiel);
1B zeigt eine Draufsicht einer Einspritzanschlussplatte (erstes Ausführungsbeispiel);
2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzventils (erstes Ausführungsbeispiel);
3 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Umgebung eines Einspritzanschlusses (erstes Ausführungsbeispiel);
4A zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IVA-IVA in der 3B (erstes Ausführungsbeispiel);
4B zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IVB-IVB in der 4A (erstes Ausführungsbeispiel);
5 zeigt eine Schnittlinie zwischen einer virtuellen Ebene, die senkrecht zu einer Einspritzanschlussachse ist, und einem Einspritzanschlussinnenumfang (erstes Ausführungsbeispiel);
6 zeigt eine Querschnittsansicht einer Abwandlung mit einer unterschiedlichen Divergenz des Einspritzanschlusses bei dem gleichen Schnitt, wie er in der 4B gezeigt ist (erstes Ausführungsbeispiel);
7A zeigt eine Querschnittsansicht einer Kraftstoffströmung (erstes Ausführungsbeispiel);
7B zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Kraftstoffströmung (erstes Ausführungsbeispiel);
8A zeigt ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen θ1 und der Kraftstoffpartikelgröße aufzeichnet (erstes Ausführungsbeispiel);
8B zeigt ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen θ3 und der Kraftstoffpartikelgröße aufzeichnet (erstes Ausführungsbeispiel);
8C zeigt ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen t/d und der Kraftstoffpartikelgröße aufzeichnet (erstes Ausführungsbeispiel);
9A zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Kraftstoffeinspritzdüse eines Kraftstoffeinspritzventils (zweites Ausführungsbeispiel);
9B zeigt eine Draufsicht einer Einspritzanschlussplatte (zweites Ausführungsbeispiel);
10 zeigt eine Querschnittsansicht einer Kraftstoffeinspritzdüse (drittes Ausführungsbeispiel);
11A zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Kraftstoffeinspritzdüse eines Kraftstoffeinspritzventils (viertes Ausführungsbeispiel);
11B zeigt eine Draufsicht einer Einspritzanschlussplatte (viertes Ausführungsbeispiel);
12A zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Kraftstoffeinspritzdüse eines Kraftstoffeinspritzventils (fünftes Ausführungsbeispiel);
12B zeigt eine Draufsicht einer Einspritzanschlussplatte (fünftes Ausführungsbeispiel);
13A zeigt eine Querschnittsansicht einer Kraftstoffströmung (Stand der Technik);
13B zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Kraftstoffströmung (Stand der Technik);
14 zeigt eine Querschnittsansicht eines ganzen elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils (sechstes Ausführungsbeispiel);
15 zeigt eine Querschnittsansicht eines wesentlichen Teils des elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils (sechstes Ausführungsbeispiel);
16 zeigt eine Draufsicht einer Kanalwandseite einer Öffnungsplatte (sechstes Ausführungsbeispiel);
17A zeigt eine vergrößerte Draufsicht der Nähe eines Kraftstoffeinlasses einer Öffnung (sechstes Ausführungsbeispiel);
17B zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XVIIB-XVIIB in der 17A (sechstes Ausführungsbeispiel);
18 zeigt eine Ansicht von I in der 17B (sechstes Ausführungsbeispiel);
19A zeigt eine Querschnittsansicht einer Kraftstoffströmung in einem Kraftstoffkanal und einer Öffnung (sechstes Ausführungsbeispiel);
19B zeigt eine darstellende Ansicht eines Flüssigsäulenabschnittes der Kraftstoffströmung in der Öffnung (sechstes Ausführungsbeispiel);
20 zeigt eine Querschnittsansicht eines wesentlichen Teiles eines elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils (siebtes Ausführungsbeispiel);
21 zeigt eine Draufsicht einer Kanalwandseite einer Öffnungsplatte (siebtes Ausführungsbeispiel);
22 zeigt eine Querschnittsansicht eines wesentlichen Teils eines elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils (Stand der Technik);
23A zeigt eine Querschnittsansicht einer Kraftstoffströmung in einem Kraftstoffkanal und einer Öffnung (Stand der Technik), und
23B zeigt eine darstellende Ansicht eines Flüssigsäulenabschnittes der Kraftstoffströmung in der Öffnung (Stand der Technik).
Die 14 bis 21 stellen Beispiele dar, die nicht gemäß der vorliegenden Erfindung sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Eine Vielzahl Ausführungsbeispiel der Erfindung, die ihre Betriebsweisen zeigen, wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
In der 2 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem eine Fluideinspritzdüse gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein Kraftstoffeinspritzventil einer Benzinkraftmaschine verwendet wird.
Ein Gehäuse 11 eines Kraftstoffeinspritzventils 1 ist aus einem Kunstharz gegossen, das ein magnetisches Rohr 12, einen Statorkern 30, eine um einen Spulenkörper 40 gewickelte Spule 41 und dergleichen abdeckt. Ein Ventilkörper 13 ist an das magnetische Rohr 12 durch Laserschweißen oder dergleichen gefügt. Eine Düsennadel 20 als ein Ventilelement ist so in das magnetische Rohr 12 und den Ventilkörper 13 gepasst, dass es hin und her bewegbar ist, und ihr Anschlagsabschnitt 21 kann an einen Ventilsitz 14a gesetzt werden, der an einer inneren Fläche 14 des Ventilkörpers 13 ausgebildet ist. Die innere Fläche 14 ist mit einer konischen Form an der Innenumfangswand des Ventilkörpers 13 ausgebildet, um so einen Kraftstoffkanal 50 als einen Fluidkanal zu bilden, und er konvergiert zu der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffs.
Wie dies in der 1 gezeigt ist, ist die Einspritzdüse des Kraftstoffeinspritzventils 1 so aufgebaut, dass sie den Ventilkörper 13, die Düsennadel 20 und eine Einspritzanschlussplatte 25 beinhaltet. Eine Kraftstoffkammer 51 als eine Fluidkammer ist durch die vordere Endseite 20a der Düsennadel 20, eine Endseite 26 an der Seite des Kraftstoffeinlasses der Einspritzanschlussplatte 25 und der inneren Fläche 14 geteilt, und sie ist mit einer abgeflachten im Allgemeinen scheibenförmigen Form ausgebildet.
Die Düsennadel 20 ist an ihrer vorderen Endseite 20a mit einer ebenen Form ausgebildet. Wie dies ein der 2 gezeigt ist, ist ein Fügeabschnitt 22, wie er an der Düsennadel 20 an der anderen Seite des Anschlagsabschnittes 21 vorgesehen ist, an einen bewegbaren Kern 31 gefügt. Ein Statorkern 30 und ein nicht magnetisches Rohr 32 sowie dieses nicht magnetische Rohr 32 und das magnetische Rohr 12 sind einzeln durch Laserschweißen oder dergleichen gefügt.
An einem Endabschnitt an der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffes des Ventilkörpers 13, wie dies in der 1A gezeigt ist, ist die Einspritzanschlussplatte 25 angeordnet, die mit einer dünnen scheibenförmigen Form ausgebildet ist. Die 1A stellt einen Querschnitt dar, der derart gefaltet geschnitten ist, damit die Schnittformen der Einspritzanschlüsse verständlich sind. Die Einspritzanschlussplatte 25 liegt an der Endseite 13a des Ventilkörpers 13 an der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffes an, und sie ist mit der Einspritzanschlussplatte 25 laserverschweißt. In dieser Einspritzanschlussplatte 25, wie es in der 1B gezeigt ist, sind vier Einspritzanschlüsse 25a, 25b, 25c und 25d ausgebildet, die Kraftstoffeinlässe an einem gemeinsamen Kreis an einer Mittelachse 27 der Einspritzanschlussplatte 25 aufweisen. Die Einspritzanschlüsse 25a, 25b, 25c und 25d sind in der Krafteinspritzrichtung von der Mittelachse 27 der Einspritzanschlussplatte 25 beabstandet ausgebildet. Die Einspritzanschlüsse 25a, 25b, 25c und 25d sind hinsichtlich der Formen und der Größen identisch, und sie haben gleiche Größen θ1, θ2 und θ3, wie dies nachfolgend beschrieben wird.
Die Einspritzanschlüsse 25a und 25b sowie die Einspritzanschlüsse 25c und 25d sind individuell in den selben Richtungen hinsichtlich der Mittelachse 27 der Einspritzanschlussplatte 25 ausgebildet. Die Einspritzrichtung der Einspritzanschlüsse 25a und 25b sowie die Einspritzrichtung der Einspritzanschlüsse 25c und 25d sind um 180° entgegen gesetzt, so dass das Kraftstoffeinspritzventil 1 zwei Einspritzrichtungen bewirkt.
Die 4A zeigt eine virtuelle Ebene, die eine Einspritzanschlussachse 100 enthält, die sich durch die Mitte des Kraftstoffeinlasses und die Mitte des Kraftstoffauslasses des entsprechenden Einspritzabschnittes erstreckt, und die normal zu der Einspritzanschlussplatte 25 ist, d. h. der Schnitt der Einspritzanschlussplatte 25, wenn er entlang der Linie IV-IV gemäß der 3 betrachtet wird. Von Schnittlinien zwischen der virtuellen Ebene, die die Einspritzanschlussachse 100 enthält und orthogonal zu der Einspritzanschlussplatte 25 ist, und einem Einspritzanschlussinnenumfang 101 der Einspritzanschlussplatte 25, die den Einspritzanschluss bildet, wird angenommen, dass eine erste Schnittlinie 102, die durch die Einspritzanschlussachse 100 und die Endseite 26 an der Seite des Kraftstoffeinlasses gebildet wird, und sich an der Seite des stumpfen Winkels befindet, einen ersten Neigungswinkel θ1 mit der Mittelachse 27 bildet, und dass eine zweite Schnittlinie 103, die durch die Einspritzanschlussachse 100 und die Endseite 26 an der Seite des Kraftstoffeinlasses der Einspritzanschlussplatte 25 gebildet wird und sich an der Seite des spitzen Winkels befindet, einen zweiten Neigungswinkel θ2 mit der Mittelachse 27 bildet. Unter diesen Annahmen gilt θ1 < θ2. Anders gesagt ist bei jedem Einspritzanschluss der Einspritzanschlussinnenumfang 101, wenn er von der Mittelachse 27 der Einspritzanschlussplatte 25 hinsichtlich der Einspritzanschlussachse 100 weiter entfernt ist, hinsichtlich der Mittelachse 27 stärker geneigt als der Einspritzanschlussinnenumfang 101, wenn er von der Mittelachse 27 der Einspritzanschlussplatte 25 hinsichtlich der Einspritzanschlussachse 100 weniger weit entfernt ist.
In der 4B, die einen Schnitt darstellt, der die Einspritzanschlussachse 100 enthält und der orthogonal zu dem Querschnitt ist, der in der 4A gezeigt ist, erstreckt sich der Einspritzanschluss gleichsam zu den beiden Seiten. Wenn θ3 = θ2 – θ1 gilt, und wenn der Einspritzanschluss einen divergierenden Winkel θ4 aufweist, dann gilt θ4 ≤ θ3. Wie bei einer Einspritzanschlussplatte 110 einer Abwandlung, die in der 6 gezeigt ist, kann sich der Einspritzanschluss im Gegensatz dazu nur zu einer Seite divergieren. Wenn der Einspritzanschluss in diesem Fall einen divergierenden Winkel θ5 aufweist, dann gilt θ5 ≤ θ3/2.
In der 4A ist ein Teil einer geschlossenen Kurve einer Schnittlinie zwischen einer virtuellen Ebene, die orthogonal zu der Einspritzanschlussplatte 100 ist, und dem Einspritzanschlussinnenumfang 101 eine Ellipse 105, wie dies in der 5 gezeigt ist. Ein kleiner Durchmesser „a" und ein großer Durchmesser „b" der Ellipse 105 sind so festgelegt, dass 0,5 ≤ a/b ≤ 1 ungeachtet der Drehposition der Ellipse 105 gilt.
An der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffes von einem Einstellrohr 34, wie dies in der 2 gezeigt ist, ist eine Feder 35 angeordnet, um die Düsennadel 20 zu dem Ventilsitz 14a vorzuspannen. Durch Ändern der axialen Position des Einstellrohres 34 kann die Vorspannkraft der Feder 35 zum Vorspannen der Düsennadel 20 eingestellt werden.
Die Spule 41, die um den Spulenkörper 40 gewickelt ist, ist so in dem Gehäuse 11 positioniert, dass sie die einzelnen Endabschnitte des Statorkerns 30 und des magnetischen Rohres 12 abdeckt, die quer zu dem nicht magnetischen Rohr 32 positioniert sind, und den Umfang des nicht magnetischen Rohres 32. Die Spule 41 ist mit einem Anschluss 42 elektrisch verbunden, so dass einen auf den Anschluss 42 aufgebrachte elektrische Spannung in die Spule 41 eingespeist wird.
Ein Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 1 wird nachfolgende beschrieben.
Während die Leistung zu der Spule 41 ausgeschaltet ist, werden der bewegbare Kern 31 und die Düsennadel 20 zu dem Ventilsitz 14a durch die Vorspannkraft der Feder 35 bewegt, so dass der Anschlagsabschnitt 21 an den Ventilsitz 14a gesetzt wird. Daher wird der Kraftstoffkanal 50 so verschlossen, dass der Kraftstoff nicht aus den einzelnen Einspritzanschlüssen eingespritzt wird.
Wenn die Leistung zu der Spule 41 eingeschaltet wird, dann wird in der Spule 41 eine elektromagnetische Anziehungskraft erzeugt, die den bewegbaren Eisenkern 31 zu dem Statorkern 30 anziehen kann. Wenn der bewegbare Kern 31 zu dem Statorkern 30 durch die elektromagnetische Anziehungskraft angezogen wird, dann wird die Düsennadel 20 zu dem Statorkern 30 bewegt, so dass der Anschlagsabschnitt 21 den Ventilsitz 14a verlässt. Infolge dessen strömt der Kraftstoff aus dem offenen Abschnitt zwischen dem Anschlagsabschnitt 21 und dem Ventilsitz 14a in die Kraftstoffkammer 51. Somit tritt der Kraftstoff, der in die Kraftstoffkammer 51 hineingeströmt ist, zu dem mittleren Abschnitt der Kraftstoffkammer 51. Die Kraftstoffe, die zu dem mittleren Abschnitt strömen, kollidieren an dem mittleren Abschnitt zusammen, so dass eine radial nach außen verlaufende Strömung gebildet wird, die über den einzelnen Einspritzanschlüssen gegen den Kraftstoff kollidiert, der in einer Richtung zu dem mittleren Abschnitt strömt. Die Kraftstoffströmung, die über den entsprechenden Einspritzanschluss kollidiert ist, strömt in den entsprechenden Einspritzanschluss. Es ist wünschenswert, dass die Kraftstoffströmung, die in den Einspritzanschluss hineingeströmt ist, entlang des Einspritzanschlussinnenumfangs 101 zu einer Richtung einheitlich expandiert, die die Einspritzanschlussachse 100 schneidet.
Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel sind „a" und „b" ungeachtet der Drehposition der Ellipse 105 so festgelegt, dass 0,5 ≤ a/b ≤ 1 gilt. Im Gegensatz dazu, wenn 0,5 > a/b gilt, dann wird die Ellipse 105 oval, so dass die Geschwindigkeit des Kraftstoffes, der entlang des Einspritzanschlussinnenumfangs 101 zu jener Richtung strömt, die die Einspritzanschlussachse 100 schneidet, gemäß der Umfangsposition der Ellipse 105 stark verändert wird. Wenn die Geschwindigkeit der Kraftstoffströmung verändert wird, dann expandiert der Kraftstoff, der entlang des Einspritzanschlussinnenumfangs 101 zu jener Richtung strömt, die die Einspritzanschlussachse 100 schneidet, in unzureichender Weise entlang des Einspritzanschlussinnenumfangs 101. Somit wird kein flüssiger Kraftstoff-Film mit einer einheitlichen Dicke ausgebildet, wodurch eine Kraftstoffzerstäubung verschlechtert wird.
Wenn „a" und „b" so festgelegt sind, dass 0,5 ≤ a/b ≤ 1 gilt, und wenn verhindert wird, dass die Ellipse 105 oval wird, dann expandiert der Kraftstoff entlang des Einspritzanschlussinnenumfangs 101 zu jener Richtung, die die Einspritzanschlussachse 100 schneidet. Somit wird die Dicke des flüssigen Kraftstoff-Films ungeachtet der Umfangsposition der Ellipse 105 einheitlich. Da die Dicke des flüssigen Kraftstoff-Films einheitlich ist, und der Kraftstoff wie ein Trichter eingespritzt wird, der sich in einer Einspritzrichtung spreizt, wird die Kraftstoffzerstäubung verbessert. Wenn des weiteren die Ellipse 105 vollständig rund ist, dann ist der Einspritzanschluss durch einen konischen Stempel ausgebildet, so dass der Einspritzanschluss in einfacher Weise und genau ausgebildet wird.
Des Weiteren expandiert der Einspritzanschluss von einem Kraftstoffeinlass zu einem Kraftstoffauslass, und die erste Schnittlinie 102 und die zweite Schnittlinie 103 sind hinsichtlich der Mittelachse 27 in der selben Richtung wie die Einspritzanschlussachse geneigt. Somit strömt der Kraftstoff, der über jedem Einspritzanschluss kollidiert ist, und in den Einspritzanschluss hineingeströmt ist, zu einem Einspritzauslassanschluss, wie dies in der 7 gezeigt ist, während er entlang des Einspritzanschlussinnenumfangs 101 expandiert. Der Kraftstoff strömt von dem Einspritzanschlusseinlass zu dem Einspritzanschlussauslass, während er entlang des Einspritzanschlussinnenumfangs 101 einheitlich expandiert, er wird zu einem flüssigen Kraftstoff-Film mit einer einheitlichen Dicke, und er wird aus dem Einspritzanschluss eingespritzt. Da der Kraftstoff als ein flüssiger Film eingespritzt wird, und nicht als eine Flüssigsäule, hat er eine einheitliche Dicke wie der Trichter, der sich zu der Einspritzrichtung spreizt, und der Kraftstoff wird in einfacher Weise zerstäubt.
Hierbei werden die gewünschten Auslegungswerte der Kraftstoffeinspritzdüse beschrieben, die für eine Zerstäubung des Kraftstoffsprays festgelegt werden.
Der Abstand von dem Schnittpunkt zwischen der zweiten Schnittlinie 103 und der Endseite 26 an der Seite des Kraftstoffeinlasses zu der ersten Schnittlinie 102, d. h. ein Einspritzanschlussdurchmesser d, und ein Abstand h zwischen der vorderen Endseite 20a der Düsennadel 20 gegenüber der Endseite 26 an der Seite des Kraftstoffeinlasses bei der Hubzeit der Düsennadel 20 und der Endseite 26 an der Seite des Kraftstoffeinlasses sind so festgelegt, dass die folgende Beziehung (1) erfüllt ist: h < 1,5d (1).
Das Festlegen des Abstandes h und des Einspritzanschlussdurchmessers d der Art, dass sie die Beziehung (1) erfüllen, wird begründet. Wenn die Düsennadel 20 den Innenumfang 14 des Ventilkörpers 13 verlässt, dann schreitet der Kraftstoff in den Zwischenraum zwischen dem Anschlagsabschnitt 21 und dem Innenumfang 14 zu der Einspritzanschlussplatte 25 fort, und die Kraftstoffströmung wird zu der Kraftstoffkammer 51 umgelenkt, wenn sie gegen die Endseite 26 an der Seite des Kraftstoffeinlasses der Einspritzanschlussplatte 25 kollidiert, so dass eine Kraftstoffströmung entlang der Endseite 26 an der Seite des Kraftstoffeinlasses gebildet wird. Diese Kraftstoffströmung wird in eine Strömung direkt zu dem Einspritzanschluss und in eine Strömung geteilt, die zwischen den Einspritzanschlüssen hindurch tritt, so dass die Strömung, die zwischen den Einspritzanschlüssen hindurch getreten ist, U-förmig zu dem Einspritzanschluss durch die Gegenströmung an der Mitte der Einspritzanschlussplatte 25 umgelenkt wird. Diese Kraftstoffströmungen, die zu dem Einspritzanschluss in den radial entgegen gesetzten Richtungen gerichtet sind, kollidieren direkt über dem Einspritzanschluss, so dass sie sich stören und die Zerstäubung des Kraftstoffes fördern.
Einen normalen Abstand h von dem ringartigen Sitzabschnitt des Ventilsitzes 14a, an den die Düsennadel 29 gesetzt wird, zu der Endseite 26 an der Seite des Kraftstoffeinlasses der Einspritzanschlussplatte 25 und der Einspritzanschlussdurchmesser d sind so festgelegt, dass die folgende Beziehung (2) erfüllt ist: H < 4d (2).
Kurz gesagt wird der Ventilsitz 14a, wenn er an dem Einlass des Kraftstoffes zu der Kraftstoffkammer 15 positioniert wird, nahe der Einspritzanschlussplatte 25 angeordnet. Der Innenumfang 14 konvergiert stromabwärts von dem Kraftstoff, und der normale Abstand h zwischen dem Ventilsitz 14a und der Endseite 26 an der Seite des Kraftstoffeinlasses und der Einspritzanschlussdurchmesser d sind so festgelegt, dass die Beziehung (2) erfüllt ist. Wenn die Düsennadel 20 und der Ventilkörper 13 voneinander beabstandet sind, dann kann der Kraftstoff, der zwischen dem Anschlagsabschnitt 21 und dem Ventilsitz 14a entlang des Innenumfangs 14 in die Kraftstoffkammer 51 strömen soll, entlang der Endseite 26 an der Seite des Kraftstoffeinlasses strömen.
Andererseits sind der Durchmesser DH eines Umfangs, der sich durch die Kraftstoffeinlässe der Einspritzanschlüsse erstreckt, und der Sitzdurchmesser Ds der Düsennadel 20, die an den Ventilsitz 14a zu setzen ist, so festgelegt, dass die folgenden Beziehungen (3) erfüllt sind: 1,5 < Ds/Dh < 6 (3).
Wenn die Düsennadel 20 und der Ventilkörper 13 voneinander beabstandet sind, dann strömt der Kraftstoff, der zwischen dem Anschlagsabschnitt 21 und dem Ventilsitz 14 in die Kraftstoffkammer 51 strömen soll, entlang des Innenumfangs 14, und er schreitet dann, nach dem er durch die Endseite 26 an der Seite des Kraftstoffeinlasses der Einspritzanschlussplatte 25 umgelenkt wurde, während er nicht direkt in die Einspritzanschlüsse strömt, über eine vorbestimmte Distanz zwischen der Endseite 26 an der Seite des Kraftstoffeinlasses und der vorderen Endseite 20a fort. Infolge dessen gelangt die Hauptströmung des Kraftstoffes nicht direkt in die Einspritzanschlüsse, so dass der Kraftstoff in wirksamer Weise zerstäubt werden kann. Falls die Beziehungen (3) erfüllt sind, dann können die Einspritzanschlüsse innerhalb eines Bereiches angeordnet werden, der weder übermäßig nahe an der Mitte der Einspritzanschlussplatte 25 angeordnet ist noch übermäßig zu der Außenumfangsseite der Einspritzanschlussplatte 25 divergiert. Daher können die Intensitäten der Kraftstoffströmungen in den einzelnen Einspritzanschlüssen im Wesentlichen homogenisiert werden, und zwar unabhängig von den Einströmungsrichtungen. Infolge dessen kann die innere Energie des Kraftstoffes in wirksamer Weise in der Form von Störungen genutzt werden, die durch die Kollisionen der Strömungen selbst verursacht werden, so dass eine merklich ideale Zerstäubung verwirklicht werden kann. Außerdem können die homogenen Kollisionen an der Einlassmitte des Einspritzanschlusses so erreicht werden, dass die Zerstäubung mit einer ausgezeichneten Richtungsgebung entlang der Neigung des Einspritzanschlussinnnenumfangs 101 eingerichtet werden kann, der die Einspritzanschlüsse bildet.
Hierbei werden die Bereiche von θ1, θ3 und t/d spezifiziert, falls die Einspritzanschlussplatte 25 eine Dicke t aufweist, und falls das gewünschte Kraftstoffspray eine Partikelgröße von ungefähr 85 Mikrometer oder weniger aufweist.

(a) θ3 = 24°, und t/d = 0,67. Falls der Wert von θ1 verändert wird, dann beträgt die Partikelgröße ungefähr 85 Mikrometer oder weniger innerhalb des Bereiches von θ1 ≥ 15°. Für einen größeren θ1 wird der Kraftstoff, der zu dem Einspritzanschlussinnenumfang 101 zu führen ist, der die erste Schnittlinie 102 enthält, so gespreizt, dass das Kraftstoffspray in einfacher Weise zerstäubt wird.
(b) θ1 = 36°, und t/d = 0,67. Falls der Wert von θ3 verändert wird, dann beträgt die Partikelgröße ungefähr 85 Mikrometer oder weniger. Für einen größeren θ3 wird die Fläche des Einspritzanschlussinnenumfangs 101 vergrößert. Daher wird der Kraftstoff so gespreizt, dass das Kraftstoffspray in einfacher Weise zerstäubt wird.
(c) θ1 = 36° und θ3 = 24°. Falls der Wert von t/d verändert wird, wie dies in der 8C gezeigt ist, dann beträgt die Partikelgröße ungefähr 85 Mikrometer oder weniger für einen Bereich von 0,5 ≤ t/d ≤ 1,2. Falls 0,5 ≥ t/d gilt, dann wird die Richtung des Kraftstoffsprays, der aus dem Einspritzanschluss einzuspritzen ist, zwar dispergiert, aber sie wird nicht stabilisiert. Falls t/d > 1,2 gilt, dann haften die Kraftstoffe, die durch die Einspritzanschlüsse hindurch treten, so aneinander, dass der homogene Film nicht erzeugt wird, so dass die Zerstäubung des Kraftstoffsprays behindert wird. Kurz gesagt, durch das Aufrechterhalten der Beziehungen von 0,5 ≤ t/d ≤ 1,2 ist es möglich, den Kraftstoff in einer vorbestimmten Richtung einzuspritzen und das Kraftstoffspray ausreichend zu zerstäuben.

Um die individuellen Charakteristika der drei Parameter θ1, θ3 und t/d für die Zerstäubung des Kraftstoffsprays zu überprüfen, wurden die verbleibenden beiden Parameterwerte fixiert. Jedoch müssen diese verbleibenden zwei Parameter nicht auf die vorstehend erwähnten Werte fixiert werden, aber die Zerstäubung des Kraftstoffsprays kann besser gefördert werden, falls θ1 ≥ 15°, θ3 ≥ 15° oder 0,5 ≤ t/d ≤ 1,2 gilt.
Die vier Einspritzanschlüsse wurden bei dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet, aber ihre Anzahl kann eine andere als vier sein, zum Beispiel nur eins, solange θ1 < θ2 erfüllt ist.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Eine Kraftstoffeinspritzdüse gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den 9A und 9B gezeigt. Die Konstruktionsabschnitte, die im Wesentlichen gleich dem ersten Ausführungsbeispiel sind, werden nicht beschrieben, wobei sie durch gemeinsame Bezugszeichen bezeichnet sind. Die 9A stellt einen gefalteten Schnitt zum besseren Verständnis der Schnittform der Einspritzanschlüsse dar.
Wie dies in der 9B gezeigt ist, sind in einer Einspritzanschlussplatte 60 zwölf Einspritzanschlüsse 60a, 60b, 60c, 60d, 60e, 60f, 60g, 60h, 60i, 60j, 60k und 60m ausgebildet. Die Einspritzanschlüsse 60a, 60b, 60c und 60d sind an ihren Kraftstoffeinlässen an dem Umfang der Innenumfangsseite angeordnet, und die Einspritzanschlüsse 60e, 60f, 60g, 60h, 60i, 60j, 60k und 60m sind an ihren Kraftstoffeinlässen an dem Umfang an der Außenumfangsseite angeordnet. Die Richtung der Einspritzanschlüsse 60a, 60b, 60e, 60f, 60g und 60h zum Einspritzen des Kraftstoffes ist um 180° zu der Richtung der Einspritzanschlüsse 60c, 60d, 60i, 60j, 60k und 60m entgegen gesetzt, um so den Kraftstoff derart einzuspritzen, das zwei Einspritzrichtungen verwirklicht werden. Bei jedem Einspritzanschluss sind die Beziehungen zwischen θ1, θ2 und θ3 identisch zu dem ersten Ausführungsbeispiel.
Da die Kraftstoffeinspritzraten gleich dem ersten Ausführungsbeispiel sind, kann die Einspritzrate pro Einspritzanschluss abgesenkt werden, so dass der Einspritzanschlussdurchmesser reduziert ist, so dass die Zerstäubung des Kraftstoffsprays gefördert wird.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Eine Kraftstoffeinspritzdüse gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der 10 gezeigt. Der Aufbau des dritten Ausführungsbeispiels ist im Wesentlichen identisch dem ersten Ausführungsbeispiel, außer dass eine Düsennadel 65 des dritten Ausführungsbeispiels an ihrer vorderen Endseite 65a so abgerundet ist, dass ein Ventilkörper 66 eine geringfügig geänderte Form aufweist, die zu der Form der vorderen Endseite 65a passt. Eine Kraftstoffkammer 67 ist nicht mit der flachen scheibenförmigen Form ausgebildet. Durch Ausbilden des Einspritzanschlusses mit der selben Form und Größe wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird jedoch der Kraftstoff als ein flüssiger Film so eingespritzt, dass das Kraftstoffspray zerstäubt wird.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Eine Kraftstoffeinspritzdüse gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den 11A und 11B gezeigt. Die Konstruktionsabschnitte, die im Wesentlichen gleich dem ersten Ausführungsbeispiel sind, werden nicht beschrieben, wobei sie durch gemeinsame Bezugszeichen bezeichnet sind. Die 11A stellt einen gefalteten Schnitt zum besseren Verständnis der Schnittform der Einspritzanschlüsse dar.
Wie dies ein der 9A gezeigt ist, ist eine Aussparung 71 an dem Endabschnitt an der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffes von einem Ventilkörper 70 ausgebildet. Eine Einspritzanschlussplatte 80 ist mit einer dünnen scheibenförmigen Form ausgebildet, und sie ist an einem Endabschnitt 70a an der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffes von dem Ventilkörper 70 angeordnet. Ein Anschlagsabschnitt 76, der an einer Düsennadel 75 ausgebildet ist, kann an den Ventilsitz 14a gesetzt werden. An dem Endabschnitt an der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffes von dem Anschlagsabschnitt 76 ist eine Ausbauchung 77 ausgebildet, die zu der Einspritzanschlussplatte 80 ausgebaucht ist. Die Düsennadel 75, die an dem vorderen Ende der Ausbauchung 77 ausgebildet ist, ist an ihrer vorderen Endseite 75a abgeflacht.
Eine Kraftstoffkammer 90, die durch die Aussparung 71 und die Einspritzanschlussplatte 80 als eine Fluidkammer aufgeteilt ist, ist mit einer flachen scheibenförmigen Form ausgebildet, und sie hat einen größeren Durchmesser als eine Öffnungskante 14b an der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffes oder als eine Öffnungskante an der stromabwärtigen Seite des Fluids von dem Innenumfang 14. Wie dies in der 11B gezeigt ist, sind innere Einspritzanschlüsse 80a, 80b, 80c und 80d an der Innenumfangsseite einer virtuellen Hülle 200 ausgebildet, an der die virtuelle Ebene des Innenumfangs 14, der sich zu der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffes erstreckt, die Endseite 81 an der Seite des Kraftstoffeinlasses von der Einspritzanschlussplatte 80 schneidet, und äußere Einspritzanschlüsse 80e, 80f, 80g, 80h, 80i, 80j, 80k und 80m sind an der Außenumfangsseite der virtuellen Hülle 200 ausgebildet. Die Richtung für die inneren Einspritzanschlüsse 80a und 80b und für die äußeren Einspritzanschlüsse 80e, 80f, 80g und 80h sind um 180° von der Richtung für die inneren Einspritzanschlüsse 80c und 80d und für die äußeren Einspritzanschlüsse 80i, 80j, 80k und 80m entgegen gesetzt, so dass Einspritzungen mit zwei Richtungen verwirklicht werden. Die Formen und die Größen der einzelnen Einspritzanschlüsse sind identisch, und bei jedem Einspritzanschluss sind die Beziehungen zwischen θ1, θ2 und θ3 identisch zu dem ersten Ausführungsbeispiel.
Die inneren Einspritzanschlüsse 80a, 80b, 80c und 80d sind an ihren Kraftstoffeinlässen an einem gemeinsamen Umfang positioniert, von dem angenommen wird, dass er einen Durchmesser DH1 aufweist. Die äußeren Einspritzanschlüsse 80e, 80f, 80g, 80h, 80i, 80j, 80k und 80m sind an ihren Kraftstoffeinlässen an einem gemeinsamen Umfang positioniert, von dem angenommen wird, dass er einen Durchmesser DH2 aufweist. Zwischen Ds, DH1 und DH2 gelten die folgenden Beziehungen (4): 1,5 < Ds/DH1 < 6; und 0,5 < Ds/DH2 < 2 (4).
Der Kraftstoff, der entlang des Innenumfangs 14 zu der Einspritzanschlussplatte 80 strömen soll, kollidiert gegen die Einspritzanschlussplatte 80, so dass er in die Strömung entlang der Einspritzanschlussplatte 80 von der virtuellen Hülle 200 zu dem Innenumfang und in die Strömung entlang der Einspritzanschlussplatte 80 von der virtuellen Hülle 200 zu dem Außenumfang geteilt wird. Die Kraftstoffe, die in die inneren Einspritzanschlüsse 80a und 80b und in die äußeren Einspritzanschlüsse 80e, 80f, 80g und 80h strömen sollen, strömen in jene Richtungen, die einander entgegen gesetzt sind, und die Kraftstoffe, die in die inneren Einspritzanschlüsse 80c und 80d und in die äußeren Einspritzanschlüsse 80i, 80j, 80k und 80m strömen sollen, strömen in jene Richtungen, die einander entgegen gesetzt sind. Infolge dessen wird verhindert, dass die Kraftstoffe, die von den inneren Einspritzanschlüssen und den äußeren Einspritzanschlüssen eingespritzt werden sollen, die die einzelnen Sprays in den beiden Richtungen bilden, direkt unter den Einspritzanschlüssen miteinander kollidieren, um die Zerstäubung der Kraftstoffsprays zu fördern.
Außerdem gelten die folgenden Beziehungen (5) zwischen dem Abstand h1 zwischen der vorderen Endseite 75a der Düsennadel 75 und der Endseite 81 an der Seite des Kraftstoffeinlasses, dem Abstand h2 zwischen der Bodenseite 71a der Aussparung 71 und der Endseite 81 an der Seite des Kraftstoffeinlasses, und dem Einspritzanschlussdurchmesser d: h1 ≤ h2 < 1,5d (5).
Wenn die Beziehungen (5) erfüllt sind, wenn sich die Düsennadel 75 anhebt, dann wird der Kraftstoff, der in die Kraftstoffkammer 90 strömen soll, so geführt, dass er entlang der Endseite 81 an der Seite des Kraftstoffeinlasses durch die vordere Endseite 75a der Düsennadel 75 strömt.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist die Ausbauchung 77 an dem vorderen Ende der Düsennadel 75 so ausgebildet, dass die Kapazität der Kraftstoffkammer 90 reduziert wird, während das Ventil geschlossen wird, während der Anschlagsabschnitt 76 an den Ventilsitz 14a gesetzt wird. Das Verhältnis der Einspritzrate des Kraftstoffes, der in der Kraftstoffkammer 90 durch das geschlossene Ventil verbleibt, zu der gesamten Kraftstoffeinspritzrate wird so abgesenkt, dass die Kraftstoffeinspritzrate sehr genau gesteuert werden kann.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel wurde die Kraftstoffkammer 90 dadurch ausgebildet, dass die Aussparung 71 an dem Endabschnitt an der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffes von dem Ventilkörper 70 ausgebildet wird. Im Gegensatz dazu kann ein Aufbau übernommen werden, bei dem eine scheibenförmige Kraftstoffkammer dadurch ausgebildet wird, dass die Aussparung an der Kraftstoffeinlassseite der Einspritzanschlussplatte ausgebildet wird.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Die 12A und 12B zeigen eine Kraftstoffeinspritzdüse bei dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die 12A stellt einen gefalteten Schnitt zum besseren Verständnis der Schnittform der Einspritzanschlüsse dar.
Wie dies in der 12A gezeigt ist, ist eine Düsennadel 115 in einem Ventilkörper 110 enthalten, während sie sich darin hin und her bewegen kann. Wie dies in der 12B gezeigt ist, sind 12 Einspritzanschlüsse 120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f, 120g, 120h, 120i, 120j, 120k, 120m in einer Einspritzanschlussplatte 120 ausgebildet. Die Anordnungen der Einspritzanschlüsse 120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f, 120g, 120h, 120i, 120j, 120k, 120m sind im Wesentlichen gleich wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, und die Beziehungen zwischen θ1, θ2, θ3 bei jedem Einspritzanschluss sind gleich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Wie dies in der 12A gezeigt ist, sind die Abschnitte, in denen die Einspritzanschlüsse 120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f, 120g, 120h, 120i, 120j, 120k, 120m ausgebildet sind, zu der Seite der Kraftstoffeinspritzung konkav ausgebildet. Da die Einspritzanschlüsse im Voraus in der ebenen Einspritzanschlussplatte ausgebildet wurden, und die Abschnitte, in denen die Einspritzanschlüsse ausgebildet sind, zur Seite der Kraftstoffeinspritzung konkav ausgebildet werden, können die Neigungswinkel der Einspritzanschlüsse reduziert werden, die in der ebenen Einspritzanschlussplatte ausgebildet sind. Da die Neigungswinkel klein sind, werden die Einspritzanschlüsse in einfacher Weise ausgebildet.
Bei den vielen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, die die Betriebsweisen der Erfindung zeigen, soweit sie beschrieben sind, wurden die gewünschten Auslegungswerte für die Kraftstoffeinspritzdüse zum Zerstäuben des Kraftstoffsprays dargestellt. Falls festgelegt wird, dass zumindest θ1 < θ2 gilt, wird der Kraftstoff jedoch so geführt, dass er durch den Einspritzanschlussinnenumfang gespreizt wird, und dass er als der flüssige Film so eingespritzt wird, dass das Kraftstoffspray zerstäubt werden kann.
Bei den vielen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Kraftstoffeinspritzdüse der Erfindung als das Kraftstoffeinspritzventil der Benzinkraftmaschine verwendet. Zusätzlich kann die Kraftstoffeinspritzdüse der Erfindung für beliebige Anwendungen verwendet werden, falls dies zum Zerstäuben und Einspritzen der Flüssigkeit beabsichtigt ist.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Die 14 bis 19 zeigen ein sechstes Ausführungsbeispiel, das nicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist. Die 14 zeigt eine Ansicht des Gesamtaufbaus eines elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils, und die 15 zeigt eine Ansicht eines wesentlichen Aufbaus des elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils.
Ein elektronisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem von diesem Ausführungsbeispiel ist so aufgebaut, dass es ein Kraftstoffzuführungssystem, ein Einlasssystem, Sensoren zum Erfassen der Fahrtzustände der Brennkraftmaschine und eine elektronische Steuereinheit (ECU) aufweist, um diese integriert zu steuern. Das Kraftstoffzuführungssystem ist ein System, das es ermöglicht, dass eine elektrische Kraftstoffpumpe (auch wenn diese nicht gezeigt ist) den Kraftstoff auf einen vorbestimmten Druck mit Druck beaufschlagt, und den Kraftstoff über ein Förderrohr (auch wenn dieses nicht gezeigt ist) zu einem elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventil 301 so zuführt, dass der Kraftstoff bei einer optimalen Zeitgebung eingespritzt werden kann.
Das elektromagnetische Kraftstoffeinspritzventil 301 ist einen Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer Funktion (oder mit einer Öffnungsplatte) zum Fördern einer Zerstäubung eines gesprühten Kraftstoffes, der bei einer guten Zeitgebung in die Nähe (oder in den Einlassanschluss) eines Einlassventils (oder eines Saugventils) einer Brennkraftmaschine (diese wird nachfolgend als die „Kraftmaschine" bezeichnet) einzuspritzen ist, wie zum Beispiel eine Benzinkraftmaschine. Außerdem ist das elektromagnetische Kraftstoffeinspritzventil 301 mit einem Einlasskrümmer (oder mit einem Einlassrohr) montiert, das in einer Anzahl vorgesehen ist, die der Anzahl der Zylinder der Kraftmaschine entspricht, um die Luft für die Verbrennung zuzuführen.
Das elektromagnetische Kraftstoffeinspritzventil 301 ist so aufgebaut, dass es folgendes aufweist: Ein Gussgehäuse 302, das mit dem Förderrohr zu montieren ist; eine elektromagnetische Spule (Solenoidspule) 304, die um den Außenumfang einer Spulenhaspel 303 gewickelt ist, die aus einem Kunstharz ausgebildet ist, und in dem Gussgehäuse 302 angeordnet ist; einen im Allgemeinen zylindrischen Statorkern 305, der in dem Gussgehäuse 302 befestigt ist; einen Anker 306, der axial bewegbar ist; einen Ventilkörper 307, der an der vorderen Endseite des Gussgehäuses 302 angeordnet ist; ein Nadelventil 308, das in dem Ventilkörper 307 untergebracht ist; und eine Öffnungsplatte 310, um einen Kraftstoffkanal 309 zwischen sich selbst und einer axialen Endseite (oder der vorderen Endseite) des Nadelventils 308 auszubilden.
Das Gussgehäuse 302 ist einstückig aus einem Kunstharzmaterial gegossen. Bei diesem Gussgehäuse 302 sind die Spulenhaspel 303, der Statorkern 305 und ein äußerer Verbindungsstecker 311 einstückig vergossen. Um die Spulenhaspel 303 und der elektromagnetischen Spule 304 ist außerdem ein Kunstharzformteil 335 einstückig vergossen, das die elektromagnetische Spule 304 umhüllt.
In dem gezeigten oberen Abschnitt des Gussgehäuses 302 ist andererseits eine Steckereinheit 312 angeordnet, die von der Außenwand des Gussgehäuses 302 vorsteht. Außerdem ist der äußere Steckeranschluss 311, der mit der elektromagnetischen Spule 304 elektrisch zu verbinden ist, in der Steckereinheit 312 und einem Kunstharzformteil 336 eingebettet. Andererseits ist der äußere Steckeranschluss 311 mit der nicht gezeigten ECU über eine Verdrahtung verbunden.
Der Statorkern 305 besteht aus einem ferromagnetischen Material, und er ist so in dem Kunstharzgussgehäuse 302 angeordnet, dass er von der gezeigten oberen Endseite des Gussgehäuses 302 nach oben vorsteht. In dem Statorkern 305 ist außerdem ein axialer Kraftstoffkanal 313 ausgebildet. In dem Innenumfang des Statorkerns 305 ist ein im Allgemeinen zylindrisches Einstellrohr 315 eingepasst, das darin ein axiales Loch 314 aufweist.
Das Einstellrohr 315 legt eine festgelegte Last fest, d. h. einen Ventilöffnungsdruck einer Schraubenfeder 306, in dem es in der axialen Richtung in dem Statorkern 305 verschoben und befestigt wird, nach dem es in dem Innenumfang des Statorkerns 305 festgelegt wurde. An der vorderen Endseite des Einstellrohrs 315 liegt außerdem ein Ende der Schraubenfeder 316 an. Das andere Ende von dieser Schraubenfeder 316 liegt an der gezeigten oberen Endseite des Nadelventils 308 an, das an den Anker 396 geschweißt und befestigt ist.
Die Schraubenfeder 316 spannt den Anker 306 und das Nadelventil 308 nach unten vor, wie dies gezeigt ist, um einen Sitzabschnitt 322 des Nadelventils 308 an einen Ventilsitz 321 des Ventilkörpers 307 zu setzen (unter Bezugnahme auf die 15). Wenn ein Erregerstrom von dem äußeren Steckerabschnitt 311 in die elektromagnetische Spule 304 durch die ECU einspeist wird, werden der Anker 306 und das Nadelventil 308 außerdem zu dem Statorkern 305 gegen die Vorspannkraft (oder die Federkraft) der Schraubenfeder 316 angezogen.
An einer axialen Seite des Statorkerns 305 sind andererseits ein nicht magnetisches Rohr 317 und ein magnetisches Rohr 318 angeordnet. Das nicht magnetische Rohr 317 besteht aus einem nicht magnetischen Material, und es ist mit einer im Allgemeinen zylindrischen Form ausgebildet. Diese nicht magnetische Rohr 317 ist mit dem gezeigten unteren Ende des Statorkerns 305 verbunden. Andererseits besteht das magnetische Rohr 318 aus einem magnetischen Material, und es ist mit einer abgestuften Rohrform ausgebildet. Dieses magnetische Rohr 318 ist mit dem gezeigten unten Ende des nicht magnetischen Rohres 317 verbunden. In den Innenräumen von diesem nicht magnetischen Rohr 317 und diesem magnetischen Rohr 318 ist der Anker 306 eingepasst, der aus einem magnetischen Material besteht und mit einer zylindrischen Form ausgebildet ist.
In das magnetische Rohr 318 ist außerdem durch ein hohles scheibenförmiges Abstandsstück 319 der Ventilkörper 307 eingefügt, der daran laserverschweißt ist. Die Dicke des Abstandsstückes 319 ist so eingestellt, dass der Luftspalt zwischen dem ortsfesten Eisenkern 305 und dem bewegbaren Eisenkern 306 auf einen vorbestimmten Wert gehalten wird. Hierbei sind das Gussgehäuse 302, die elektromagnetische Spule 304, der Statorkern 305, der Anker 6, das nicht magnetische Rohr 317, das magnetische Rohr 318 und dergleichen als ein elektromagnetischer Aktuator aufgebaut.
Hierbei werden die Aufbauten des Ventilkörpers 307 und des Nadelventils 308 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die 14 und 15 kurz beschrieben. Dieser Ventilkörper 307 und diese Nadelventil 308 sind aus einem metallischen Material wie zum Beispiel SUS mit einer vorbestimmten Form ausgebildet. Zwischen der zylindrischen Ebene 323 des Ventilkörpers 307 und dem an vier Seiten gefassten Abschnitt, der an einem Gleitabschnitt 324 des Nadelventils 308 ausgebildet ist, ist außerdem ein Spalt ausgebildet, damit der Kraftstoff dort hindurch tritt. Außerdem bilden der Ventilsitz 321 des Ventilkörpers 307 und der Sitzabschnitt 322 an dem vorderen Ende den Nadelventils 308 eine Ventileinheit.
Das Nadelventil 308 entspricht einem Ventilelement, und es bildet einen Fügeabschnitt 325 in dem gezeigten oberen Abschnitt. Außerdem sind dieser Fügeabschnitt 325 und der Anker 306 laserverschweißt, so dass der Anker 306 und das Nadelventil 308 einstückig verbunden sind. Der Fügeabschnitt 325 ist an seinem Außenumfang für einen Kraftstoffkanal mit einer Phase versehen. Andererseits ist das Nadelventil 308 soweit angehoben, wenn der Anker 306 durch den Statorkern 305 durch eine magnetomotorische Kraft angezogen wird, die in der elektromagnetischen Spule 304 erzeugt wird, das ein Flanschabschnitt 326 in Anlage mit dem Abstandstück 319 gelangt. Hierbei bilden der Ventilkörper 307 und die Öffnungsplatte 310 den Ventilhauptkörper des elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils 301, und das Nadelventil 308 bildet das Ventilelement des elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils 301.
In dem gezeigten oberen Abschnitt des Kraftstoffkanals 313, der in dem Statorkern 305 ausgebildet ist, ist andererseits ein Filter 337 eingepasst. Dieser Filter 337 ist eine Einrichtung zum Reinigen von Fremdstoffen zum Reinigen des Kraftstoffes, wenn er aus dem Kraftstoffbehälter in das elektromagnetische Kraftstoffeinspritzventil 301 durch die Kraftstoffpumpe oder dergleichen gepumpt wird, und zwar Fremdstoffe, wie zum Beispiel Staub.
Hierbei wird der Aufbau der Öffnungsplatte 310 von diesem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die 14 bis 19 kurz beschrieben. Die 16 zeigt eine Darstellung der Kanalwandseite der Öffnungsplatte 310, und die 17 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Nähe eines Kraftstoffeinlasses der Öffnungsplatte 310.
Die Öffnungsplatte 310 entspricht einer Einspritzanschlussplatte, und sie ist durch die Laserverschweißung so an der vorderen Endseite des Ventilkörpers 307 befestigt, dass einen runde Öffnung 329 geschlossen wird, die an der gezeigten unteren Endseite (oder der vorderen Endseite) des Ventilkörpers 307 ausgebildet ist. Diese Öffnungsplatte 310 besteht aus einem metallischen Material wie zum Beispiel SUS. In der Öffnungsplatte 310 ist außerdem eine Vielzahl Öffnungen 330 zum Steuern der Richtungen des Kraftstoffsprays und zum Fördern der Zerstäubung des Kraftstoffsprays ausgebildet.
Diese Öffnungen 330 entsprechen Einspritzanschlüssen, und sie werden zum Beispiel durch Funkenerosion oder Bohren so ausgebildet, dass vier Öffnungen an einem imaginären Kreis an der Mittelachse der Öffnungsplatte 310 angeordnet werden. Die Vielzahl Öffnungen 330 ist durch die Öffnungsplatte 310 von dem Kraftstoffeinlass zu dem Kraftstoffauslass der Öffnungen 330 so ausgebildet, dass sie mit einem vorbestimmten Winkel A (Grad) zur stromaufwärtigen Seite hinsichtlich der Kraftstoffströmungsrichtung des Kraftstoffkanals 309 nach hinten geneigt sind. In den Anschlusswänden der vielen Öffnungen 330 von den Kraftstoffeinlässen zu den Kraftstoffauslässen sind außerdem zwei erste und zweite gekrümmte Kreisabschnitte 331 und 332 ausgebildet, die Krümmungsmittelpunkte an der Mittelachse 333 der Öffnung 330 aufweisen, und die zur stromaufwärtigen Seite hinsichtlich der Kraftstoffströmungsrichtung des Kraftstoffkanals 309 nach hinten gerichtet sind.
Der erste gekrümmte Kreisabschnitt 331 befindet sich an der Seite der Mittelachse (in der Mittelrichtung des Einspritzventils) des elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils 301 der beiden ersten und zweiten gekrümmten Kreisabschnitte 331 und 332. Dieser erste gekrümmte Kreisabschnitt 331 hat einen vorbestimmten Krümmungsradius, der dessen Mitte (C1) einer Krümmung aufweist, die sich an den Mittelpunkt des gekrümmten Kreises befindet. Andererseits befindet sich der zweite gekrümmte Kreisabschnitt 332 an der Seite gegenüber der Mittelachse (in der Sitzrichtung) des elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils 301 der beiden ersten und zweiten gekrümmten Kreisabschnitte 331 und 332. Dieser zweite gekrümmte Kreisabschnitt 332 hat einen vorbestimmten Krümmungsradius, der dessen Mitte (C2) einer Krümmung aufweist, die sich an dem Mittelpunkt der Krümmung des Kreises befindet. Der Krümmungsradius des ersten gekrümmten Kreisabschnittes 331 und der Krümmungsradius des zweiten gekrümmten Kreisabschnittes 332 sind gleich (zum Beispiel ein Einspritzanschlussdurchmesser Φd/2).
Außerdem erfüllt die Form der Öffnung 330 folgende Beziehungen 0 (mm) < L < 2R (mm), falls eine Versetzung zwischen der Mittel (C1) der Krümmung des ersten gekrümmten Kreisabschnittes 331 und der Mitte (C2) der Krümmung des zweiten gekrümmten Kreisabschnittes 332 durch L (mm) bezeichnet wird, und falls der zweite gekrümmte Kreisabschnitt 332 einen Radius R (Φd/2) der Krümmung aufweist. Andererseits erfüllt der Neigungswinkel A (Grad) der Öffnung 330 hinsichtlich der dicken Richtung der Öffnungsplatte 310 die folgenden Beziehungen 0 < A < 90°. Hierbei ist bei dem elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventil 301 von diesem Ausführungsbeispiel das Verhältnis zwischen der Dicke t (mm) und dem Einspritzanschlussdurchmesser Φd (mm) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs festgelegt, um so eine vorbestimmte Funktion zu fördern, der Zerstäubung aufrecht zu erhalten. Hierbei bezeichnet ein Bezugszeichen 334 einen Flüssigsäulenabschnitt, der in der Strömung des Kraftstoffes in der Öffnung 330 zu erzeugen ist.
Ein Betrieb des elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils 301 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf die 14 bis 19 kurz beschrieben.
Wenn die elektromagnetische Spule 304 des elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils 301 durch die ECU erregt wird, dann wird der bewegbare Eisenkern 306 durch den Statorkern 305 gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 316 angezogen, so dass das Nadelventil 308 mit dem Fügeabschnitt 325, der an dem Anker 306 laserverschweißt ist, so weit angehoben wird, dass der Flanschabschnitt 326 in Anlage mit dem Abstandstück 319 gelangt. Dann wird die Ventileinheit geöffnet, die aus dem Ventilsitz 321 des Ventilkörpers 307 und dem Sitzabschnitt 322 des Nadelventils 308 besteht.
Wenn infolge dessen der Kraftstoff auf einen vorbestimmten Druck durch die Kraftstoffpumpe mit Druck beaufschlagt wird, dann strömt er durch das Förderrohr und den Filter 337 in den Kraftstoffkanal 313, der in dem ortsfesten Eisenkern 305 des elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils 301 ausgebildet ist. Der Kraftstoff tritt aus dem axialen Loch 314, das in dem Einstellrohr 315 ausgebildet ist, durch den Spalt eines zweiseitig gefasten Abschnittes hindurch, der an dem Fügeabschnitt 325 des Nadelventils 308 ausgebildet ist, und weiter durch den Spalt zwischen der zylindrischen Seite 323 des Ventilkörpers 307 und den vierseitigen gefasten Abschnitt, der an dem Gleitabschnitt 324 des Nadelventils 308 ausgebildet ist, bis er das Innere des Kraftstoffkanals 309 zwischen dem Ventilsitz 321 des Ventilkörpers 307 und dem Sitzabschnitt 322 des Nadelventils 308 erreicht.
Außerdem kollidiert die Hauptströmung des Kraftstoffes, der zwischen den Ventilsitz 321 und den Sitzabschnitt 322 hindurch getreten ist, in dem Kraftstoffkanal 309 gegen die Kanalwandseite der Öffnungsplatte 310, wie dies in der 19A gezeigt ist, so dass er entlang der Kanalwandseite der Öffnungsplatte 310 und zu der Mittelachse des elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils 301 wandert. Außerdem wandert die Hauptströmung des Kraftstoffs aus dem Kraftstoffkanal 309 in den Kraftstoffeinlass der Öffnung 330 von dem Inneren des Kraftstoffkanals 309, ohne irgend einen Wirbel um den Kraftstoffeinlass der Öffnung 330, wie dies in der 19A gezeigt ist, während er zu der Kanalwandseite des ersten gekrümmten Kreisabschnittes 331 der Öffnung 330 umgelenkt wird.
Wie dies in den 19A und 19B gezeigt ist, wird dabei in der Strömung des Kraftstoffes in der Öffnung 330 der Flüssigsäulenabschnitt 334 erzeugt, der entlang einem Abschnitt 331 von den beiden ersten und zweiten gekrümmten Kreisabschnitten 331 und 332 dispergiert wird, der sich an der Seite der Mittelachse (in der Mittelrichtung des Einspritzventils) des elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils 301 befindet, so dass der Kraftstoff bei einer guten Zeitgebung aus dem Kraftstoffauslass der Öffnung 330 zur Nähe des Einlassventils der Kraftmaschine eingespritzt wird.
Bei dem elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventil 301 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels, das bereits beschrieben ist, wird der Flüssigsäulenabschnitt 334 der Strömung des Kraftstoffes in der Öffnung 330 an deren Fläche vergrößert, um seinen Kontaktbereich mit der Luft zu vergrößern, so dass die Abspaltung des Flüssigsäulenabschnittes 334 der Kraftstoffströmung in der Öffnung 330 gefördert wird. Daher kann die Kraftstoffströmung in wirksamer Weise dazu genutzt werden, dass eine bedeutend verbesserte Zerstäubung verwirklicht wird.
(Siebtes Ausführungsbeispiel)
Die 20 und 21 zeigen ein siebtes Ausführungsbeispiel, das nicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist. Die 20 zeigt eine Ansicht eines wesentlichen Aufbaus eines elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils, und die 21 zeigt eine Ansicht einer Kanalwandseite einer Öffnungsplatte.
Wie bei den vielen Öffnungen 330 von diesem Ausführungsbeispiel sind 12 Öffnungen an imaginären Doppelkreisen an der Mittelachse der Öffnungsplatte 310 angeordnet. Diese Öffnungen 330 sind durch die Öffnungsplatte 310 von ihren Kraftstoffeinlässen zu ihren Kraftstoffauslässen so ausgebildet, dass sie mit einem vorbestimmten Winkel zur stromaufwärtigen Seite in der Kraftstoffströmungsrichtung des Kraftstoffkanals 309 nach hinten geneigt sind.
In den Anschlusswandseiten der vielen Öffnungen 330 von den Kraftstoffeinlässen zu den Kraftstoffauslässen sind außerdem individuell die beiden ersten und zweiten gekrümmten Kreisabschnitte 331 und 332 ausgebildet, die die Krümmungsmitten an der Mittelachse 333 der Öffnungen 330 aufweisen, und die von der Mittelachse des elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils 301 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach hinten (zu dem Sitz) gerichtet sind. Hierbei können die vielen Öffnungen 330 innerhalb eines Bereichs frei angeordnet werden, der die Wirkung zum Fördern der Zerstäubung des Kraftstoffsprays nicht verschlechtert.
(Abwandlungen)
Die gegenwärtigen Ausführungsbeispiele wurden als Beispiele beschrieben, bei denen das Kraftstoffeinspritzventil für die Brennkraftmaschine wie zum Beispiel das elektromagnetische Kraftstoffeinspritzventil (Kraftstoffinjektor) 301 an dem Einlasskrümmer der Benzinkraftmaschine angebracht ist. Jedoch kann das Kraftstoffeinspritzventil für die Brennkraftmaschine an dem Zylinder der Kraftmaschine angebracht sein, oder das Kraftstoffeinspritzventil kann auch an einer Brennvorrichtung wie zum Beispiel ein Boiler oder ein Petroleumofen angebracht sein.
Die gegenwärtigen Ausführungsbeispiele wurden als Beispiele beschrieben, die auf das elektromagnetische Kraftstoffeinspritzventil 301 angewendet werden, bei dem das Ventilelement wie zum Beispiel das Nadelventil 308 in der axialen Richtung durch den elektromagnetischen Aktuator hin und her bewegbar angeordnet ist. Jedoch können diese Ausführungsbeispiele auf das Kraftstoffeinspritzventil angewendet werden, bei dem das Ventilelement in der axialen Richtung mechanisch hin und her bewegt wird. Zum Beispiel können diese Ausführungsbeispiele auf die Kraftstoffeinspritzdüse angewendet werden, die ein Ventilelement aufweist, das dann geöffnet wird, wenn der Kraftstoff so zugeführt wird, dass er eine vorbestimmte Hydraulikkraft erreicht.

Claims

Fluideinspritzdüse (1) mit: einem Ventilkörper (13) mit einem Innenumfang (14), der einen Fluidkanal (50) bildet und zu einer stromabwärtigen Seite des Fluides konvergiert, und der einen Ventilsitz (14a) an dem Innenumfang (14) aufweist; einer Einspritzanschlussplatte (25), die an dem Fluidkanal an der stromabwärtigen Seite von dem Ventilsitz (14a) angeordnet ist und einen Einspritzanschluss (25a bis 25d) zum Einspritzen eines Fluides aufweist, damit es aus dem Fluidkanal (50) herausströmt, wobei eine Einspritzanschlussachse (100), die eine Mitte eines Fluideinlasses und eine Mitte eines Fluidauslasses des Einspritzanschlusses (25a bis 25d) verbindet, hinsichtlich einer Mittelachse (27) der Einspritzanschlussplatte (25) geneigt ist, wobei die Fluideinspritzdüse (1) eine Vielzahl Einspritzanschlüsse (25a bis 25d) aufweist und jede Einspritzanschlussachse (100) bezüglich der Mittelachse (27) der Einspritzanschlussplatte (25) von der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite so nach außen geneigt ist, dass sich die Einspritzanschlussachsen (100) an der stromabwärtigen Seite von der Einspritzanschlussplatte nicht miteinander schneiden; und einem Ventilelement (20) zum Schließen des Fluidkanales (50), wenn es an dem Ventilsitz (14a) gesetzt ist, und zum Öffnen des Fluidkanales (50), wenn es nicht an dem Ventilsitz (14a) gesetzt ist, wobei zwei Schnittlinien zwischen einer virtuellen Ebene, die die Einspritzanschlussachse (100) enthält und normal zu der Einspritzanschlussplatte (25) ist, und einem Einspritzanschlussinnenumfang (101) der Einspritzanschlussplatte (25), die den Einspritzanschluss (25a bis 25d) bildet, in der selben Richtung wie die Einspritzanschlussachse (100) hinsichtlich der Mittelachse (27) geneigt sind, und wenn eine erste Schnittlinie (102), die an einer Seite eines stumpfen Winkels durch die Einspritzanschlussachse (100) und eine Endseite (26) an der Fluideinlassseite der Einspritzanschlussplatte (25) gebildet ist, einen ersten Neigungswinkel θ1 hinsichtlich der Mittelachse (27) hat, und wenn eine zweite Schnittlinie (103), die an einer Seite eines spitzen Winkels durch die Einspritzanschlussachse (100) und der Endseite (26) an der Fluideinlassseite gebildet ist, einen zweiten Neigungswinkel θ2 hat, dann gilt θ1 < θ2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Innendurchmesser der Einspritzanschlüsse (25a bis 25d) von dem Fluideinlass zu dem Fluidauslass gleichmäßig vergrößert.
Fluideinspritzdüse (1) gemäß Anspruch 1, wobei θ1 15° oder größer ist.
Fluideinspritzdüse (1) gemäß Anspruch 1, wobei θ3 = θ2 – θ1 und θ3 ≥ 15° gelten.
Fluideinspritzdüse (1) gemäß Anspruch 1, wobei wenn der Abstand von einem Schnittpunkt zwischen der zweiten Schnittlinie (103) und der Endseite (81) an der Seite des Fluideinlasses zu der ersten Schnittlinie (102) durch d bezeichnet wird, und wenn die Einspritzanschlussplatte (25) eine Dicke t aufweist, dann gilt die folgende Beziehung: 0,5 ≤ t/d ≤ 1,2.
Fluideinspritzdüse (1) gemäß Anspruch 1, wobei in einer Ebene, in der eine Schnittlinie zwischen einer virtuellen Ebene, die senkrecht zu der Einspritzanschlussachse (100) ist, und dem Einspritzanschlussinnenumfang (101) eine Ellipse ist, wobei ein Durchmesser einer Nebenachse der Ellipse „a" ist und ein Durchmesser einer Hauptachse „b" ist, die folgende Beziehung gilt: 0,5 ≤ a/b ≤ 1.
Fluideinspritzdüse (1) gemäß Anspruch 1, wobei in einer Gruppe von Einspritzanschlüssen (25a bis 25d), die um die Mittelachse (27) verteilt sind und ihre Fluideinlässe an einem gemeinsamen Umfang aufweisen, wobei der Umfang einen Durchmesser DH hat, wobei das Ventilelement (20), das an den Ventilsitz (14a) zu setzen ist, einen Sitzdurchmesser Ds aufweist, wobei ein Normalenabstand von einem ringartigen Sitzabschnitt des Ventilsitzes (14a), an den das Ventilelement (20) zu setzen ist, zu der Endseite (81) an der Seite des Fluideinlasses durch H bezeichnet wird, und wobei ein Abstand zwischen einer vorderen Endseite (20a) des Ventilelementes (20) gegenüber der Endseite (81) an der Seite des Fluideinlasses und der Endseite (81) an der Seite des Fluideinlasses bei der Hubzeit des Ventilelementes (20) durch h bezeichnet ist, gleichzeitig die folgenden Beziehungen gelten: 1,5 ≤ Ds/DH 6, und h < 1,5d; und H < 4dwobei der Abstand von einem Schnittpunkt zwischen der zweiten Schnittlinie (103) und der Endseite (81) an der Seite des Fluideinlasses zu der ersten Schnittlinie (102) durch d bezeichnet wird, und wobei die Einspritzanschlussplatte (25) eine Dicke t aufweist, wobei dann die folgende Beziehung gilt: 0,5 ≤ t/d ≤ 1,2.
Fluideinspritzdüse (1) gemäß Anspruch 1, wobei eine Fluidkammer (51), die direkt über der Seite des Fluideinlasses des Einspritzanschlusses (80a bis 80k, 80m) ausgebildet ist, diametral größer als eine stromabwärtige Öffnungskante ist, die durch den Innenumfang gebildet ist, und die Einspritzanschlüsse (80a bis 80k, 80m) an ihrem Fluideinlass in dem Innenumfang und dem Außenumfang einer virtuellen Hülle (200) münden, an der die virtuelle Ebene, die sich von dem Innenumfang zur stromabwärtigen Seite erstreckt, die Einspritzanschlussplatte (80) schneidet.
Fluideinspritzdüse (1) gemäß Anspruch 7, wobei eine Gruppe von Einspritzanschlüssen (80a bis 80k, 80m), die um die Mittelachse (27) verteilt sind und ihre Fluideinlässe an einem gemeinsamen Umfang aufweisen, wobei der Umfang der Einspritzanschlussgruppe, die an der Innenumfangsseite der virtuellen Hülle (200) angeordnet ist, einen Durchmesser DH1 aufweist, und wobei der Umfang der Einspritzanschlussgruppe, die an der Außenumfangsseite der virtuellen Hülle (200) angeordnet ist, einen Durchmesser DH2 aufweist, gleichzeitig die folgenden Beziehungen gelten: 1,5 ≤ Ds/DH1 6, und 0,5 < DH2 < 2 wobei Ds der Sitzdurchmesser ist, wenn das Ventilelement (20) an den Ventilsitz (14a) gesetzt ist.