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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil,
das hauptsächlich in dem Kraftstoffzufuhrsystem einer Verbrennungsmaschine
verwendet wird.
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Beschreibung des Stands der
Technik
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In
jüngster Zeit, während Restriktionen bezüglich
des Abgases von Fahrzeugen und dergleichen verschärft wurden,
waren Verbesserungen bezüglich der Zerstäubung
von Kraftstoff, das durch ein Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt
wird, erforderlich, und folglich wurden verschiedene Arten von Studien über
die Zerstäubung durchgeführt. Im Stand der Technik,
der in der
japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer
2003-336562 und der
japanischen
Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2003-3365653 offenbart
ist, ist ein Kraftstoffeinspritzventil auf eine solche Weise aufgebaut,
dass entsprechende Führungswege für die Einspritzöffnungen
vorgesehen sind, und Kraftstoff, der mittels des Führungswegs
verbessert und beschleunigt wird, strömt in eine Wirbelkammer.
Der Kraftstoff bildet eine Wirbelströmung in der Wirbelkammer
und wirbelt in den Einspritzöffnungen; anschließend
wird ein Kraftstoffstrahl, der durch den Auslass einer Einspritzöffnungsplatte eingespritzt
wird, ein hohler und zylindrischer Kraftstoffstrahl, sodass eine
Zerstäubung angeblich erleichtert wird.
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Ferner
wird im Stand der Technik, der in der
japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer
2006-2620 , der
japanischen
Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2006-336577 und der
japanischen Patentveröffentlichungsnummer 2007-182767 offenbart
ist, der Kraftstofffluss basierend auf der Beziehung zwischen der
Form der Kraftstoffkammer und der Position der Einspritzöffnung gesteuert,
und eine Wirbelströmung wird an dem Einspritzeinlass induziert,
sodass eine Zerstäubung angeblich erleichtert wird.
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Inzwischen
ist im Stand der Technik, der in der
japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer
2003-3356562 und der
japanischen
Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2003-336563 offenbart
ist, ein Kraftstoffeinspritzventil auf eine solche Weise aufgebaut,
dass entsprechende Führungswege für die Einspritzöffnungen
vorgesehen sind, und Kraftstoff, der mittels des Führungswegs verbessert
und beschleunigt wird, in eine Wirbelkammer strömt; folglich
bestanden Probleme, wie sie unten beschrieben sind.
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[Wirkung auf Durchflussratencharakteristika]
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Im
vorgenannten Stand der Technik, da der Fluidwiderstand auf der Stromabwärtsseite
eines Ventilsitzes groß ist, ist die Druckverringerungsgeschwindigkeit
auf der Stromabwärtsseite des Ventilsitzes während
des Ventilkörperschließprozesses gering; folglich,
da die Ventilschließverzögerungszeit, bei der
ein Ventilschließsignal eingegeben wird und anschließend
der Ventilkörper vollständig geschlossen wird,
lang ist, wird der dynamische Bereich der Durchflussrate verschlechtert.
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[Wirkung auf Kraftstoffstrahlcharakteristika]
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Da
der Fluidwiderstand auf der Stromabwärtsseite des Ventilsitzes
groß ist, ist es wahrscheinlich, dass der Kraftstoffstrahl
(Kraftstoffspray), der durch die Einspritzöffnung eingespritzt
wird, anhaftet; folglich kann ein Spritzphänomen bewirkt
werden, in dem der Kraftstoff, der nicht von der Einspritzöffnung
getrennt werden konnte und an der Endfläche der Einspritzöffnungsplatte
anhaftet, in der Umgebung des Einspritzöffnungsauslasses
spritzt, wenn die nächste Einspritzung ausgeführt
wird, wodurch ein verschlechterter Kraftstoffstrahl außerhalb
der Zieleinspritzzone eingespritzt wird; folglich vergrößert
sich die Kraftstoffadhäsion an verschiedenen Teilen der
Verbrennungsmaschine, wodurch sich das Abgas und die Steuerbarkeit
der Maschinenausgabe verschlechtern können.
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[Wirkung einer atmosphärischen Änderung]
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Unter
einer Hochtemperatur- und negativen Druckbedingung wird aufgrund
von Verdampfung eines Teils des Kraftstoffs in ein sogenanntes Todvolumen
eine zweischichtige sogenannte Gas-Flüssigkeits-Strömung
bewirkt, und der Druckverlust ist groß, wenn die zweischichtige
Gas-Flüssigkeits-Strömung durch einen schmalen
Strömungsweg tritt; in dem Beispiel des Stands der Technik,
da der Strömungsweg auf eine solche Weise aufgebaut ist,
dass der Führungsweg, d. h. eine Zwischenwand, von der Stromabwärtsseite
des Ventilsitzes zur Einspritzöffnung vorgesehen ist, bestand
ein Problem darin, dass sich aufgrund der Änderung der
Temperatur oder des atmosphärischen Drucks die Durchflussratencharakteristika
(statische Durchflussrate/dynamische Durchflussrate) und die Kraftstoffstrahlcharakteristika
(Kraftstoffstrahlform/Kraftstoffstrahlpartikeldurchmesser) beträchtlich ändern.
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[Produktionskosten]
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Da
die Geschwindigkeit des Kraftstoffs, der in jede Wirbelkammer strömt,
von der Form des Führungswegs abhängt, hat eine
Variation der Form des Führungswegs eine große
Wirkung auf die Abweichung des Einspritzbetrags des Kraftstoffs,
der durch die Einspritzöffnung eingespritzt wird; folglich
ist ein Führungsweg mit einer eine hohe Genauigkeit aufweisenden
Gestalt erforderlich, wodurch die Produktionskosten erhöht
werden. Wenn die Abweichung des Einspritzbetrags groß ist,
schwankt die Gestalt bzw. Form des Kraftstoffstrahls, wodurch, wenn
der Kraftstoff in die Verbrennungsmaschine eingespritzt wird, der
Adhäsionsbetrag in verschiedenen Teilen der Verbrennungsmaschine
und die Verteilung des Kraftstoffluftgemischs variieren; folglich
kann die Schwankung bei der Verbrennung eine Erhöhung des
Abgasbetrags oder eine Fluktuation der Maschinendrehung verursachen.
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Um
die Dicke des Kraftstoffflüssigkeitsfilms zu verringern,
um den Kraftstoffstrahl zu zersprühen, ist es erforderlich,
eine große Wirbelkraft auf den Kraftstoff in den Einspritzöffnungen
auszuüben. Um die Wirbelkraft in der Wirbelkammer zu verstärken,
ist es erforderlich, die Versetzung zwischen dem Einspritzöffnungseinlass
und dem Kraftstoffweg zu vergrößern; folglich
wird das Verhältnis der Tiefe zur Breite des Kraftstoffwegs
groß. Dementsprechend wird die Herstellung des Kraftstoffwegs
schwierig, und in dem Fall, in dem der Kraftstoffweg mit einer Pressmaschine
ausgebildet wird, bestand ein Problem darin, dass die Lebensdauer
der Form verkürzt ist und folglich die Produktionskosten
vergrößert sind.
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In
dem Fall, in dem ein Mehrfachöffnungseinspritzer zum Zweck
des weiteren Zersprühens des Kraftstoffstrahls verwendet
wird, wird der Durchmesser von jeder Einspritzöffnung klein,
und folglich wird der Kraftstoffweg schmal, wodurch die Herstellung des
Kraftstoffwegs schwierig wird; folglich bestand in dem Fall, in
dem der Kraftstoffweg mit einer Pressmaschine ausgebildet wird,
ein Problem darin, dass die Lebensdauer der Form verkürzt
ist und folglich die Produktionskosten erhöht sind.
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Im
Stand der Technik, der in der
japanischen Patentanmeldung
Veröffentlichungsnummer 2006-2620 und der
japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer
2006-336577 offenbart ist, ist ein Kraftstoffeinspritzventil
auf eine solche Weise aufgebaut, dass der Kraftstoffstrom basierend
auf der Beziehung zwischen der Gestalt der Kraftstoffkammer und
der Position der Einspritzöffnung gesteuert wird, und eine
Wirbelströmung wird an dem Einspritzöffnungseingang
induziert; somit bestanden solche Probleme, wie sie oben beschrieben
sind.
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[Wirkung der Kraftstoffstrahlcharakteristika]
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Da
das Kraftstoffeinspritzventil gemäß dem vorgenannten
Stand der Technik keine Wirbelkammer aufweist und eine Strömung
entgegengesetzt zur Wirbelströmung aufweist, bestand ein
Problem darin, dass die Wirbelströmung sich nicht ausreichend
entwickelt und folglich die Zerstäubung nicht erleichtert
wird.
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In
dem Mechanismus, in dem eine Wirbelkraft auf den Kraftstoff ausgeübt
wird, um den Kraftstoff zu zerstäuben, ist es wichtig,
dass der Kraftstoff gegen die Innenwand der Einspritzöffnung
während der Wirbelung in der Einspritzöffnung
gepresst wird, sodass der Kraftstoff nicht in die Einspritzöffnung
gefüllt wird, sondern zu dünnen Flüssigkeitsfilmen
wird und in einer hohlen Form durch den Einspritzöffnungsauslass
eingespritzt wird, und anschließend die hohlen Flüssigkeitsfilme
aufgrund der Zentrifugalkraft verteilt werden, sodass die Flüssigkeitsfilme dünner
werden und die Flüssigkeitsfilme aufgrund der Scherkraft,
die durch die Luft ausgeübt wird, geteilt werden. Bezüglich
der Gestalt der Kraftstoffkammer wird gemäß dem
Stand der Technik auf der Stromaufwärtsseite der Einspritzöffnung
eine Form bzw. Gestalt bereitgestellt, mit welcher der Kraftstofffluss
sich vom Rest trennt, und die Trennung des Kraftstoffs bewirkt eine
Beeinträchtigung des Stroms. Wenn die eingespritzten hohlen
Flüssigkeitsfilme aufgrund der Zentrifugalkraft sich verteilen,
ist eine Beeinträchtigung bzw. Störung in dem
Kraftstoffstrom in dem Fall des vorgenannten Stands der Technik
vorhanden; folglich wird der Flüssigkeitsfilm geteilt,
wobei die Dicke davon in dem Prozess des Verteilens groß gehalten
wird. Es bestand ein Problem darin, dass, da der geteilte Flüssigkeitsfaden
oder Flüssigkeitsfall kaum weiter geteilt werden kann,
der Kraftstoff nicht einfach zerstäubt werden kann.
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[Wirkung der Schwankung der Charakteristika]
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Der
Strömungsweg ist auf eine solche Weise gefertigt, dass
in der Kraftstoffkammer auf der Stromaufwärtsseite der
Einspritzöffnung sich der Kraftstoffstrom von dem Rest
trennt; folglich bestand ein Problem darin, dass es aufgrund der
Störung in dem getrennten Kraftstoff wahrscheinlich ist,
dass die Durchflussratencharakteristika und die Kraftstoffstrahlcharakteristika
schwanken.
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[Wirkung der atmosphärischen Änderung]
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In
einem Hochtemperatur- und negativen Druckzustand bewirkt die Kraftstofftrennung
eine Neigung des Kraftstoffs, unter verringertem Druck zu sieden;
folglich bestand ein Problem aufgrund atmosphärischer Änderungen
darin, dass sich die Durchflussratencharakteristika (statische Durchflussrate/dynamische
Durchflussrate) und die Kraftstoffstrahlcharakteristika (Kraftstoffstrahlgestalt/Kraftstoffstrahlpartikeldurchmesser)
beträchtlich ändern.
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Auch
im Stand der Technik, der in der
japanischen
Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2007-182767 offenbart
ist, wird der Kraftstoffstrom basierend auf der Beziehung zwischen
der Gestalt der Kraftstoffkammer und der Position der Einspritzöffnung
gesteuert, und eine Wirbelströmung wird an dem Einspritzöffnungseinlass
induziert; folglich bestand ein solches Problem, wie es unten beschrieben ist.
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[Wirkung der Kraftstoffstrahlcharakteristika]
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Da
das Kraftstoffeinspritzventil gemäß dem vorgenannten
Stand der Technik keine Wirbelkammer aufweist und einen Strom entgegengesetzt
zur Wirbelströmung aufweist, bestand ein Problem darin, dass
die Wirbelströmung sich nicht ausreichend entwickeln kann
und folglich die Zerstäubung nicht erleichtert wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde implementiert, um die vorgenannten Probleme
zu lösen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Kraftstoffeinspritzventil bereit,
in dem ein Ventilkörper zum Öffnen und Schließen
eines Ventilsitzes vorgesehen ist und Kraftstoff durch Empfangen
eines Betriebssignals von einer Steuereinrichtung, um den Ventilkörper
zu betätigen, durch einen Zwischenraum zwischen dem Ventilkörper
und einem Ventilsitzabschnitt tritt und anschließend durch
eine Mehrzahl von Einspritzöffnungen, die in einer Einspritzöffnungsplatte
vorgesehen sind, die in einem Ventilsitzöffnungsabschnitt
auf der Stromabwärtsseite des Ventilsitzes angebracht ist,
eingespritzt wird. In dem Kraftstoffeinspritzventil ist die Einspritzöffnungsplatte auf
eine solche Weise angeordnet, dass eine erweiterte Linie entlang
der Ebene des Ventilsitzabschnitts des Ventilsitzes, dessen Durchmesser
sich in der Stromabwärtsrichtung allmählich verringert,
und eine Stromaufwärtsebene der Einspritzöffnungsplatte
einander so schneiden, dass ein virtueller Kreis ausgebildet wird;
durch Aussparen eines Teils der Stromaufwärtsseite der
Einspritzöffnungsplatte an einer Mehrzahl von Positionen
entlang des Ventilsitzöffnungsabschnitts ist eine Mehrzahl
von Kraftstoffkammern ausgebildet; die Kraftstoffkammer weist eine Gestalt
auf, deren Hälften bezüglich einer Linie zueinander
symmetrisch sind, die sich von dem Zentrum der Einspritzöffnungsplatte
radial erstreckt, und an einem Ort angeordnet ist, der sich von
dem Innenbereich des virtuellen Kreises bezüglich des Innenumfangs
des Ventilsitzöffnungsabschnitts nach außen erstreckt;
und in jeder der Kraftstoffkammern sind zwei Einspritzöffnungen
außerhalb des Innenumfangs des Ventilsitzöffnungsabschnitts
auf eine solche Weise angeordnet, dass diese die radiale Zentrumslinie
der Kraftstoffkammer flankieren.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein weiteres Kraftstoffeinspritzventil
bereit, in dem ein Ventilkörper zum Öffnen und
Schließen eines Ventilsitzes vorgesehen ist und Kraftstoff
durch Empfangen eines Betriebssignals von einer Steuereinrichtung,
um den Ventilkörper zu betätigen, durch einen
Zwischenraum zwischen dem Ventilkörper und einem Ventilsitzabschnitt
tritt und anschließend durch eine Mehrzahl von Einspritzöffnungen
eingespritzt wird, die in einer Einspritzöffnungsplatte
vorgesehen sind, die in einem Ventilsitzöffnungsabschnitt
auf der Stromabwärtsseite des Ventilsitzes angebracht ist.
In dem Kraftstoffeinspritzventil ist die Einspritzöffnungsplatte auf
eine solche Weise angeordnet, dass eine erweiterte Linie entlang
der Ebene des Ventilssitzabschnitts des Ventilsitzes, dessen Durchmesser
sich in der Stromabwärtsrichtung allmählich verringert, und
eine Stromaufwärtsebene der Einspritzöffnungsplatte
einander so schneiden, dass ein virtueller Kreis ausgebildet wird;
durch Aussparen eines Teils der Stromaufwärtsseite der
Einspritzöffnungsplatte an einer Mehrzahl von Positionen entlang
des Ventilsitzöffnungsabschnitts ist eine Mehrzahl von
ellipsoidförmigen Kraftstoffkammern ausgebildet; die Kraftstoffkammer,
deren Hauptachse bezüglich einer Linie geneigt ist, die
sich von dem Zentrum der Einspritzöffnungsplatte erstreckt,
ist an einem Ort angeordnet, der sich von dem Innenbereich des virtuellen
Kreises bezüglich des Innenumfangs des Ventilsitzöffnungsabschnitts
nach außen erstreckt; und die Einspritzöffnung,
die lediglich in der Kraftstoffkammer vorgesehen ist, ist außerhalb
des Innenumfangs des Ventilsitzöffnungsabschnitts angeordnet.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein weiteres Kraftstoffeinspritzventil
bereit, in dem ein Ventilkörper zum Öffnen und
Schließen des Ventilsitzes vorgesehen ist und Kraftstoff
durch Empfangen eines Betriebssignals von einer Steuereinrichtung,
um den Ventilkörper zu betätigen, durch einen
Zwischenraum zwischen dem Ventilkörper und einem Ventilsitzabschnitt
tritt und anschließend durch eine Mehrzahl von Einspritzöffnungen,
die in einer Einspritzöffnungsplatte vorgesehen sind, die
auf der Stromabwärtsseite des Ventilsitzes angebracht ist,
eingespritzt wird. In dem Kraftstoffeinspritzventil ist auf dem
Umfang des Ventilkörpers, der in der Umgebung des Ventilsitzführungsabschnitts
zum Führen des Ventilkörpers liegt, der auf der
Stromaufwärtsseite des Ventilsitzabschnitts vorgesehen
ist, eine Mehrzahl von Nuten ausgebildet, die als Kraftstoffwege dienen,
auf eine solche Weise, dass diese um einen vorbestimmten Winkel
bezüglich der Zentrumsachse des Ventilkörpers
geneigt sind und dass diese zu Wirbelnuten werden; die Einspritzöffnungsplatte
ist auf eine solche Weise angeordnet, dass eine erweiterte Linie
entlang der Ebene des Ventilsitzabschnitts des Ventilsitzes, dessen
Durchmesser sich in der Stromabwärtsrichtung allmählich
verringert, und eine Stromaufwärtsebene der Einspritzplatte
einander so schneiden, dass ein virtueller Kreis ausgebildet wird; durch
Aussparen eines Teils der Stromaufwärtsseite der Einspritzöffnungsplatte
an einer Mehrzahl von Positionen entlang des Ventilsitzöffnungsabschnittsist
eine Mehrzahl von Kraftstoffkammern ausgebildet; die Kraftstoffkammer
ist an einem Ort vorgesehen ist, der sich von dem Innenbereich des
virtuellen Kreises bezüglich des Innenumfangs des Ventilsitzöffnungsabschnitts
nach außen erstreckt; die Einspritzöffnung, die
allein in der Kraftstoffkammer vorgesehen ist, ist außerhalb
des Innenumfangs des Ventilsitzöffnungsabschnitts vorgesehen;
die Wandfläche der Kraftstoffkammer, die innerhalb des
virtuellen Kreises angeordnet ist, liegt in der Gestalt eines Bogens
vor, wobei deren Hälften zueinander bezüglich
einer Linie symmetrisch sind, die sich von dem Zentrum der Einspritzöffnungsplatte
radial erstreckt; und die Wandfläche der Kraftstoffkammer,
die außerhalb des Innenumfangs des Ventilsitzöffnungsabschnitts
angeordnet ist, liegt in einer Gestalt eines Bogens vor, der bezüglich
der Einspritzöffnung konzentrisch ist.
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Ein
Kraftstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden
Erfindung, das auf eine solche oben beschriebene Weise ausgebildet
ist, zeigt die folgenden Wirkungen.
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[Wirkung der Durchflussratencharakteristika]
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Ein
Kraftstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden
Erfindung ist auf eine solche Weise aufgebaut, dass, da der Fluidwiderstand
auf der Stromabwärtsseite des Ventilsitzes klein ist, die
Druckverringerungsgeschwindigkeit auf der Stromabwärtsseite des
Ventilsitzes während des Ventilkörperschließprozesses
groß ist, und folglich, da die Ventilschließverzögerungszeit,
in der ein Ventilschließsignal eingegeben wird und anschließend
der Ventilkörper vollständig geschlossen ist,
kurz ist, eine Verbesserung des dynamischen Bereichs der Durchflussrate
vorteilhaft durchgeführt wird.
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[Wirkung der Kraftstoffstrahlcharakteristika]
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Die
vorliegende Erfindung zeigt eine Wirkung darin, dass, da der Fluidwiderstand
auf der Stromabwärtsseite des Ventilsitzes klein ist, der Kraftstoffstrahl,
der durch die Einspritzöffnung eingespritzt wird, keine
Neigung zeigt, anzuhaften, und folglich, da der Kraftstoffstrahl
von der Einspritzöffnung gelöst ist, kann das
Spritzphänomen unterdrückt werden.
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Ein
Kraftstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden
Erfindung ist auf eine solche Weise aufgebaut, dass, nach dem Pressen
gegen die Wandfläche der Kraftstoffkammer, die sich in
dem virtuellen Kreis befindet, der Kraftstoff entlang des Ventilsitzabschnitts
entlang der Innenwand der Kraftstoffkammer fließt und anschließend
in die Einspritzöffnung fließt, während
dieser um den Einspritzöffnungseinlass wirbelt. Folglich
wird, indem dieser während des Wirbelns in der Einspritzöffnung
gegen die Innenwand der Einspritzöffnung gedrückt
wird, der Kraftstoff nicht in die Einspritzöffnung gefüllt,
sondern wird ein dünner Flüssigkeitsfilm und wird
in einer hohlen Form durch den Einspritzöffnungsauslass
eingespritzt.
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In
der vorliegenden Erfindung ist der Kraftstofffluss verbessert und
die Wirbelströmung wird in der Kraftstoffkammer verstärkt;
folglich ist die Zentrifugalkraft in der Einspritzöffnung
stark, wodurch eine Wirkung dargestellt wird, bei welcher der eingespritzte
hohle Flüssigkeitsfilm noch dünner gemacht werden
kann. Ferner unterdrückt die Verbesserung in der Kraftstoffkammer
eine Störung bzw. Beeinträchtigung; folglich,
wenn aufgrund der Zentrifugalkraft ein Verteilen vorliegt, zerfällt
der hohle Flüssigkeitsfilm in dem Prozess des Verteilens
nicht, wobei seine Dicke groß beibehalten wird; folglich
kann die Dicke des Flüssigkeitsfilms weiter verringert
werden. Somit wird eine Wirkung dargestellt, in der, durch ein Zerfallen des Flüssigkeitsfilms,
der dünn gemacht wurde, mittels Scherkräfte der
Luft, eine Zerstäubung erleichtert wird.
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[Wirkung der atmosphärischen Änderung]
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen Strömungsweg bereit,
in dem es unwahrscheinlich ist, dass der Kraftstoff abreißt;
folglich ist es unwahrscheinlich, dass der Kraftstoff einem Sieden
aufgrund eines Unterdrucks ausgesetzt ist. Selbst wenn ein Teil
des Kraftstoffs einem Sieden aufgrund eines Unterdrucks ausgesetzt
ist und eine Luft-/Flüssigkeits-Doppelschichtströmung
in dem Todvolumen auftritt, ist der Druckverlust aufgrund der Luft-/Flüssigkeits-Doppelschichtströmung
klein, da der Strömungsweg in der vorliegenden Erfindung
auf eine solche Weise aufgebaut ist, dass keine Zwischenwand zwischen
der Stromabwärtsseite des Ventilsitzes und der Einspritzöffnung
vorhanden ist; folglich sind Änderungen aufgrund einer
atmosphärischer Änderung in den Durchflussratencharakteristika
(statische Durchflussrate/dynamische Durchflussrate) und den Kraftstoffstrahlcharakteristika
(Kraftstoffstrahlgestalt/Kraftstoffstrahlpartikeldurchmesser) gering.
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[Produktionskosten]
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In
einem Kraftstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden
Erfindung, im Gegensatz zum Stand der Technik, der in der
japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer
2003-336562 und der
japanischen
Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2003-336563 offenbart
ist, ist kein komplexer Führungsweg vorhanden; folglich,
da die Kraftstoffkammer eine einfache Gestalt aufweist, kann eine Herstellung
mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden, wodurch Schwankungen
bezüglich des Einspritzbetrags bei geringen Produktionskosten
unterdrückt werden können.
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Das
vorgenannte und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten
Beschreibung der vorliegenden Erfindung deutlicher werden, wenn
diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Querschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer
Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
ein Satz aus einer Querschnittsansicht (a) und einer Draufsicht
(b) des Vorderendabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der
Ausführungsform 1;
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3 ist
ein Satz aus einer Querschnittsansicht (a) und einer Draufsicht
(b) des Vorderendabschnitts des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer
Ausführungsform 2;
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4 ist
ein Satz aus einer Querschnittsansicht (a), einer Draufsicht (b)
und einer Querschnittsdraufsicht (c) des Vorderendabschnitts eines
Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer Ausführungsform
3;
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5 ist
ein Satz aus einer Querschnittsansicht (a) und einer Draufsicht
(b) des Vorderendabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer
Ausführungsform 4;
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6 ist
ein Satz aus einer Querschnittsansicht (a) und einer Draufsicht
(b) des Vorderendabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer
Ausführungsform 5;
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7 ist
ein Satz aus einer Querschnittsansicht (a) und einer Draufsicht
(b) des Vorderendabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer
Ausführungsform 6;
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8 ist
ein Satz aus einer Querschnittsansicht (a) und einer Draufsicht
(b) des Vorderendabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer
Ausführungsform 8;
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9 ist
ein Satz aus einer Querschnittsansicht (a), einer Draufsicht (b)
und einer vergrößerten Ansicht eines Hauptteils
des Vorderendabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer
Ausführungsform 9;
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10 ist
ein Satz aus einer Querschnittsansicht (a), einer Draufsicht (b)
und einer vergrößerten Ansicht eines Hauptteils
des Vorderendabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer
Ausführungsform 10;
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11 ist
ein Satz aus einer Querschnittsansicht (a) und einer Draufsicht
(b) des Vorderendabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer
Ausführungsform 11;
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12 ist
ein Satz aus einer Querschnittsansicht (a) und einer Draufsicht
(b) des Vorderendabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer
Ausführungsform 12;
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13 ist
ein Satz aus einer Querschnittsansicht (a) und einer Draufsicht
(b) des Vorderendabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer
Ausführungsform 13; und
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14 ist
eine Querschnittsansicht des Vorderendabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventils
gemäß einer Ausführungsform 15.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es
werden Ausführungsformen 1 bis 14 unten beschrieben; bezüglich
der Ausführungsform 2 bis 14 werden Erläuterungen
für die einzelnen Elemente, welche die Ausführungsformen
1 bis 14 gemeinsam haben, ausgelassen, und es wird hauptsächlich
der Unterschied zur Ausführungsform 1 beschrieben.
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Ausführungsform 1 (entspricht
den Ansprüchen 1 bis 4)
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1 und 2 stellen
die Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung dar; 1 ist
eine Querschnittansicht eines Kraftstoffeinspritzventils; 2(a) ist eine vergrößerte
Querschnittsansicht des Vorderendabschnitts des Kraftstoffeinspritzventils; 2(b) ist eine Draufsicht des Vorderendabschnitts
eines Kraftstoffeinspritzventils in dem Fall, in dem die Ebene,
die entlang der Linie A-A in 2(a) genommen
ist, entlang der Pfeile betrachtet wird.
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Ein
Kraftstoffeinspritzventil 1 ist mit einer Solenoideinrichtung 2,
einem Gehäuse 3, das ein Jochabschnitt eines Magnetkreises
ist, einem Kern 4, der ein fixierter Eisenkernabschnitt
des Magnetkreises ist, einer Wicklung 5, die um einen Spulenkörper
gewickelt ist, der auf dem Umfang des Kerns 4 vorgesehen
ist, einem Anker 6, der ein sich bewegender Eisenkernabschnitt
des Magnetkreises ist, und einer Ventileinrichtung 7 vorgesehen.
Die Ventileinrichtung 7 ist mit einem Ventilkörper 8,
einem Ventilhauptkörper 9 und einem Ventilsitz 10 aufgebaut.
An dem Vorderende des Ventilkörpers 8 ist ein
Ventilkörpervorderendabschnitt 13, der einen Teil
einer Kugel ausbildet, beispielsweise mittels Verschweißens
angebracht.
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Der
Ventilhauptkörper 9 wird mittels Druck mit dem
Außenumfang des Kerns 4 angepasst und anschließend
mit dem Kern 4 verschweißt. Der Anker 6 wird
mittels Druck an den Ventilkörper 8 angepasst und
anschließend an den Ventilkörper 8 geschweißt, um
mit dem Ventilkörper 8 integral gekoppelt zu sein. Ein
Ventilsitzöffnungsabschnitt 10b ist an einem Ort vorgesehen,
wo der Durchmesser des Ventilsitzes 10 sich allmählich
zur Stromabwärtsseite verringert. Eine Einspritzöffnungsplatte 11 ist
auf eine solche Weise in den Ventilhauptkörper 9 eingebracht,
um mit der Bodenseite des Ventilsitzes 10 an einem Schweißabschnitt 11a gebunden
zu sein. Ferner ist die Einspritzöffnungsplatte 11 mit
dem Ventilhauptkörper 9 an einem Schweißabschnitt 11b gebunden.
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In
der Einspritzöffnungsplatte 11 sind zwei oder
mehr Kraftstoffkammern 15 durch Aussparungsabschnitte auf
der Stromaufwärtsseite der Einspritzöffnungsplatte 11 ausgebildet.
Eine Mehrzahl von (sechs in dem Fall von 2) Kraftstoffkammern 15 ist
an einem Umfang entlang des Ventilsitzöffnungsabschnitts 10b ausgebildet.
Auf der Bodenseite 15c von jeder Kraftstoffkammer 15 sind
zwei Einspritzöffnungen 12 auf eine solche Weise
vorgesehen, um die Bodenseite 15c zu durchdringen.
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Der
Ventilkörpervorderendabschnitt 13 ist ungefähr
in einer Kugelgestalt ausgebildet, und der Kugelabschnitt ist in
den Ventilsitz 10 eingebracht und ist dem Ventilsitzabschnitt 10a zugewandt.
In einem Umfangsabschnitt des Ventilkörpervorderendabschnitts 13,
der dem Führungsabschnitt 10c zugewandt ist, des
Ventilsitzes 10, der eine Gleitoberfläche 13b des
Ventilkörpervorderendabschnitts 13 führt,
der sich in dem Ventilsitz 10 bewegt, sind zwei oder mehr
Nuten 13a auf eine solche Weise vorgesehen, um gleichmäßig
voneinander beabstandet zu sein.
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Wenn
eine Maschinensteuereinrichtung ein Betriebssignal an einen Antriebsschaltkreis
für das Kraftstoffeinspritzventil 1 überträgt,
fließt ein Strom in die Spule 5 des Kraftstoffeinspritzventils 1;
ein Magnetfluss wird in einem Magnetkreis erzeugt, der den Anker 6,
den Kern 4, das Gehäuse 3 und den Ventilhauptkörper 9 enthält;
anschließend wird der Anker 6 zum Kern 4 angezogen.
Der Ventilkörper 8, der mit dem Anker 6 integriert
ist, bewegt sich in dem Ventilhauptkörper 9 nach
oben. In dieser Situation verschieben sich die Oberfläche 6a des
Ankers 6 und der Ventilhauptkörper 9 aufeinander;
die Gleitoberfläche 13b des Ventilkörpervorderendabschnitts 13 verschiebt
sich auf dem Führungsabschnitt 10c, wodurch der
Ventilkörpervorderendabschnitt 13 durch den Führungsabschnitt 10c geführt
wird.
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Wenn
das Ventil geöffnet wird, gerät eine obere Endfläche
des Ankers 6b mit der Bodenendfläche des Kerns 4 in
Kontakt. Wenn der Anker 6 sich zu einer Ventilöffnungsposition
bewegt, verlässt der Ventilkörpervorderendabschnitt 13 des
Ventilkörpers 8, der mit dem Anker 6 integriert
ist, den Ventilsitzabschnitt 10a, wodurch ein Zwischenraum
ausgebildet wird. Der Kraftstoff bildet einen Kraftstofffluss 16a; der
Kraftstoff startet von jeder der Mehrzahl von Nuten 13a,
die in dem Ventilkörpervorderendabschnitt 13 vorgesehen
sind, und erreicht die Kraftstoffkammer 15 durch den Zwischenraum
zwischen dem Ventilsitzabschnitt 10a und dem Ventilkörpervorderendabschnitt 13 und
wird durch die Mehrzahl von Einspritzöffnungen 12 in
das Luftansaugrohr der Verbrennungsmaschine eingespritzt.
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Wenn
die Maschinensteuereinrichtung ein Betriebsstoppsignal zum Antriebsschaltkreis
des Kraftstoffeinspritzventils überträgt, wird
die Leistungszufuhr der Spule 5 unterbrochen; der Magnetfluss
in dem Magnetkreis wird verringert; eine Kompressionsfeder 14,
welche den Ventilkörper 8 immer in eine Ventilschließrichtung
presst, schließt den Zwischenraum zwischen dem Ventilkörpervorderendabschnitt 13 und
dem Ventilsitzabschnitt 10a; anschließend wird
das Einspritzen des Kraftstoffs beendet. Die Gleitoberfläche 6a des
Ventilkörpers 8 gleitet auf dem Ventilhauptkörper 9 und
die Gleitoberfläche 13b davon gleitet auf dem
Führungsabschnitt 10c, wodurch der Ventilkörper 8 geführt
wird.
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In
der Ausführungsform 1, wie es in 2 dargestellt
ist, ist die Einspritzöffnungsplatte 11 auf eine
solche Weise angeordnet, dass eine erweiterte Linie 10d (angezeigt
durch eine gestrichelte Linie) entlang der Ebene des Ventilsitzabschnitts 10a des Ventilsitzes 10,
dessen Durchmesser sich in der Stromabwärtsrichtung allmählich
verringert, und eine Stromaufwärtsebene 11c der
Einspritzöffnungsplatte 11 sich einander schneiden,
sodass ein virtueller Kreis 11d ausgebildet wird, und durch
Aussparen eines Teils der Stromaufwärtsseite der Einspritzöffnungsplatte 11 an
einer Mehrzahl von Positionen, die gleichmäßig
voneinander entlang des Ventilsitzöffnungsabschnitts 10b beabstandet
sind, wird eine Mehrzahl von Kraftstoffkammern 15 ausgebildet.
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Die
Kraftstoffkammer 15 liegt ungefähr in einer Gestalt
eines Herzens vor, wobei die Hälften davon zueinander bezüglich
einer Linie, die sich von dem Zentrum der Einspritzöffnungsplatte 1 erstreckt, symmetrisch
sind, und ist an einem Ort angeordnet, der sich von der Innenseite
des virtuellen Kreises 11d bezüglich des Innenumfangs
des Ventilsitzöffnungsabschnitts 10b nach außen
erstreckt; in jeder der Kraftstoffkammern 15 sind ein Paar
von (zwei) Einspritzöffnungen 12 an Positionen
außerhalb des Innenumfangs des Ventilsitzöffnungsabschnitts 10b auf
eine solche Weise angeordnet, um die radiale Zentrumslinie der Kraftstoffkammer 15 zu
flankieren.
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Die
Gestalt der Kraftstoffkammer 15 wird detaillierter beschrieben.
Eine Wandfläche 15a, die in dem virtuellen Kreis 11d der
Kraftstoffkammer 15 positioniert ist, ist aus einem Bogen
ausgebildet, wobei die Hälften davon zueinander bezüglich
einer radialen Linie symmetrisch sind, die sich von dem Zentrum der
Einspritzöffnungsplatte 11 erstreckt; ferner liegen Wandflächen 15b,
die außerhalb des Innenumfangs des Ventilsitzöffnungsabschnitts 10b der
Kraftstoffkammer 15 liegen, jeweils in der Form eines Bogens vor,
der bezüglich der entsprechenden Einspritzöffnung 12 konzentrisch
ist. In 2(b) ist die Gestalt der Kraftstoffkammer 15 durch Verbinden
der entsprechenden Enden der zwei Bögen ausgebildet.
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Entsprechende
Einspritzöffnungseinlässe 12a der zwei
Einspritzöffnungen 12 sind auf eine solche Weise
angeordnet, um bezüglich der radialen Zentrumslinie der
entsprechenden Kraftstoffkammer 15 zueinander symmetrisch
zu sein. Jede der Einspritzöffnungen 12 durchdringt
die Einspritzöffnungsplatte 11 auf eine solche
Weise, um einen gegebenen Gradienten bezüglich einer Richtung
senkrecht zur Einspritzöffnungsplatte 11 aufzuweisen.
In 2(b) sind die Einspritzöffnungen 12,
die in den drei Kraftstoffkammern 15 vorgesehen sind, die
auf der rechten Seite bezüglich der Zentrumslinie der Einspritzöffnungsplatte 11 liegen,
jeweils auf eine solche Weise ausgebildet, um nach rechts geneigt
zu sein, wenn sie sich zum Einspritzöffnungsauslass erstrecken; die
Einspritzöffnungen 12, die in den drei Kraftstoffkammern 15 vorgesehen
sind, die auf der linken Seite bezüglich der Zentrumslinie
der Einspritzöffnungsplatte 11 liegen, sind jeweils
auf eine solche Weise vorgesehen, um sich nach links zu neigen,
wenn diese sich zu dem Einspritzöffnungsauslass erstrecken.
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In
einem Kraftstoffeinspritzventil, das eine solche Struktur, wie sie
oben beschrieben ist, aufweist, tritt der Kraftstoff durch die Nut 13a des
Ventilkörpervorderendabschnitts 13 und bildet
den Kraftstoffstrom 16a; der Kraftstoffstrom 16a von
dem Ventilsitzabschnitt 10a kollidiert mit der Bodenseite 15c der
Kraftstoffkammer 15; danach fährt der Kraftstoffstrom 16a entlang
der Wandfläche 15a, die in dem Innenumfang der
Kraftstoffkammer liegt, fort, und verzweigt sich in zwei Ströme,
die zueinander bezüglich der entsprechenden radialen Zentrumslinie der
Kraftstoffkammer 15 symmetrisch sind; anschließend
fließt der Kraftstoff radial. Danach, während
eines Fortschreitens entlang der Wandfläche 15b um die
Einspritzöffnung 12 der Kraftstoffkammer herum, bildet
der Kraftstoff eine Wirbelströmung 16b bezüglich
des Einspritzöffnungseinlasses 12a aus. Der Kraftstoff,
der in den Einspritzöffnungseinlass 12a fließt
bzw. strömt, wird durch den stromabwärtsseitigen
Auslass der Einspritzöffnung 12 eingespritzt, während
dieser in der Einspritzöffnung 12 wirbelt; folglich,
da ein hohler und konischer Kraftstoffstrahl ausgebildet wird, wird
die Zerstäubung erleichtert.
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Ausführungsform 2 (entspricht
dem Anspruch 5)
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3 stellt
den Vorderendabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der
Ausführungsform 2 dar; 3(a) ist
eine Querschnittsansicht des Vorderendabschnitts; 3(b) ist
eine Draufsicht des Vorderendabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventils
in dem Fall, in dem die Ebene, die entlang der Linie B-B in 3(a) genommen ist, entlang der Pfeile
betrachtet wird. In der Ausführungsform 2 sind Kraftstoffkammern 15,
die in einer Einspritzöffnungsplatte 11 ausgebildet
sind, ellipsoidförmig; eine einzige Einspritzöffnung 12 ist
in jeder der Kraftstoffkammern 15 vorgesehen; die Einspritzöffnung 12 ist
außerhalb des Innenumfangs eines Ventilsitzöffnungsabschnitts 10b angeordnet.
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Wie
es in 3 dargestellt ist, sind zwei oder mehr (10 in
dem Fall der 3) Kraftstoffkammern 15 an
einem Ort vorgesehen, der sich von dem Innenbereich eines virtuellen
Kreises 11d bezüglich des Innenumfangs des Ventilsitzöffnungsabschnitts 10b nach
außen erstreckt. Die Kraftstoffkammer 15 ist ellipsoidförmig;
die Hauptachse davon ist um α° bezüglich
einer radialen Linie geneigt, die sich von dem Zentrum der Einspritzöffnungsplatte 11 erstreckt.
Folglich sind sowohl eine Wandfläche 15a innerhalb
eines virtuellen Kreises 11d der Kraftstoffkammer 15 als
auch eine Wandfläche 15b außerhalb des
Innenumfangs des Ventilsitzöffnungsabschnitts 10b bezüglich
der radialen Linie geneigt, die sich von dem Zentrum der Einspritzöffnungsplatte 11 erstreckt.
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In
einer solchen Struktur, wie sie oben beschrieben ist, tritt der
Kraftstoff durch eine Nut 13a eines Ventilkörpervorderendabschnitts 13 und
bildet einen Kraftstoffstrom 16a aus; der Kraftstoffstrom 16a von
einem Ventilsitzabschnitt 10a strömt zum Zentrum
der Einspritzöffnungsplatte 11; allerdings, da
die Wandfläche 15a in einem virtuellen Kreis 11d der Kraftstoffkammer 15 bezüglich
des Kraftstoffstroms 16a geneigt ist, der zum Zentrum der
Einspritzöffnungsplatte 11 zusteuert, bildet der
Kraftstoff eine unidirektionalen Wirbelströmung 16b in
der Kraftstoffkammer 15 aus und strömt in einen
Einspritzöffnungseinlass 12a. Folglich wird der
Kraftstoff ein hohler und konischer Kraftstoffstrahl, wodurch die Zerstäubung
erleichtert wird. Die Konfigurationen, die sich von den oben beschriebenen
unterscheiden, sind gleich denen der Ausführungsform 1;
folglich werden Erläuterungen dafür ausgelassen.
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Ausführungsform 3 (entspricht
den Ansprüchen 6 bis 8)
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4 stellt
den Vorderendabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der
Ausführungsform 3 dar; 4(a) ist
eine Querschnittsansicht des Vorderendabschnitts; 4(b) ist
eine Draufsicht des Vorderendabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventils
in dem Fall, in dem die Ebene, die entlang der Linie C-C in 4(a) genommen ist, entlang der Pfeile
betrachtet wird; 4(c) ist eine Querschnittsansicht
des Vorderendabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventils, die entlang
der Linie D-D genommen ist. In der Ausführungsform 3 unterscheiden
sich die Struktur des Ventilkörpervorderendabschnitts 13 und eine
Kraftstoffkammer 15 von denen in der Ausführungsform
1.
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In
der Ausführungsform 3, wie es in 4 dargestellt
ist, ist eine Mehrzahl von Nuten 13a auf eine solche Weise
ausgebildet, um in einem kugelförmigen Umfangsabschnitt
des Ventilkörpervorderendabschnitts 13 gleichmäßig
voneinander beabstandet zu sein; jede der Nuten 13a ist
aus einer halbkreisförmigen Ebene 13d und einer
weiteren Ebene 13c, welche die Ebene 13d schneidet,
ausgebildet. Die Ebene 13c ist auf eine solche Weise vorgesehen, dass
diese um einen vorbestimmten Winkel β bezüglich
der Zentrumsachse des Ventilkörpers 8 geneigt ist,
und bildet eine Wirbelnut, die als ein Kraftstoffweg fungiert.
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Die
Innenwand des Ventilsitzes 10 in der Umgebung des Abschnitts,
wo der Ventilsitzabschnitt 10a und ein Führungsabschnitt 10c verbunden
sind, d. h. in der Umgebung des Auslasses der Wirbelnut, die aus
der Ebene 13c ausgebildet ist, weist eine gekrümmte
Oberfläche mit einem Krümmungsradius R auf.
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Auf
der anderen Seite ist eine Kraftstoffkammer 15 ungefähr
eiförmig und an einem Ort vorgesehen, der sich von dem
Innenbereich eines virtuellen Kreises 11d nach außen
bezüglich des Innenumfangs eines Ventilsitzöffnungsabschnitts 10b erstreckt;
in jeder der Kraftstoffkammern 15 ist eine einzelne Einspritzöffnung 12 außerhalb
des Innenumfangs des Ventilsitzöffnungsabschnitts 10b angeordnet.
Eine Wandfläche 15a innerhalb des virtuellen Kreises 11d der
Kraftstoffkammer 15 ist in der Form eines Bogens ausgebildet,
wobei die Hälften davon zueinander bezüglich einer
radialen Linie von dem Zentrum der Einspritzöffnungsplatte 11 symmetrisch sind;
eine Wandfläche 15b, die außerhalb des
Innenumfangs des Ventilsitzöffnungsabschnitts 10b der Kraftstoffkammer 15 liegt,
ist in der Form eines Bogens, der bezüglich der entsprechenden
Einspritzöffnung 12 konzentrisch ist.
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In
einem Kraftstoffeinspritzventil, das eine solche oben beschriebene
Struktur aufweist, strömt, aufgrund der Ebene 13d des
Ventilkörpervorderendabschnitts 13, ein Kraftstoffstrom 16c in
die Kraftstoffkammer 15 auf eine solche Weise, dass dieser um γ° bezüglich
einer radialen Linie geneigt ist, die sich von dem Zentrum der Einspritzöffnungsplatte 11 erstreckt;
folglich bildet der Kraftstoff eine unidirektionalen Wirbelströmung 16b in
der Kraftstoffkammer 15 und strömt in einen Einspritzöffnungseinlass 12a. Folglich
wird an dem Einspritzöffnungsauslass der Kraftstoff ein
hohler und konischer Kraftstoffstrahl, wodurch die Zerstäubung
erleichtert wird. In dieser Situation wird eine Wirkung dargestellt,
in welcher der gekrümmte Oberflächenabschnitt
des Ventilsitzes 10 die Wirbelströmung 16c aufrechterhält,
die durch die Ebene 13c ausgebildet wird. Die Konfigurationen,
die sich von den oben beschriebenen unterscheiden, sind gleich denen
der Ausführungsform 1; folglich werden Erläuterungen
davon ausgelassen.
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Ausführungsform 4 (entspricht
Anspruch 9)
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5 stellt
den Vorderendabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der
Ausführungsform 4 dar; 5(a) ist
eine Querschnittsansicht des Ventilkörpervorderendabschnitts; 5(b) ist eine Querschnittsansicht des
Ventilkörpervorderendabschnitts, betrachtet entlang E-E
in 5(a). In der Ausführungsform
4, wie es in 5 dargestellt ist, ist eine
Nut 13a in einem kugelförmigen Umfangsabschnitt
des kugelförmigen Ventilkörpervorderendabschnitts 13 ausgebildet;
die Nut 13a weist eine ungefähr halbkreisförmige
Ebene 13b und eine weitere Ebene 13c auf, welche
die Ebene 13d schneidet. Beide Ebenen 13c und 13d bilden
einen Kraftstoffweg aus, der zum Achsenzentrum des Ventilkörpers 8 parallel
ist; eine Mehrzahl der Kraftstoffwege sind in und um den Ventilkörpervorderendabschnitt 13 auf eine
solche Weise vorgesehen, um gleichmäßig voneinander
beabstandet zu sein.
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Da
eine Mehrzahl von Kraftstoffwegen mittels der Nut 13a ausgebildet
werden kann, die aus den Ebenen 13d und 13c ausgebildet
ist, können Kraftstoffströme 16a von
einem Ventilsitzabschnitt 10a in Umfangsrichtung homogenisiert
werden. Folglich strömt der Kraftstoff homogen und gleichmäßig
in entsprechende Kraftstoffkammern 15, und der Kraftstoffstrom
in der Kraftstoffkammer 15 wird stabilisiert; folglich
kann eine Wirkung erwartet werden, in der Schwankungen des Kraftstoffstrahls
unterdrückt werden. Die Kraftstoffkammer 15 ist
gleich der in der Ausführungsform 1 oder Ausführungsform
2. Die anderen Konfigurationen sind gleich denen der Ausführungsform
1; folglich werden Erläuterungen davon ausgelassen.
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Ausführungsform 5 (entspricht
dem Anspruch 10)
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6 stellt
den Vorderendabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der
Ausführungsform 5 dar; 6(a) ist
eine Querschnittsansicht des Ventilkörpervorderendabschnitts; 6(b) ist eine Draufsicht des Vorderendabschnitts
eines Kraftstoffeinspritzventils in dem Fall, in dem die Ebene,
die entlang der Linie F-F in 6(a) genommen
ist, entlang der Pfeile betrachtet wird. In der Ausführungsform
5, wie es in 6 dargestellt ist, bezeichnet
die Bezeichnung h1 die Tiefe auf der Innenumfangsseite einer Einspritzöffnungsplatte 11 einer
Kraftstoffkammer 15 und h2 bezeichnet die Tiefe auf der
Außenumfangsseite der Einspritzöffnungsplatte 11 einer Kraftstoffkammer 15,
wobei h1 größer vorgesehen ist als h2. Mit anderen
Worten wird die Tiefe der Kraftstoffkammer allmählich zur
Umgebung einer Einspritzöffnung 12 flacher. Wie
es oben beschrieben ist, wird der Querschnittsbereich der Kraftstoffkammer 15 zur
Einspritzöffnung 12 allmählich verringert;
wobei eine Wirbelströmung 16d um einen Einspritzöffnungseinlass 12a beschleunigt
wird; anschließend wird die Wirbelkraft, die auf den Kraftstoff
ausgeübt wird, verstärkt. Folglich, da die Dicke
des eingespritzten hohlen Flüssigkeitsfilms weiter verringert
werden kann, stellt sich eine Wirkung dar, in der die Zerstäubung
erleichtert wird. Die Konfigurationen, die sich von den oben beschriebenen
unterscheiden, sind gleich denen der Ausführungsform 1;
folglich werden Erläuterungen davon ausgelassen.
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Ausführungsform 6 (entspricht
dem Anspruch 11)
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7 stellt
den Vorderendabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der
Ausführungsform 6 dar; 7(a) ist
eine Querschnittsansicht des Ventilkörpervorderendabschnitts; 7(b) ist eine Draufsicht des Vorderendabschnitts
eines Kraftstoffeinspritzventils in dem Fall, in dem die Ebene,
die entlang der Linie G-G in 7(a) genommen
ist, entlang der Pfeile betrachtet wird. In der Ausführungsform
6, wie es in 7 dargestellt ist, verringert
sich die Seitenwandbreite einer Kraftstoffkammer 15 allmählich
zur Umgebung einer Einspritzöffnung 12 auf eine
solche Weise, dass die Breite davon an einer Position auf dem Innenumfang
eines Ventilsitzöffnungsabschnitts 10b W1 × 2
ist und dass die Breite davon an einer Position außerhalb
des Außenumfangs eines Ventilsitzöffnungsabschnitts 10b W2 × 2 (W1 > W2) ist.
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Auf
eine solche Weise, wie es oben beschrieben ist, wird der Querschnittsbereich
der Kraftstoffkammer 15 zur Einspritzöffnung 12 allmählich verringert;
folglich, da, wie es mit der Ausführungsform 5 der Fall
ist, die Wirbelkraft, die auf eine Wirbelströmung 16b ausgeübt
wird, verstärkt ist, stellt sich eine Wirkung dar, in der
die Zerstäubung erleichtert wird. Die Konfigurationen,
die sich von den oben beschriebenen unterscheiden, sind gleich denen
der Ausführungsform 1; folglich werden Erläuterungen davon
ausgelassen.
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Ausführungsform 7 (entspricht
dem Anspruch 12)
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In
der Ausführungsform 7 wird eine Kraftstoffkammer 15 durch
Prägen auf einer Förderlinie, die während
der Herstellung einer Einspritzöffnungsplatte verwendet
wird, ausgebildet. Folglich, da die Genauigkeit der Position einer
Einspritzöffnung in der Kraftstoffkammer 15 einfach
sichergestellt werden kann, können Schwankungen des Kraftstoffstrahls bei
geringen Produktionskosten unterdrückt werden.
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Ausführungsform 8 (entspricht
dem Anspruch 13)
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8 stellt
den Vorderendabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der
Ausführungsform 8 dar; 8(a) ist
eine Querschnittsansicht des Ventilkörpervorderendabschnitts; 8(b) ist eine Draufsicht des Vorderendabschnitts
eines Kraftstoffeinspritzventils in dem Fall, in dem die Ebene,
die entlang der Linie H-H in 8(a) genommen
ist, entlang der Pfeile betrachtet wird. In der Ausführungsform
8, wie es in 8 dargestellt ist, ist eine
Zwischenplatte 17 zwischen dem Ventilsitz 10 und
einer Einspritzöffnungsplatte 11 vorgesehen.
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Eine
Kraftstoffkammer 15 wird in der Zwischenplatte 17 durch
Pressbearbeitung ausgebildet; in der Einspritzöffnungsplatte 11 ist
lediglich eine Einspritzöffnung 12 ausgebildet.
Nachdem die Positionen eines Einspritzöffnungseinlasses 12a und
der Kraftstoffkammer 15 eingestellt sind, werden die Zwischenplatte 17 und
die Einspritzöffnungsplatte 11 aneinander geschweißt.
Der Durchmesser der Zwischenplatte 17 ist kleiner vorgesehen
als der der Einspritzöffnungsplatte 11; die Zwischenplatte 17 wird
in Aussparungen 10e eingebracht, die durch Aussparen der
Stromabwärtsseitenendfläche des Ventilsitzes um
die Dicke der Zwischenplatte 17 ausgebildet werden.
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Da
die Zwischenplatte 17 vorgesehen ist, kann die Dicke der
Einspritzöffnungsplatte 11 verringert werden.
Folglich, da, wenn die Einspritzöffnungsplatte 11 mit
dem Ventilsitz 10 verschweißt wird, der Betrag
der Schweißwärme verringert werden kann, wird
die thermische Verformung in einem Ventilsitzabschnitt 10a unterdrückt;
folglich kann eine Wirkung erwartet werden, bei der die Gasdichtigkeit des
Ventils erhöht ist. Die Gestalt der Kraftstoffkammer 15 ist
gleich der in irgendeiner der Ausführungsformen 1 bis 6.
Die anderen Konfigurationen sind gleich denen der Ausführungsform
1; folglich werden Erläuterungen davon ausgelassen.
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Ausführungsform 9 (entspricht
dem Anspruch 14)
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9 stellt
den Vorderendabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der
Ausführungsform 9 dar; 9(a) ist
eine Querschnittsansicht des Ventilkörpervorderendabschnitts; 9(b) ist eine Draufsicht des Vorderendabschnitts
eines Kraftstoffeinspritzventils in dem Fall, in dem die Ebene,
die entlang der Linie I-I in 9(a) genommen
ist, entlang der Pfeile betrachtet wird; 9(c) ist
eine vergrößerte Ansicht des Querschnitts, der
entlang der Linie J-J genommen ist, des Vorderendabschnitts eines
Kraftstoffeinspritzventils. In der Ausführungsform 9, wie
es in 9 dargestellt ist, ist um einen Einspritzöffnungseinlass 12a eine
Wirbelkammer 18 vorgesehen, die ein Raum ist, der eine
zylindrische Seitenwand 18a aufweist, deren Durchmesser
größer als der des Einspritzöffnungseinlasses 12a ist,
auf eine solche Weise, um bezüglich einer Einspritzöffnung 12 konzentrisch
zu sein. Folglich, da der gesamte Umfang der Einspritzöffnung 12 von
einer Wirbelkammer umgeben ist, wird die Wirbelwirkung verstärkt,
wodurch die Zerstäubung erleichtert wird. Die anderen Konfigurationen
sind gleich denen der Ausführungsform 1; folglich werden
Erläuterungen davon ausgelassen.
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Ausführungsform 10 (entspricht
dem Anspruch 15)
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10 stellt
den Vorderendabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der
Ausführungsform 10 dar; 10(a) ist
eine Querschnittsansicht des Ventilkörpervorderendabschnitts; 10(b) ist eine Draufsicht des Vorderendabschnitts
eines Kraftstoffeinspritzventils in dem Fall, in dem die Ebene, die
entlang der Linie K-K in 10(a) genommen
ist, entlang der Pfeile betrachtet wird; 10(c) ist
eine vergrößerte Ansicht des Querschnitts, der
entlang der Linie L-L genommen ist, des Vorderendabschnitts eines
Kraftstoffeinspritzventils. In der Ausführungsform 10,
wie es in 10 dargestellt ist, ist der
Querschnitt einer Wirbelkammer 18 kugelförmig
vorgesehen. Andere Komponenten sind gleich denen in der Ausführungsform
9.
-
Folglich,
da der Kraftstoffstrom von der Wirbelkammer 18 zur Einspritzöffnung 12 gleichmäßig wird,
ist in dem Kraftstoffstrom kein Verlust vorhanden, wodurch die Wirbelwirkung
verbessert wird; folglich wird die Zerstäubung erleichtert.
Ferner, da der Kraftstoff gleichmäßig in die geneigte
Einspritzöffnung 12 strömt, kann eine
Formänderung des Kraftstoffstroms in der Einspritzöffnung 12 unterdrückt
werden; folglich kann eine Wirkung erwartet werden, in der Schwankungen
des Kraftstoffstrahls unterdrückt werden.
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Ausführungsform 11 (entspricht
dem Anspruch 16)
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11 stellt
den Vorderendabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der
Ausführungsform 11 dar; 11(a) ist
eine Querschnittsansicht des Ventilkörpervorderendabschnitts; 11(b) ist eine Draufsicht des Vorderendabschnitts
eines Kraftstoffeinspritzventils in dem Fall, in dem die Ebene, die
entlang der Linie M-M in 11(a) genommen
ist, entlang der Pfeile betrachtet wird; in der Ausführungsform
11, wie es in
-
11 dargestellt
ist, wenn eine tangentiale Linie an einem Punkt gezogen wird, wo
die Seitenwand einer Kraftstoffkammer 15 und ein Ventilsitzöffnungsabschnitt 10b einander
schneiden, ist der Abstand 11 zwischen den tangentialen
Linien an einem Ort, an dem die Kraftstoffkammer 15 ausgebildet
ist, größer als der Abstand 12 zwischen
den tangentialen Linien an einem Ort, wo die Kraftstoffkammer 15 nicht
ausgebildet ist.
-
Der
vorgenannte Aufbau stellt eine Wirkung dar, in der ein Kraftstoffstrom 16d,
der einen Ort durchläuft, wo die Kraftstoffkammer 15 nicht
ausgebildet ist, und ein Kraftstoffstrom 16e, der radial
von dem Zentrum des Kraftstoffeinspritzventils zur Kraftstoffkammer 15 zuläuft,
unterdrückt sind. Der radiale Kraftstoffstrom 16e ist
dem Kraftstoffstrom 16a zugewandt, der in einen Ort strömt,
wo die Kraftstoffkammer 15 ausgebildet ist; folglich wird
durch Unterdrücken des radialen Kraftstoffstroms 16e die
Wirbelkraft verstärkt, wodurch eine Wirkung erwartet werden
kann, in der eine Zerstäubung erleichtert wird. Die anderen
Konfigurationen sind gleich denen der Ausführungsform 1;
folglich werden Erläuterungen dafür ausgelassen.
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Ausführungsform 12 (entspricht
Anspruch 17)
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12 stellt
den Vorderendabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der
Ausführungsform 12 dar; 12(a) ist
eine Querschnittsansicht des Ventilkörpervorderendabschnitts; 12(b) ist eine Draufsicht des Vorderendabschnitts
eines Kraftstoffeinspritzventils in dem Fall, in dem die Ebene, die
entlang der Linie N-N in 12(a) genommen
ist, entlang der Pfeile betrachtet wird. In der Ausführungsform
12, wie es in 12 dargestellt ist, ist eine Zwischenplatte 19 zwischen
einem Ventilsitz 12 und einer Einspritzöffnungsplatte 11 vorgesehen;
in der Zwischenplatte 19 ist eine Düsenöffnung 19a,
welche mit einer Kraftstoffkammer 15 kommuniziert, ausgebildet.
-
Die
Düsenöffnung 19a weist eine Gestalt auf, deren
Hälften bezüglich einer radialen Linie, die sich von
dem Zentrum der Einspritzöffnungsplatte 11 erstreckt,
zueinander symmetrisch sind; die Düsenöffnung 19a weist
eine Gestalt auf, deren Hälften bezüglich der
radialen Zentrumslinie der Kraftstoffkammer 15 zueinander
symmetrisch sind und die in der radialen Richtung verlängert
ist; der Durchflussratenkoeffizient der Düsenöffnung
ist ausreichend größer als der der Einspritzöffnung.
Der Kraftstoff strömt in die Kraftstoffkammer 15 durch
die Düsenöffnung 19a.
-
Folglich
kann ein Kraftstoffstrom 16d, der einen Ort durchläuft,
wo die Kraftstoffkammer 15 nicht ausgebildet ist, und ein
Kraftstoffstrom 16e unterdrückt werden, der von
dem Zentrum des Kraftstoffeinspritzventils zur Kraftstoffkammer 15 zuläuft;
folglich wird die Wirbelkraft verstärkt, wodurch eine Wirkung
erwartet werden kann, bei der eine Zerstäubung erleichtert
wird. Die anderen Konfigurationen sind gleich denen der Ausführungsform
1; folglich werden Erläuterungen davon ausgelassen.
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Ausführungsform 13 (entspricht
dem Anspruch 18)
-
13 stellt
den Vorderendabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der
Ausführungsform 13 dar; 13(a) ist
eine Querschnittsansicht des Ventilkörpervorderendabschnitts; 13(b) ist eine Draufsicht des Vorderendabschnitts
eines Kraftstoffeinspritzventils in dem Fall, in dem die Ebene, die
entlang der Linie O-O in 13(a) genommen
ist, entlang der Pfeile betrachtet wird. In der Ausführungsform
13, wie es in 13 dargestellt ist, an einem
Ort auf einer Einspritzöffnungsplatte 11, die noch
näher am Zentrum eines virtuellen Kreises vorgesehen ist,
als eine Wandfläche 15a, einer Kraftstoffkammer 15,
die sich in dem virtuellen Kreis befindet, ist eine Wand 20 vorgesehen,
die zur Stromaufwärtsseite hervorsteht, auf eine solche
Weise, um der Gestalt der Wandfläche 15a zu folgen,
die in dem Innenumfang des virtuellen Kreises liegt. Folglich kann
ein radialer Kraftstoffstrom 16a unterdrückt werden,
der von dem Zentrum des Kraftstoffeinspritzventils zur Kraftstoffkammer 15 strömt.
Als ein Resultat wird die Wirbelströmung 16a verstärkt,
wodurch eine Wirkung erwartet werden kann, in der die Zerstäubung
erleichtert wird. Die anderen Konfigurationen sind gleich denen
der Ausführungsform 1; Erläuterungen dafür
werden ausgelassen.
-
Ausführungsform 14 (entspricht
dem Anspruch 19)
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Ausführungsform
14 wird durch Bereitstellen, in 2, eines
flachen Abschnitts 13g erhalten, der von dem Ventilsitzabschnitt 10a des
Ventilkörpervorderendabschnitts 13 zur Stromabwärtsseite
hervorsteht und nahezu parallel zur Einspritzöffnungsplatte 11 ist.
Folglich wird das Volumen (Todvolumen), das von dem Ventilkörper,
dem Ventilsitz und der Einspritzöffnungsplatte umgeben
ist, während das Ventil geschlossen ist, verringert. Somit
wird der Betrag des Kraftstoffs, der in dem Todvolumen unter einem
Hochtemperatur- und negativen Druckzustand verdampft, verringert;
folglich können Schwankungen aufgrund einer atmosphärischen Änderung
in den Durchflussratencharakteristika (statische Durchflussrate/dynamische
Durchflussrate) und den Kraftstoffstrahlcharakteristika (Kraftstoffstrahlgestalt/Kraftstoffstrahlpartikeldurchmesser)
unterdrückt werden.
-
Ausführungsform 15 (entspricht
Anspruch 20)
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14 ist
eine Querschnittsansicht, welche den Vorderendabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils
gemäß der Ausführungsform 15 darstellt.
In der Ausführungsform 15, wie es in 14 dargestellt
ist, ist an dem Mittelabschnitt einer Einspritzöffnungsplatte 11 ein
Vorsprungsabschnitt 11e ausgebildet, der zur Stromabwärtsseite
auf eines solche Weise hervorsteht, dass dieser ungefähr
parallel zur kugelförmigen Gestalt eines Ventilkörpervorderendabschnitts 13 ist,
der von einem Ventilsitzabschnitt 10a hervorsteht, und
Kraftstoffkammern 15 sind in der Umgebung des Vorsprungsabschnitts 11e angeordnet.
Folglich wird das Volumen (Todvolumen), das von dem Ventilkörper,
dem Ventilsitz und der Einspritzöffnungsplatte umgeben
wird, während das Ventil geschlossen ist, verringert.
-
Als
ein Resultat wird der Betrag des Kraftstoffs, der in dem Todvolumen
unter einem Hochtemperatur- und negativen Druckzustand verdampft,
verringert; folglich können Durchflussratencharakteristika
(statische Durchflussrate/dynamische Durchflussrate) und die Kraftstoffstrahlcharakteristika
(Kraftstoffstrahlgestalt/Kraftstoffstrahlpartikeldurchmesser) unterdrückt
werden. Die anderen Konfigurationen sind gleich denen der Ausführungsform
1; folglich werden Erläuterungen davon ausgelassen.
-
Verschiedene
Modifikationen und Abwandlungen dieser Erfindung werden für
den Fachmann deutlich, ohne sich vom Gegenstand dieser Erfindung
zu entfernen, und es sollte verstanden werden, dass dieser nicht
auf die dargestellten Ausführungsformen, die hierin dargelegt
sind, beschränkt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2003-336562 [0002, 0028]
- - JP 2003-3365653 [0002]
- - JP 2006-2620 [0003, 0011]
- - JP 2006-336577 [0003, 0011]
- - JP 2007-182767 [0003, 0016]
- - JP 2003-3356562 [0004]
- - JP 2003-336563 [0004, 0028]