DE102011086389A1

DE102011086389A1 - Treibstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE102011086389A1
Application number: DE201110086389
Authority: DE
Inventors: Yukitaka SAKATA; Naoya Hashii; Kyosuke Watanabe; Tsuyoshi Munezane
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2012-12-27
Also published as: JP2013007316A; US20120325938A1; US8919675B2; JP5295319B2

Abstract

An der stromabwärtigen Fläche einer Einspritzöffnungsplatte sind mehrere Höhlungen vorgesehen, die entsprechend mehrerer Einspritzöffnungen angeordnet sind; zumindest ein Teil eines Einspritzöffnungsauslasses öffnet sich an der Ebene der Höhlung; der Rest des Einspritzöffnungsauslasses öffnet sich an der stromabwärtigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte oder kontaktiert die Innenoberfläche der Höhlung; in einem Flusspfad, der durch die Einspritzöffnung gebildet wird, ist ein zylindrischer Abschnitt vorgesehen, dessen Querschnitt der radial minimale Querschnitt der Einspritzöffnung ist, von der stromaufwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte zu der Ebene der Höhlung; und unter der Annahme, dass D1 den Durchmesser der Einspritzöffnung bezeichnet und D2 den Durchmesser der Höhlung und den Durchmesser der Höhlung in der Umfangsrichtung des virtuellen Kreises bezeichnet, wird die Beziehung 1,1 < (D2/D1) < 3,0 erfüllt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Treibstoffeinspritzventil, beispielsweise vom elektromagnetischen Typ, das hauptsächlich in einem Treibstoffzuführungssystem verwendet wird.
Beschreibung des Stands der Technik
Während die Regeln für Abgase eines Fahrzeugs oder dergleichen verschärft wurden, wurde es in den letzten Jahren nötig, die Verbrennungseffizienz eines Verbrennungsmotors zu erhöhen. Im Allgemeinen stehen der Partikeldurchmesser (Sprühpartikeldurchmesser) von Treibstoff, der aus einem Treibstoffeinspritzventil eingespritzt wird, und ein Winkel (Sprühwinkel) des Flüssigkeitsfilms des eingespritzten Treibstoffs in einer Wechselbeziehung, wie in 1 gezeigt ist; um den Sprühpartikeldurchmesser zu reduzieren, ist es nötig, den Sprühwinkel zu erhöhen. In einem Einspritzverbrennungsmotor spritzt ein Treibstoffeinspritzventil Treibstoff in Richtung eines Einlassventils, und der Treibstoff, der an dem Einlassventil anhaftet und daher in den gasförmigen Zustand überführt wird, wird einer Verbrennungskammer zugeführt. Wenn der Treibstoff jedoch gesprüht wird, haftet ein Teil des Sprühstoßes, der an einer Position platziert ist, die von der Mittelachse des Sprühstoßes entfernt ist, an der Innenwand des Einlassanschlusses an; deshalb bewegt sich ein Teil des Treibstoffs an der Innenwand des Einlassanschlusses, wird zu einem Flüssigkeitsfilm und strömt verspätet in die Brennkammer, wodurch die Erhöhung der Verbrennungseffizienz verhindert wird.
Wenn der Sprühwinkel zu groß gewählt wird, um den Partikeldurchmesser des Treibstoffs zu reduzieren, nimmt der Anteil des Sprühstoßes, der an die Innenwand des Einlassanschlusses gelangt, zu, und daher nimmt der Anteil des Treibstoffs zu, der an der Innenwand des Einlassanschlusses entlang läuft, zu einem Flüssigkeitsfilm wird und verspätet in die Brennkammer strömt; daher nimmt die Verbrennungseffizienz ab. Um die Verbrennungseffizienz zu erhöhen, ist es daher nötig, dass sowohl die Ausrichtbarkeit als auch die Atomisierung des Sprühstoßes zufriedenstellend sind. Um sowohl die Ausrichtbarkeit als auch die Atomisierung des Sprühstoßes ausreichend zu berücksichtigen, wurden bis heute bereits verschiedene Studien durchgeführt.
Beispielsweise ist in einem herkömmlichen Treibstoffeinspritzventil, das in Patentdokument 1 offenbart wird, in einer Einspritzöffnungsplatte ein vorstehender Abschnitt vorgesehen, der in stromabwärtiger Richtung derart vorsteht, dass er parallel zu dem Ventilkörperfrontendabschnitt liegt; und die Einspritzöffnung direkt oberhalb der Höhe, die durch den Abstand in der Ventilsitzachsenrichtung zwischen der Mitte des Einlasses der Einspritzöffnung, die radial außerhalb des vorstehenden Abschnitts angeordnet ist, und dem Ventilkörperfrontendabschnitt ausgedrückt wird, und der Durchmesser der Einspritzöffnung werden in einer vorbestimmten Beziehung zueinander ausgebildet, sodass sowohl die Ausrichtbarkeit als auch die Atomisierung des Sprühstoßes zufriedenstellend ausgebildet werden. Darüber hinaus wird in einem herkömmlichen Treibstoffeinspritzventil, das in Patentdokument 2 offenbart wird, eine Höhlung oder Kavität am Auslass jeder Einspritzöffnung vorgesehen, um die Mischung des Treibstoffs und der Luft zu fördern, sodass die Atomisierung des Treibstoffs erleichtert wird.
Darüber hinaus ist bei einer herkömmlichen Treibstoffeinspritzdüse, die in Patentdokument 3 offenbart ist, eine Einspritzöffnung, die in einer Einspritzöffnungsplatte vorgesehen ist, innerhalb eines virtuellen Kreises angeordnet, der erhalten wird, wenn die Verlängerungslinie der Sitzoberfläche eines Ventilsitzes und die Einspritzöffnungsplatte einander schneiden, und der Durchmesser der Einspritzöffnung und der vertikale Abstand zwischen dem Ventilkörperfrontendabschnitt und der Einspritzöffnungsplatte werden in eine bestimmte Beziehung zueinander gebracht, sodass die Atomisierung erleichtert wird. Noch weiter wird in einer herkömmlichen Treibstoffeinspritzdüse, die in Patentdokument 4 offenbart wird, eine Einspritzöffnung in Richtung des Fluidausgangs in Bezug auf die Achse der Einspritzöffnung vergrößert, sodass ein Flüssigkeitsfilm, der in der Einspritzöffnung ausreichend aufgeweitet wurde, erhalten werden kann.
[Dokumente aus dem Stand der Technik]
[Patentdokumente]

[Patentdokument 1] Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2010-138914
[Patentdokument 2] Japanisches Patent Nr. 3759918
[Patentdokument 3] Japanisches Patent Nr. 3183156
[Patentdokument 4] Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2001-317431

Im Fall des herkömmlichen Treibstoffeinspritzventils, das in Patentdokument 1 offenbart wird, ist der Treibstoff, der durch einen Spalt zwischen dem Ventilkörperfrontendabschnitt und der Sitzoberfläche des Ventilsitzes hindurch gelangt ist und dann in die Einspritzöffnung geströmt ist, gegen die Einspritzöffnungs-Innenwand an einer Position gedrückt, die radial näher an der Ventilsitzachse liegt als ihr Restabschnitt, wodurch der Treibstoff in eine Strömung umgewandelt wird, die entlang der Krümmung der Einspritzöffnung verläuft; um den Treibstoff jedoch zu einem sichelförmigen dünnen Flüssigkeitsfilm zu machen und ihn aus der Einspritzöffnung zu injizieren, ist es nötig, die Länge der Einspritzöffnung zu optimieren. Beispielsweise wenn die Länge der Einspritzöffnung zu lang ist, dreht sich der Treibstoff innerhalb der Öffnung und wird zu einem streifenförmigen Sprühstoß; falls die Länge der Einspritzöffnung zu kurz ist, kann die Umwandlung des Treibstoffflusses in einen Fluss, der entlang der Krümmung der Einspritzöffnung verläuft, nicht ausreichend durchgeführt werden, wodurch auch in diesem Fall der Treibstoff zu einem streifenförmigen Sprühstoß wird.
In einem Treibstoffeinspritzventil, in dem Sprühstöße des Treibstoffs, die aus mehreren in einer Einspritzöffnungsplatte ausgebildeten Einspritzöffnungen eingespritzt werden, einen einzelnen oder mehrere gemeinsame Sprühstöße bilden, unterscheidet sich der Winkel (Einspritzöffnungswinkel) zwischen einer geraden Linie, die durch die Mitte des Einspritzöffnungseinlass und die Mitte des Einspritzöffnungsauslass verläuft, und der Ventilsitzachse in Abhängigkeit von einer einzelnen Einspritzöffnung. Folglich unterscheiden sich bei der herkömmlichen Vorrichtung, die in Patentdokument 1 offenbart ist, die jeweiligen Längen der Einspritzöffnungen voneinander; daher ist die Länge einer anderen (zweiten) Einspritzöffnung nicht optimiert, wenn die Dicke der Einspritzöffnungsplatte derart eingestellt ist, dass die Länge einer (ersten) Einspritzöffnung optimiert ist, wodurch das Problem auftritt, dass der Sprühstoß streifenförmig wird und daher die Atomisierung nicht erleichtert wird.
Das herkömmliche Treibstoffeinspritzventil, das in Patentdokument 2 offenbart ist, ist derart ausgestaltet, dass die Länge der Einspritzöffnung, die radial näher an der Ventilsitzachse liegt, länger ist als die Länge der Einspritzöffnung, die radial weiter von der Ventilsitzachse liegt; das herkömmliche Treibstoffeinspritzventil, das in Patentdokument 3 offenbart wird, ist derart ausgestaltet, dass eine Einspritzöffnung, die in der Einspritzöffnungsplatte vorgesehen ist, innerhalb eines virtuellen Kreises angeordnet ist. Indem ein vergrößertes Bild von Treibstoff, der aus einer Einspritzöffnung eingespritzt wird, aufgenommen wird, um den Mechanismus der Treibstoffeinspritzatomisierung herauszufinden, wurde bekannt, dass sich der Treibstoff in einem Treibstoffaufteilprozess aus „einem Flüssigkeitsfilm” zu „Flüssigkeitsfäden” aufteilt und dann von „einem Flüssigkeitsfaden” zu „Flüssigkeitströpfchen” aufteilt, weil eine Kraft, die den Treibstoff dispergiert, die Oberflächenspannung überwindet; zusätzlich ist auch bekannt, dass, wenn der Treibstoff einmal „ein Flüssigkeitströpfchen” geworden ist, sich der Effekt der Oberflächenspannung vergrößert und daher ein weiters Aufteilen unwahrscheinlich wird. Daher ist bekannt, dass durch Einspritzen eines Treibstoffs aus einer Einspritzöffnung als niedrigturbulenter dünner Flüssigkeitsfilm und durch Aufteilen dieses Flüssigkeitsfilms, nachdem er aufgeweitet wurde, um dünner zu werden, die Atomisierung erleichtert wird, und dass sich im Gegensatz dazu, wenn eine Turbulenz in dem Treibstofffluss eintritt, der Treibstoff als ein dicker Flüssigkeitsfilm auftrennt, bevor der Treibstoffflüssigkeitsfilm dünn aufgeweitet ist, und daher wird das Flüssigkeitströpfchen nach der Teilung groß.
Bei der herkömmlichen Vorrichtung, die in Patentdokument 2 offenbart ist, ist die Länge der Einspritzöffnung, die radial näher an der Ventilsitzachse liegt, größer als die Länge der Einspritzöffnung, die weiter von der Ventilsitzachse weg liegt. Der Treibstoff, der die Einspritzöffnung gefüllt hat, wird mit einer größeren Menge von Luft gemischt, bevor er eingespritzt wird, teilt sich auf und wird zu Flüssigkeitströpfchen; es gab jedoch ein Problem, dass, obwohl der Treibstoff, der in die Einspritzöffnung gefüllt wurde, aufgeteilt wird, der Flüssigkeitstropfen groß ist und daher nicht atomisiert ist.
Bei jedem der herkömmlichen Treibstoffeinspritzventile, die in den Patentdokumenten 2 und 3 offenbart sind, werden der Treibstofffluss, der durch einen Spalt zwischen dem Ventilkörperfrontendabschnitt und der Sitzoberfläche des Ventilsitzes hindurch gelangt und dann in die Einspritzöffnung strömt, und der Treibstofffluss, der durch die Einspritzöffnungen gelangt, dazu gebracht, durch einen entgegengesetzten Fluss, der an der Mitte der Einspritzöffnungsplatte direkt zu einer gegenseitigen Kollision unmittelbar oberhalb der Einspritzöffnungsplatte führt, dazu gebracht umzudrehen; daher gab es ein Problem, dass eine Turbulenz in der Strömung des Treibstoffs erzeugt wird, und diese Turbulenz verschlechtert den Tropfendurchmesser.
Bei der herkömmlichen Kollision, die in Patentdokument 4 offenbart wird, ist eine sich verjüngende Einspritzöffnung ausgebildet; die Veränderung der Bearbeitungsbedingung zum Ausbilden dieser Einspritzöffnung kann jedoch von Zeit zu Zeit dazu führen, dass die Fläche des Einspritzöffnungseinlass variiert; damit gab es in Problem, dass die Strömungsratencharakteristika (die statische Strömungsrate und die dynamische Strömungsrate) und die Treibstoffsprühcharakteristika (die Sprühform und der Sprühpartikeldurchmesser) schnell variieren. Darüber hinaus gab es ein Problem, dass wegen der Notwendigkeit extrem komplizierter Prozesse beim Herstellen und der Größenverwaltung, die Herstellungskosten für das Treibstoffeinspritzventil ansteigen.
Als ein Verfahren zum Lösen dieser Probleme kann eine Idee erhalten werden, die in Patentdokument 2 offenbarte Technologie der in Patentdokument 1 offenbarten Technologie hinzuzufügen. Danach kann der Treibstofffluss, der durch einen Spalt zwischen dem Ventilkörperfrontendabschnitt und der Sitzoberfläche des Ventilsitzes hindurch gelangt und dann in eine Einspritzöffnung strömt, wenn sich der Ventilkörper öffnet, unter der U-förmigen Strömung kriechen, welche die Einspritzöffnungen passiert, die durch eine entgegengesetzte Strömung in der Mitte der Einspritzöffnungsplatte zum umdrehen gebracht wird und die entlang der Höhlungsform des vorstehenden Abschnitts von dem radial äußersten Abschnitt des vorstehenden Abschnitts ausgegeben wird; damit strömt der Treibstofffluss, der eine schnelle Flussrate beibehält, in die Einspritzöffnung, ohne direkt mit dem U-förmigen Fluss zu kollidieren, und wird dann eingespritzt, nachdem er gegen die Einspritzöffnungs-Innenwand gedrückt wird, die radial näher an der Ventilsitzachse liegt. In dieser Situation wurde der Treibstoff, der gegen die Einspritzöffnungs-Innenwand gedrückt wurde, in eine Strömung umgewandelt, die entlang der Krümmung der Einspritzöffnung verläuft, und wird zu einem dünnen Film, der ein sichelförmiger Flüssigkeitsfilm ist.
Im vorhergehenden Patentdokument 2 ist eine Höhlung in einer Einspritzöffnung ausgebildet, um die Mischung des Treibstoffs und der Luft zu erleichtern; bei diesem herkömmlichen Treibstoffeinspritzventil wird ein Effekt demonstriert, dass ein Flüssigkeitsfilm weiter aufgeweitet wird, um ein dünner Film zu werden, weil sich der Durchmesser der Einspritzöffnung vergrößert, wenn der Treibstoff in die Höhlung strömt. Folglich vollzieht der Treibstoff keine Runde der Innenseite der Einspritzöffnung, selbst wenn die entsprechenden Längen der Einspritzöffnungen voneinander abweichen, wodurch es ermöglicht wird, die Atomisierung in allen Einspritzöffnungen zu erleichtern. Bei der in Patentdokument 2 offenbarten Technologie hat ein Treibstoffeinspritzventil jedoch eine Struktur, bei der eine Höhlung einer Einspritzöffnung hinzugefügt wird, die in einer Einspritzöffnungsplatte ausgebildet ist, die einen vorstehenden Abschnitt aufweist, der sich stromabwärts parallel zu dem Ventilkörperfrontendabschnitt erstreckt; daher bestehen die folgenden Probleme.

(1) Der Durchmesser der Höhlung: Es ist festzustellen, dass es ein Problem gibt, dass in dem Fall, wo der Durchmesser der Höhlung zu klein im Vergleich mit dem Durchmesser einer Einspritzöffnung ist, die Vergrößerungsrate des Einspritzöffnungsdurchmessers, die durch das Hinzufügen der Höhlung bewirkt wird, klein wird, wodurch der Treibstoff nicht ausreichend ausgedünnt werden kann und daher die Atomisierung nicht erleichtert wird, und in dem Fall, dass der Durchmesser der Höhlung zu groß ist, der Unterschied zwischen der Krümmung der Einspritzöffnung und der Krümmung der Höhlung groß wird, und sich der Treibstoff daher von der Einspritzöffnung löst, bevor er von der Einspritzöffnung der Höhlung aufgeweitet wurde, wodurch der Treibstoff nicht ausreichend ausgedünnt werden kann und daher die Atomisierung nicht erleichtert wird.
(2) Die Tiefe der Höhlung: Es gibt ein Problem, dass in dem Fall, wo die Tiefe der Höhlung zu klein im Vergleich zu der Dicke der Einspritzöffnungsplatte ist, der Treibstoff eingespritzt wird, bevor er ausreichend in der Höhlung ausgedünnt ist und daher die Atomisierung nicht erleichtert wird, und in dem Fall, wo die Tiefe zu groß ist, ein zylindrischer Abschnitt, wo die Querschnittsfläche minimal wird und daher die Einspritzöffnungsform am minimalen Querschnittsabschnitt eine deformierte Form wird, wie in 5(D) wiedergegeben wird, in dem Einspritzöffnungsflusspfad von der stromaufwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte zu der Höhlung nicht sichergestellt werden kann, wodurch eine Turbulenz in dem Treibstofffluss erzeugt wird und daher die Turbulenz den Partikeldurchmesser verschlechtert. Zusätzlich gibt es ein Problem, dass die Variation in der konkaven Form eine Fläche des Flusspfades variieren lässt, wodurch die Flussrate variiert.
(3) Der Anteil des Abschnitts einer Einspritzöffnung, der durch die Höhlung überstrichen wird: Es gibt ein Problem, dass in dem Fall, wo der Anteil des Abschnitts einer Einspritzöffnung, der durch die Höhlung überstrichen wird, zu klein ist, das Maß des Treibstoffs, der von der Einspritzöffnung in die Höhlung strömt, klein wird, wodurch der Treibstoff nicht ausreichend ausgedünnt werden kann und daher die Atomisierung nicht erleichtert wird, und in dem Fall, wo dieser Anteil zu groß ist, die Länge der Einspritzöffnung, die radial näher an der Ventilsitzachse liegt, klein wird und daher der Treibstoff eingespritzt wird, bevor er ausreichend zu einer Strömung umgewandelt wurde, die entlang der Krümmung der Einspritzöffnung verläuft, wodurch nicht nur ein streifenförmiger Sprühstoß erzeugt wird, sondern auch die Ausrichtungsfähigkeit des Sprühstoßes nicht sichergestellt werden kann und daher der Winkel des eingespritzten Sprühstoßes kleiner als ein gewünschter Winkel wird.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde ausgeführt, um die Problem der vorhergehenden herkömmlichen Treibstoffeinspritzventile zu überwinden; ihre Aufgabe ist es, ein Treibstoffeinspritzventil bereitzustellen, das sowohl die Ausrichtungsfähigkeit eines Sprühstoßes in dessen Sprühcharakteristika als auch die Atomisierung realisieren kann und das die Flussratengenauigkeit in den Flussratencharakteristika erhöht.
Ein Treibstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden Erfindung ist derart ausgestaltet, dass ein Ventilkörper vorgesehen ist, der eine Sitzoberfläche eines Ventilsitzes kontaktiert oder sich hiervon löst, und der Ventilkörper in Antwort auf ein Betriebssignal von einem Steuerungssystem so betrieben wird, dass er sich von der Sitzoberfläche des Ventilsitzes löst, Treibstoff zwischen dem Ventilkörper und der Sitzoberfläche des Ventilsitzes hindurch gelangt und dann von mehreren Einspritzöffnungen nach außen eingespritzt wird, die in einer Einspritzöffnungsplatte vorgesehen sind, die an dem Ventilsitz befestigt ist; das Treibstoffeinspritzventil ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzoberfläche des Ventilsitzes derart ausgebildet ist, dass ihr Innendurchmesser in einer Richtung von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite eines Treibstoffflusses abnimmt; die Einspritzöffnungsplatte ist gegenüber einem Frontendabschnitt des Ventilkörpers derart angeordnet, dass eine virtuelle Verlängerungs-Sitzoberfläche, die entlang der Sitzoberfläche von einer stromabwärtigen Kante der Sitzoberfläche aus verlängert ist, und eine stromaufwärtsseitige Fläche der Einspritzöffnungsplatte einander schneiden, um einen virtuellen Kreis zu bilden, und mit einem vorstehenden Abschnitt versehen, wo ein Teil hiervon, der dem Frontendabschnitt des Ventilkörpers gegenüberliegt, stromabwärts mit einem vorbestimmten Spalt von der Oberfläche des Frontendabschnitts des Ventilkörpers aus vorsteht; der vorstehende Abschnitt ist in der Einspritzöffnungsplatte derart vorgesehen, dass er radial innerhalb des virtuellen Kreises angeordnet ist; jede der mehreren Einspritzöffnungen, die in der Einspritzöffnungsplatte vorgesehen sind, ist derart ausgebildet, dass ihr Durchmesser von einem Einspritzöffnungseinlass, der sich an der stromaufwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte öffnet, zu einem Einspritzöffnungsauslass konstant ist; der Einspritzöffnungseinlass ist derart angeordnet, dass er radial näher an der Mittelachse des Ventilsitzes angeordnet ist, als der Einspritzöffnungsauslass; die Mitte des Einspritzöffnungseinlasses, der sich an der stromaufwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte öffnet, ist radial innerhalb der Innenwand des Öffnungsabschnitts des Ventilsitzes angeordnet, der den minimalen Innendurchmesser des Ventilsitzes hat, und radial außerhalb des vorstehenden Abschnitts; an der stromabwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte sind mehrere Höhlungen vorgesehen, die entsprechend den mehreren Einspritzöffnungen derart angeordnet sind, dass die Länge der Einspritzöffnung, die radial weiter von der Mittelachse des Ventilsitzes angeordnet ist, kürzer ist als die Länge der Einspritzöffnung, die radial naher an der Mittelachse des Ventilsitzes angeordnet ist; zumindest ein Teil des Einpritzöffnungsauslasses öffnet sich an der Ebene der Höhlung und der Rest des Einspritzöffnungsauslasses öffnet sich an der stromabwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte oder kontaktiert die Innenoberfläche der Höhlung; in einem Flusspfad, der durch die Einspritzöffnung gebildet wird, ist ein zylindrischer Abschnitt vorgesehen, dessen Querschnitt der radial minimale Querschnitt der Einspritzöffnung ist, von der stromaufwärtsseitigen Flache der Einspritzöffnungsplatte zu der Ebene der Höhlung; und unter der Annahme, dass D1 den Durchmesser der Einspritzöffnung bezeichnet und D2 den Durchmesser der Höhlung oder den Durchmesser der Höhlung in der Umfangsrichtung des virtuellen Kreises bezeichnet, die Beziehung 1,1 < (D2/D1) < 3,0 erfüllt wird.
Ein Treibstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden Erfindung ist derart ausgestaltet, dass ein Ventilkörper vorgesehen ist, der eine Sitzoberfläche eines Ventilsitzes kontaktiert oder sich hiervon löst, und wobei der Ventilkörper, als Antwort auf ein Betriebssignal von einem Steuerungssystem, so betrieben wird, dass er sich von der Sitzoberfläche des Ventilsitzes löst, Treibstoff zwischen dem Ventilkörper und der Sitzoberfläche des Ventilsitzes hindurch gelangt und dann von mehreren Einspritzöffnungen nach außen eingespritzt wird, die in einer Einspritzöffnungsplatte vorgesehen sind, die an dem Ventilsitz befestigt ist; das Treibstoffeinspritzventil ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzoberfläche des Ventilsitzes derart ausgebildet ist, dass ihr Innendurchmesser in einer Richtung von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite einer Strömung des Treibstoffs abnimmt; die Einspritzöffnungsplatte ist derart gegenüber einem Frontendabschnitt des Ventilkörpers angeordnet, dass eine virtuelle Verlängerung der Sitzoberfläche, die entlang der Sitzoberfläche von einer stromabwärtigen Kante der Sitzoberfläche verlängert ist, und eine stromaufwärtsseitige Fläche der Einspritzöffnungsplatte einander schneiden, um einen virtuellen Kreis zu bilden, und mit einem vorstehenden Abschnitt versehen, wobei ein Teil hiervon, der dem Frontendabschnitt des Ventilkörpers gegenüberliegt, in stromabwärtiger Richtung mit einer vorbestimmten Lücke von der Oberfläche des Frontendabschnitts des Ventilkörpers vorsteht; der vorstehende Abschnitt ist in der Einspritzöffnungsplatte derart vorgesehen, dass er radial innerhalb des virtuellen Kreises angeordnet ist; jede der mehreren Einspritzöffnungen, die in der Einspritzöffnungsplatte vorgesehen sind, ist derart ausgebildet, dass ihr Durchmesser von einem Einspritzöffnungseinlass, der sich an der stromaufwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte öffnet, zu einem Einspritzöffnungsauslass konstant ist; der Einspritzöffnungseinlass ist derart angeordnet, dass er radial näher an der Mittelachse des Ventilsitzes angeordnet ist als der Einspritzöffnungsauslass; die Mitte des Einspritzöffnungseinlasses, der sich an der stromaufwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte öffnet, ist radial innerhalb der Innenwand des Öffnungsabschnitts des Ventilsitzes angeordnet, der den minimalen Innendurchmesser des Ventilsitzes aufweist, und radial außerhalb des vorstehenden Abschnitts; an der stromabwärtigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte sind mehrere Höhlungen vorgesehen, die entsprechend der mehreren Einspritzöffnungen derart angeordnet sind, dass die Länge der Einspritzöffnung, die radial weiter von der Mittelachse des Ventilsitzes angeordnet ist, kürzer ist als die Länge der Einspritzöffnung, die radial näher an der Mittelachse des Ventilsitzes angeordnet ist; zumindest ein Teil des Einspritzöffnungsauslasses öffnet sich an der Ebene der Höhlung; der Rest des Einspritzöffnungsauslasses öffnet sich an der stromabwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte oder kontaktiert die Innenoberfläche der Höhlung; in einem Flusspfad, der durch die Einspritzöffnung gebildet wird, ist ein zylindrischer Abschnitt vorgesehen, dessen Querschnitt der radial minimale Querschnitt der Einspritzöffnung von einer stromaufwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte zu der Ebene der Höhlung ist; und unter der Annahme, dass T1 die Dicke der Einspritzöffnungsplatte bezeichnet und T2 die Tiefe der Höhlung bezeichnet, ist die Beziehung 0,1 < (T2/T1) < 0,8 erfüllt.
Ein Treibstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden Erfindung ist derart ausgestaltet, dass ein Ventilkörper vorgesehen ist, der eine Sitzoberfläche eines Ventilsitzes kontaktiert oder sich hiervon löst und, wenn der Ventilkörper auf ein Betriebssignal von einem Steuerungssystem reagiert, so betrieben wird, dass er sich von der Sitzoberfläche des Ventilsitzes löst, Treibstoff zwischen dem Ventilkörper und der Sitzoberfläche des Ventilsitzes hindurch gelangt und dann von mehreren Einspritzöffnungen nach außen eingespritzt wird, die in einer Einspritzöffnungsplatte vorgesehen sind, die an dem Ventilsitz befestigt ist; das Treibstoffeinspritzventil ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzoberfläche des Ventilsitzes derart ausgebildet ist, dass ihr Innendurchmesser in einer Richtung von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite eines Treibstoffflusses abnimmt; die Einspritzöffnungsplatte ist einem Frontendabschnitt des Ventilkörpers derart gegenüber angeordnet, dass eine virtuelle Verlängerung der Sitzoberfläche, die entlang der Sitzoberfläche von einer stormabwärtigen Kante der Sitzoberfläche verlängert ist, und eine stromaufwärtsseitige Fläche der Einspritzöffnungsplatte einander schneiden, um einen virtuellen Kreis zu bilden, und ist mit einem vorstehenden Abschnitt versehen, wo ein Teil hiervon, der dem Frontendabschnitt des Ventilkörpers gegenüberliegt, in stromabwärtiger Richtung mit einer vorbestimmten Lücke von der Oberfläche des Frontendabschnitts des Ventilkörpers aus vorsteht; der vorstehende Abschnitt ist derart in der Einspritzöffnungsplatte vorgesehen, dass er radial innerhalb des virtuellen Kreises angeordnet ist; jede der mehreren Einspritzöffnungen, die in der Einspritzöffnungsplatte vorgesehen sind, ist derart ausgebildet, dass ihr Durchmesser von einem Einspritzöffnungseinlass, der sich an der stromaufwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte öffnet, zu einem Einspritzöffnungsauslass konstant ist; der Einspritzöffnungseinlass ist derart angeordnet, dass er radial näher an der Mittelachse des Ventilsitzes angeordnet ist als der Einspritzöffnungsauslass; die Mitte des Einspritzöffnungseinlasses, der sich an der stromaufwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte öffnet, ist radial innerhalb der Innenwand des Öffnungsabschnitts des Ventilsitzes angeordnet, der den minimalen Innendurchmesser des Ventilsitzes aufweist, und radial außerhalb des vorstehenden Abschnitts; an der stromabwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte sind mehrere Höhlungen vorgesehen, die entsprechend der mehreren Einspritzöffnungen derart angeordnet sind, dass die Länge der Einspritzöffnung, die radial weiter von der Mittelachse des Ventilsitzes angeordnet ist, kürzer ist als die Länge der Einspritzöffnung, die radial näher an der Mittelachse des Ventilsitzes angeordnet ist; die Höhlung ist kreisförmig ausgebildet; zumindest ein Teil des Einspritzöffnungsauslasses öffnet sich an der Ebene der Höhlung; der Rest des Einspritzöffnungsauslasses öffnet sich an der stromabwärtigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte oder kontaktiert die Innenoberfläche der Höhlung; in einem Flusspfad, der durch die Einspritzöffnung gebildet wird, ist ein zylindrischer Abschnitt vorgesehen, dessen Querschnitt der radial minimale Querschnitt der Einspritzöffnung ist, von einer stromaufwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte zu der Ebene der Höhlung; und unter der Annahme, das L1 die Länge der Hauptachse der Einspritzöffnung an der stromabwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte bezeichnet und L2 die Länge eines Teils der Einspritzöffnung bezeichnet, die durch die Höhlung an der stromabwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte überstrichen wird, wird die Beziehung 0,3 < (L2/L1) ≤ 1,0 erfüllt.
Bei dem Treibstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden Erfindung ist in einem Flusspfad, der durch die Einspritzöffnung gebildet wird, ein zylindrischer Abschnitt vorgesehen, dessen Querschnitt der radial minimale Querschnitt der Einspritzöffnung ist, von der stromaufwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte zu der Ebene der Höhlung; und unter der Annahme, dass D1 den Durchmesser der Einspritzöffnung bezeichnet und D2 den Durchmesser der Höhlung oder den Durchmesser der Höhlung in der Umfangsrichtung des virtuellen Kreises bezeichnet, wird die Beziehung 1,1 < (D2/D1) < 3,0 erfüllt. Als eine Folge wird die Atomisierung des Treibstoffs erleichtert und es wird ermöglicht, dass wenig-turbulenter Treibstoff, der eine schnelle Flussrate aufrecht erhält, dazu gebracht wird, in die Einspritzöffnung zu strömen, und während der Treibstoff gegen die Innenwand der Einspritzöffnung gedrückt wird, die radial innerhalb des Ventilsitzes angeordnet ist, wird der Treibstoff, der effizient atomisiert wurde, an jeder Einspritzöffnung eingespritzt; daher können sowohl die Ausrichtungsfähigkeit als auch die Atomisierung des Sprühstoßes gleichzeitig erfüllt werden.
Bei dem Treibstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden Erfindung ist in einem Flusspfad, der durch die Einspritzöffnung gebildet wird, ein zylindrischer Abschnitt vorgesehen, dessen Querschnitt der radial minimale Querschnitt der Einspritzöffnung von der stromaufwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte zu der Ebene der Höhlung ist; und unter der Annahme, dass T1 die Dicke der Einspritzöffnungsplatte bezeichnet und T2 die Tiefe der Höhlung bezeichnet, wird die Beziehung 0,1 < (T2/T1) < 0,8 erfüllt. Als eine Folge variiert die Strömungsrate nicht und es wird ermöglicht, dass wenig-turbulenter Treibstoff unter Beibehaltung einer schnellen Flussrate dazu gebracht wird, in die Einspritzöffnung zu strömen, und während der Treibstoff gegen die Innenwand der Einspritzöffnung gedrückt wird, die radial innerhalb des Ventilsitzes angeordnet ist, wird der Treibstoff, der effizient atomisiert wurde, an jeder Einspritzöffnung eingespritzt; daher können sowohl die Ausrichtbarkeit als auch die Atomisierung des Sprühstoßes gleichzeitig erfüllt werden.
Bei dem Treibstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden Erfindung ist in einem Flusspfad, der durch die Einspritzöffnung gebildet wird, ein zylindrischer Abschnitt vorgesehen, dessen Querschnitt der radial minimale Querschnitt der Einspritzöffnung ist, von einer stromaufwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte zu der Ebene der Höhlung; und unter der Annahme, dass L1 die Länge der Hauptachse der Einspritzöffnung an einer stromabwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte bezeichnet und L2 die Länge eines Teils der Einspritzöffnung bezeichnet, der durch die Höhlung an der stromabwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte überschritten wird, wird die Beziehung 0,3 < (L2/L1) < 1,0 erfüllt. Als eine Folge variiert die Flussrate nicht und sowohl die Ausrichtungsfähigkeit als auch die Atomisierung des Sprühstoßes können gleichzeitig erfüllt werden.
Die vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Detailbeschreibung der vorliegenden Erfindung klarer werden, wenn sie in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen aufgenommen werden.
KURZE FIGURENBESCHREIBUNG
1 ist ein erklärender Graph, der die Beziehung zwischen dem Treibstoffsprühwinkel eines Treibstoffeinspritzventils und dem Treibstoffpartikeldurchmesser wiedergibt;
2 ist eine Querschnittsansicht, die ein Treibstoffeinspritzventil gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert;
3 ist ein Satz erklärender Ansichten, die das Detail des Frontendabschnitts eines Treibstoffeinspritzventils gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustrieren;
4 ist ein Satz erklärender Ansichten, die einen Einspritzöffnungsabschnitt eines Treibstoffeinspritzventils gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustrieren;
5 ist ein Satz erklärender Ansichten zum Erklären der optimalen Werte der jeweiligen Größen einer Höhlung in Bezug auf eine Einspritzöffnungsplatte und eine Einspritzöffnung eines Treibstoffeinspritzventils;
6 ist ein erklärender Graph, der die Beziehung zwischen dem Verhältnis des Durchmessers einer Höhlung zu dem Durchmesser einer Einspritzöffnung und dem Sprühpartikeldurchmesser wiedergibt;
7 ist ein erklärender Graph, der die Beziehung zwischen dem Verhältnis der Tiefe einer Höhlung zu der Dicke einer Einspritzöffnungsplatte und dem Sprühpartikeldurchmesser wiedergibt;
8 ist ein erklärender Graph, der die Beziehung zwischen dem Anteil des Abschnitts einer Einspritzöffnung, der durch eine Höhlung überstrichen wird, und dem Sprühpartikeldurchmesser wiedergibt;
9 ist ein Satz erklärender Ansichten zum Erklären eines abweichenden Beispiels der Höhlung in der Einspritzöffnungsplatte eines Treibstoffeinspritzventils; und
10 ist ein Satz erklärender Ansichten, die ein Treibstoffeinspritzventil gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung illustriert.
DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsform 1
2 ist eine Querschnittsansicht, die ein Treibstoffeinspritzventil gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert. In 2 ist ein Treibstoffeinspritzventil 1 mit einer Magnetvorrichtung 2, einem Gehäuse 3, das ein Bügelabschnitt eines Magnetkreises ist, einem Kern 4, der ein fester Eisenkernabschnitt des Magnetkreises ist, einer Spule 5, einer Armatur 6, die ein beweglicher Kernabschnitt des Magnetkreises ist, und einer Ventilvorrichtung 7 versehen. Die Ventilvorrichtung 7 ist mit einem zylindrischen Ventilkörper 8, der einen kugelförmigen Frontendabschnitt 13 an seinem Frontende aufweist, einem Ventilhauptkörper 9 und einem Ventilsitz 10 ausgestaltet.
Der Ventilhauptkörper 9 wird auf den Endabschnitt der äußeren Umfangsoberfläche des Kerns 4 gedrückt und dann an den Kern geschweißt und daran befestigt. Die Armatur 6 wird auf den Ventilkörper 8 gedrückt und dann an den Ventilkörper 8 geschweißt und daran befestigt. An der stromabwärtigen Seite des Ventilsitzes 10 wird eine Einspritzöffnungsplatte 11 an den Ventilsitz 10 geschweißt und an einem Schweißabschnitt 11a damit kombiniert. Der Ventilsitz 10, mit dessen stromabwärtiger Seite die Einspritzöffnungsplatte 11 kombiniert ist, wird in den Ventilhauptkörper 9 eingesetzt und wird dann an einem Schweißabschnitt 11b an den Ventilhauptkörper 9 geschweißt und damit kombiniert. Wie später beschrieben wird, ist in der Einspritzöffnungsplatte 11 eine Vielzahl von Einspritzöffnungen 12, die die Einspritzöffnungsplatte 11 in ihrer Plattendickenrichtung durchdringen.
Wenn ein Betriebssignal von einer Motorsteuereinheit (nicht dargestellt) zu einer Antriebsschaltung (nicht dargestellt) für das Treibstoffeinspritzventil 1 übertragen wird, wird die Spule 5 des Treibstoffeinspritzventils 1 erregt; magnetsicher Fluss wird in dem Magnetkreis erzeugt, der mit der Armatur 6, dem Kern 4, dem Gehäuse 3 und dem Ventilhauptkörper 9 ausgestaltet ist; die Armatur 6 wird in Richtung des Kerns 4 angezogen; dann entfernt sich der Ventilkörper 8, der mit der Armatur 6 integriert ist, von der Sitzoberfläche 10a des Ventilsitzes 10 und damit wird ein Spalt ausgebildet. Folglich wird der Treibstoff aus einer Vielzahl von Einspritzöffnungen 12, die später beschrieben werden, in eine Motoransaugleitung eingespritzt, nachdem er aus mehreren Nuten 13a, die in dem Frontendabschnitt 13 des Ventilkörpers 8 vorgesehen sind, zu der Vielzahl von Einspritzöffnungen 12 durch den Spalt zwischen der Sitzoberfläche 10a des Ventilsitzes 10 und dem Ventilkörper 8 bewegt wurde.
Dann wird die Erregung der Spule 5 angehalten, wenn ein Betriebsstoppsignal von einer Motorsteuerungseinheit zu der Antriebsschaltung für das Treibstoffeinspritzventil 1 übertragen wird; der magnetische Fluss in dem Magnetkreis nimmt ab und eine Kompressionsfeder 14, die den Ventilkörper 8 derart vorspannt, dass sie den Ventilkörper 8 schließt, schließt den Spalt zwischen dem Ventilkörper 8 und der Sitzoberfläche 10a des Ventilsitzes 10; dann wird die Treibstoffeinspritzung beendet. Der Ventilkörper 8 gleitet auf der inneren Umfangsoberfläche des Ventilhauptkörpers 9 vermittels eines Führungsabschnitts 6a der Armatur 6; wenn das Ventil geöffnet ist, kontaktiert eine Oberseite 6b der Armatur 6 die Unterseite des Kerns 4.
3 ist ein Satz erklärender Ansichten, die das Detail des Frontendabschnitts eines Treibstoffeinspritzventils gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustrieren; 3(a) ist eine Querschnittsansicht; 3(b) ist eine Draufsicht, die in Richtung des Pfeils A in 3(a) gerichtet ist; 3(c) ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts D; 3(d) ist eine vergrößerte Schnittansicht, die entlang der Linie B-B aufgenommen wurde; und 3(e) ist eine vergrößerte Ansicht, die entlang der Linie C-C aufgenommen wurde. In 3 ist der Ventilsitz 10 derart ausgebildet, dass sein Innendurchmesser in stromabwärtiger Richtung abnimmt; seine Innenumfangsoberfläche ist die Sitzoberfläche 10a. Die Einspritzöffnungsplatte 11 ist derart angeordnet, dass die Verlängerung der Sitzoberfläche 10a des Ventilsitzes 10 und eine stromaufwärtige Seitenfläche 11c der Einspritzöffnungsplatte 11 einander schneiden und ein einzelner virtueller Kreis 11d wird ausbildet.
An der Mittelposition der Einspritzöffnungsplatte 11 ist in der radial inneren Seite des virtuellen Kreises 11d ein vorspringender Abschnitt 11f vorgesehen, der in etwa axialsymmmetrisch in Bezug auf die Ventilsitzachse 18 ist und dessen Querschnitt bogenförmig ist und stromabwärts parallel zu dem Ventilkörperfrontendabschnitt 13 vorsteht. Der Durchmesser jeder der Vielzahl von Einspritzöffnungen 12, die in der Einspritzöffnungsplatte 11 vorgesehen sind, ist konstant von einem Einspritzöffnungseinlass 12a zu einem Einspritzöffnungsauslass 12b; die Einspritzöffnung ist derart ausgebildet, dass der Einspritzöffnungseinlass 12a näher an der Mittelachse des Ventilsitzes 10 platziert ist als der Einspritzauslass 12b. Auf der stromaufwärtsseitigen Fläche 11c der Einspritzöffnungsplatte 11 ist die Mitte jeder der Vielzahl von Einspritzöffnungen 12 radial innerhalb der Innenwand 10c des Öffnungsabschnitts des Ventilsitzes angeordnet, der den minimalen Innendurchmesser des Ventilsitzes aufweist, und ist radial außerhalb des vorstehenden Abschnitts 11f angeordnet.
In Ausführungsform 1, die auch in der vergrößerten Ansicht des Abschnitts D in 3(c) illustriert ist, stehen auf der stromaufwärtsseitigen Fläche 11c der Einspritzöffnungsplatte 11 der Durchmesser D1 der Einspritzöffnung 12 und eine senkrechte Einspritzöffnungshöhe H, ausgedrückt durch den Abstand in der Richtung der Ventilsitzachse 18 zwischen der Mitte jeder der Vielzahl von Einspritzöffnungen 12 und dem Ventilkörperfrontendabschnitt 13, in der Beziehung H ≤ 1,5 D1, wenn sich der Ventilkörper öffnet. Folglich kann eine Hohlraumhöhe H2 reduziert werden, die durch den Abstand in der Richtung der Ventilsitzachse 18 zwischen der stromaufwärtsseitigen Fläche 11c der Einspritzöffnungsplatte 11 und dem Ventilkörperfrontendabschnitt 13 ausgedrückt wird. Als eine Folge wird, wenn sich das Ventil schließt, ein Volumen (hiernach als totes Volumen bezeichnet) 17, das durch den Ventilkörperfrontendabschnitt 13, den Ventilsitz 10 und die Einspritzöffnungsplatte 11 umschlossen wird, reduziert; dadurch ist die Treibstoffmenge in dem toten Volumen 17, die unter hoher Temperatur und einer Unterdruckbedingung verdampft, klein, wodurch die Veränderung der Strömungsratencharakteristika (der statischen Strömungsrate und der dynamischen Strömungsrate) daran gehindert werden, durch die Veränderung der Temperatur oder des Umgebungsdrucks hervorgerufen zu werden.
Die Höhlungshöhe H2, die durch den Abstand in der Richtung der Ventilsitzachse 18 zwischen der stromaufwärtsseitigen Fläche 11c der Einspritzöffnungsplatte 11 und dem Ventilkörperfrontendabschnitt 13 ausgedrückt wird, ist in etwa konstant von der Mitte der Einspritzöffnungsplatte 11 zu einem radial äußersten Abschnitt 11g des vorstehenden Abschnitts 11f, nimmt jedoch von dem radial äußersten Abschnitt 11g des vorstehenden Abschnitts 11f zu der Innenwand 10c des Ventilsitzöffnungsabschnitts hin zu. Folglich fließt oder strömt, wenn sich der Ventilkörper öffnet, ein Treibstofffluss 16a, der in die Einspritzöffnung 12 fließt, nachdem er durch einen Spalt 10d zwischen dem Ventilkörperfrontendabschnitt 13 und der Sitzoberfläche 10a des Ventilsitzes hindurchgelangt ist, an mehreren benachbarten Einspritzöffnungen 12 vorbei, strömt in Richtung der Mitte der Einspritzöffnungsplatte 11 und dreht sich dann an der Mittelposition der Einspritzöffnungsplatte 11, sodass der Treibstofffluss 16a unter einer U-förmigen Strömung 16d zusammenlaufen kann, die durch den radial äußersten Abschnitt des vorstehenden Abschnitts 11f erzeugt wird, entlang der Höhlungsform des vorstehenden Abschnitts 11. Als eine Folge strömt der Treibstofffluss 16a unter Beibehaltung einer schnellen Flussrate in die Vielzahl von Einspritzöffnungen 12, ohne direkt mit der U-förmigen Strömung 16d zu kollidieren, und wird dann nach außerhalb der Einspritzöffnung 12 eingespritzt, nachdem er gegen die Einspritzöffnungs-Innenwand 12c gedrückt wurde, die radial näher an dem Ventilsitz 10 ist; damit kann die Ausrichtung des Treibstoffsprühstoßes sichergestellt werden.
In einer stormabwärtsseitigen Fläche 11e der Einspritzöffnungsplatte 11 sind zwei oder mehr Höhlungen 15 ausgebildet, die jeweils mit Teilen der entsprechenden Einspritzöffnungen 12 überlappen. Als eine Folge ist die Länge L4 der Einspritzöffnung, die radial weiter von der Mittelachse des Ventilsitzes 10 entfernt liegt, kürzer als die Länge L3 der Einspritzöffnung, die radial näher an der Mittelachse des Ventilsitzes 10 liegt.
4 ist ein Satz erklärender Ansichten, die einen Einspritzöffnungsabschnitt eines Treibstoffeinspritzventils gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustrieren; 4(a) ist eine Querschnittsansicht; 4(b) ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie E-E aufgenommen wurde; 4(c) ist eine Querschnittansicht, die entlang der Linie F-F aufgenommen wurde; 4(d) ist eine Variante der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Wie in 4(b) illustriert ist, öffnet sich auf der Ebene 15a der Höhlung 15 ein Teil der Einspritzöffnung 12 zu der Ebene 15a der Höhlung. Wie in 4(c) illustriert ist, öffnet sich auf der stromabwärtsseitigen Fläche 11e der Einspritzöffnungsplatte 11 ein Teil der Einspritzöffnung 12 zur stromabwärtsseitigen Fläche 11e der Einspritzöffnungsplatte 11.
Wie in 4(d) illustriert ist, kann es zulässig sein, dass die Einspritzöffnung 12 auf der stromabwärtsseitigen Fläche 11e der Einspritzöffnungsplatte 11 in der Höhlung 15 einbeschrieben oder innerhalb der Grenzen der Höhlung 15 ausgebildet ist.
In 3 wird der Treibstofffluss 16a, der in die Einspritzöffnung 12 geströmt ist, gegen die Innenwand 12c der Einspritzöffnung gedrückt, die radial näher an der Mitte des Ventilsitzes 10 liegt, um in einen Treibstofffluss 16b umgewandelt zu werden, der entlang der Krümmung der Innenwand der Einspritzöffnung 12 verläuft, und wird dann ein sichelförmiger dünner Flüssigkeitsfilm in der Einspritzöffnung 12, wie in 3(d) illustriert ist. Hiernach wird, wenn der Treibstoff, der ein dünner Film geworden ist, in die Höhlung 15 fließt, der Durchmesser der Einspritzöffnung vergrößert; wie in 3(e) illustriert ist, wird damit der Treibstofffluss ein Fluss 16c, der entlang der Krümmungen der Einspritzöffnung und der Höhlung verläuft; weil der Flüssigkeitsfilm weiter aufgeweitet wird, wird der Treibstoff dann ein dünner Film. Als eine Folge wird der Treibstoff eingespritzt, ohne um das Innere der Einspritzöffnung 12 herumzufließen; dadurch kann die Atomisierung des Sprühstoßes vereinfacht werden.
In Ausführungsform 1 ist jede der mehreren Einspritzöffnungen 12 derart angeordnet, dass ihre Mitte radial innerhalb des virtuellen Kreises 11d angeordnet ist. Als eine Folge wird der Treibstoff, der in die Einspritzöffnung 12 geflossen ist, starker gegen die Innenwand 12c der Einspritzöffnung gedrückt, weil der Treibstofffluss, der auf die Ventilsitzachse 18 gerichtet ist, verstärkt ist; dadurch wird die Ausdünnung des Treibstofffilms in der Einspritzöffnung verstärkt.
Darüber hinaus wird in dem Treibstoffflussverlauf innerhalb der Einspritzöffnung 12 ein zylindrischer Abschnitt 12d sichergestellt, der den minimalen Querschnitt aufweist, von einer stromaufwärtsseitigen Fläche 11c der Einspritzöffnungsplatte 11 zu der Höhlung 15. Folglich wird die Flussrate des Treibstoffs durch die Querschnittsfläche des zylindrischen Abschnitts 12d bestimmt; daher kann die Flussratenvariation unterdrückt werden, die durch eine Variation in der Position der Einspritzöffnung 12 oder der Höhlung erzeugt wird.
Als nächstes werden die entsprechenden Ausmaße der Höhlung 15 in Bezug auf die Einspritzöffnungsplatte 11 und die Einspritzöffnung 12 erklärt, die derart eingestellt sind, dass sie sowohl die Ausrichtungsfähigkeit als auch die Atomisierung des Treibstoffsprühstoßes erfüllen. 5 ist ein Satz erklärender Ansichten zum Erklären der optimalen Werte der entsprechenden Dimensionen der Höhlung in Bezug auf die Einspritzöffnungsplatte des Treibstoffeinspritzventils und die Einspritzöffnung; 5(a) ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils der Einspritzöffnungsplatte; 5(b) ist eine Draufsicht der Einspritzöffnung und der Höhlung an der stromabwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte; 5(c) ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie G-G aufgenommen wurde.
In 5 werden die entsprechenden Ausmaße der Einspritzöffnungsplatte 11, der Einspritzöffnung 12 und der Höhlung 15 wie folgt definiert:
der Durchmesser der Einspritzöffnung 12: D1
der Durchmesser der Höhlung 15: D2
die Dicke der Einspritzöffnungsplatte 11: T1
die Tiefe der Höhlung 15: T2
die Länge der Hauptachse der Einspritzöffnung 12 an der stromabwärtigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte 11: L1
die Länge des Abschnitts der Einspritzöffnung 12, der durch die Höhlung 15 an der stromabwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte 11 überstrichen wird (der Abstand zwischen dem Endabschnitt der Einspritzöffnung, der sich an der stromabwärtsseitigen Fläche der Einspritzöffnungsplatte öffnet, und dem Kreuzungspunkt der Hauptachse der Einspritzöffnung 12 mit der geraden Linie, die senkrecht zu der Hauptachse und durch den Kreuzungspunkt der Einspritzöffnung 12 mit der Höhlung 15 verläuft: L2
6 ist ein erklärender Graph, der die Beziehung zwischen dem Verhältnis des Durchmessers einer Höhlung zu dem Durchmesser einer Einspritzöffnung und dem Sprühpartikeldurchmesser repräsentiert; die Ordinate bezeichnet den Sprühpartikeldurchmesser des Treibstoffs und die Abszisse bezeichnet (D2/D1). Die Beziehung, die in 6 wiedergegeben wird, zwischen dem Verhältnis des Durchmessers der Höhlung 15 zu dem Durchmesser der Einspritzöffnung 12 (D2/D1) und dem Sprühpartikeldurchmesser wurde durch ein Experiment durch den Erfinder der vorliegenden Erfindung erhalten.
Wie in 6 zu sehen ist, wird, wenn (D2/D1) ≤ 1,1 erfüllt ist, der Treibstoff ungenügend ausgedünnt, weil das Vergrößerungsmaß des Einspritzöffnungsdurchmessers wegen der Addition der Höhlung 15 klein ist; wenn 3,0 ≤ (D2/D1) erfüllt ist, wird der Treibstoff unzureichend ausgedünnt, weil der Unterschied zwischen der Krümmung der Einspritzöffnung und der Krümmung der Höhlung 15 groß wird und der Treibstoff sich daher von der Einspritzöffnung 12 entfernt, bevor er von der Einspritzöffnung 12 zu der Höhlung 15 aufgeweitet wird. Daher kann gesehen werden, dass die Atomisierung nur erleichtert wird, wenn 1,1 < (D2/D1) < 3,0 gilt.
7 ist ein erklärender Graph, der die Beziehung zwischen dem Verhältnis der Dicke einer Einspritzöffnungsplatte zu der Tiefe einer Höhlung und dem Sprühpartikeldurchmesser wiedergibt; die Ordinate bezeichnet den Sprühpartikeldurchmesser und die Abszisse bezeichnet das Verhältnis der Tiefe der Höhlung 15 zu der Dicke der Einspritzöffnungsplatte 11 (T2/T1). Die Beziehung, die in 7 wiedergegeben wird, zwischen dem Verhältnis der Tiefe der Höhlung 15 zu der Dicke der Einspritzöffnungsplatte 11 (T2/T1) und dem Sprühpartikeldurchmesser wurde durch ein Experiment durch den Erfinder der vorliegenden Erfindung erhalten.
Wie in 7 zu sehen ist, wird der Treibstoff eingespritzt, bevor er in der Höhlung ausgedünnt wurde, wenn (T2/T1) ≤ 0,1 gilt; wenn 0,8 ≤ (T2/T1) gilt, kann ein zylindrischer Abschnitt 12d, der den minimalen Querschnitt von der stromaufwärtsseitigen Fläche 11c der Einspritzöffnungsplatte 11 zu der Höhlung 15 aufweist, nicht sichergestellt werden, die Form der Einspritzöffnung an dem minimalen Querschnittsabschnitt wird gestört, wie in 5(c) illustriert ist, wodurch ein Problem existiert, dass eine Turbulenz in dem Treibstofffluss erzeugt wird und die Turbulenz den Partikeldurchmesser verschlechtert. Weil die Variation in der konkaven Form die minimale Fläche des Strömungspfades variieren lässt, variiert darüber hinaus die Strömungsrate; daher kann erkannt werden, dass die Atomisierung nur dann, wenn 0,1 < (T2/T1) < 0,8 gilt, erleichtert werden kann, ohne die Flussrate zu variieren.
8 ist ein erklärender Graph, der die Beziehung zwischen dem Anteil des Abschnitts einer Einspritzöffnung, der durch eine Höhlung überstrichen wird, und dem Sprühpartikeldurchmesser wiedergibt; die Ordinate bezeichnet den Sprühpartikeldurchmesser und die Abszisse bezeichnet den Anteil des Abschnitts der Einspritzöffnung 12, der durch die Höhlung 15 überstrichen wird (L2/L1). Die Beziehung, die in 8 wiedergegeben ist, zwischen dem Anteil des Abschnitts der Einspritzöffnung, der durch die Höhlung überstrichen wird (L2/L1), und dem Sprühpartikeldurchmesser wurde durch ein Experiment durch den Erfinder der vorliegenden Erfindung erhalten.
Wie in 8 zu sehen ist, wird der Treibstoff unzureichend ausgedünnt, wenn (L2/L1) ≤ 0,3 gilt, weil die Menge des Treibstoffs, der von der Einspritzöffnung 12 zu der Höhlung 15 fließt, klein ist; wenn 1,0 < (L2/L1) gilt, wird der Treibstoff ein streifiger Sprühstoß und der Partikeldurchmesser von ihm wird verschlechtert, weil die Länge der Einspritzöffnung, die radial näher an der Mittelachse des Treibstoffeinspritzventils liegt, kleiner wird und daher der Treibstoff, der in die Einspritzöffnung fließt, eingespritzt wird, bevor er ausreichend in eine Strömung umgewandelt wurde, die entlang der Krümmung der Einspritzöffnung verläuft. Darüber hinaus kann die Ausrichtungsfähigkeit des Sprühstoßes nicht sichergestellt werden und daher ist der Winkel des Einspritzsprühstoßes kleiner als der gewünschte Winkel; daher kann erkannt werden, dass nur dann, wenn 0,3 < (L2/L1) < 1,0 gilt, sowohl die Ausrichtbarkeit als auch die Atomisierung des Sprühstoßes wie gewünscht erreicht werden.
Als nächstes wird ein abweichendes Beispiel der Höhlung 15 erklärt werden. 9 ist ein Satz erklärender Ansichten zum Erklären eines abweichenden Beispiels der Höhlung in der Einspritzöffnungsplatte eines Treibstoffeinspritzventils; 9(a) ist eine Querschnittsansicht, die ein Standardabweichungsbeispiel der Höhlung 15 illustriert; 9(b) ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie H-H in 9(a) aufgenommen wird. Die Höhlung 15, die in jeder der 9(a) und 9(b) illustriert wird, wird in etwa kreisförmig ausgebildet. 9(c) ist ein Variationsbeispiel der Höhlung 15 und entspricht der Ansicht, die entlang der Linie H-H von 9(a) aufgenommen wird. 9(d) ist ein anderes Abweichungsbeispiel der Höhlung 15 und entspricht der Ansicht, die entlang der Linie H-H von 9(a) aufgenommen wird.
In einem anderen Abweichungsbeispiel, das in 9(c) illustriert ist, ist die Höhlung 15 derart ausgebildet, dass die Höhlungsachsenlänge 15c in der Nebenachsenrichtung der Einspritzöffnung 12 länger als die Höhlungsachsenlänge 15b in der Hauptachsenrichtung der Einspritzöffnung 12 ist. Die Höhlung 15, die in 6(d) illustriert ist, ist derart ausgebildet, dass die Höhlungsachsenlänge 15c in der Nebenachsenrichtung der Einspritzöffnung 12 kürzer ist als die Höhlungsachsenlänge 15b in der Hauptachsenrichtung in der Einspritzöffnung 12. Mit der Form der Höhlung 15 in einer dieser Variationsbeispiele wird der Fluss des Treibstoffs, der in die Einspritzöffnung 12 fließt, zu einem Fluss, der entlang der Krümmungen der Einspritzöffnung 12 und der Höhlung 15 verläuft; daher kann der Treibstoff ein dünner Film werden.
In dem Variationsbeispiel, das in 9(c) illustriert ist, wird als D2 in dem Fall, wo (D2/D1) ≤ 1,1 gilt, die Hauptachse 15c der Höhlung 15 verwendet, das heißt die Hauptachse 15b, die der Durchmesser in der Umfangsrichtung des virtuellen Kreises 11d ist. In dem Variationsbeispiel, das in 9(d) illustriert ist, wird als D2 in dem Fall, wo (D2/D1) ≤ 1,1 gilt, die Nebenachse 15c der Höhlung 15 verwendet, das heißt die Nebenachse 15c, die der Durchmesser in der Umfangsrichtung des virtuellen Kreises 11d ist. Zusätzlich kann die Form der Höhlung 15 jede der Verschiedenen Formen haben.
Ausführungsform 2
10 ist ein Satz erklärender Ansichten, die ein Treibstoffeinspritzventil gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung illustrieren; 10(a) ist eine Querschnittsansicht; 10(b) ist eine Draufsicht, die in Richtung des Pfeils J in 10(a) aufgenommen wurde; 10(c) ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die entlang der Linie K-K aufgenommen wurde; und 10(d) ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die entlang der Linie L-L aufgenommen wurde. In Ausführungsform 2, wie in 10 illustriert ist, ist die Höhlung 15 derart ausgebildet, dass der Durchmesser D2 der Höhlung 15, der sich an der stromabwärtsseitigen Fläche 11e der Einspritzöffnungsplatte 11 öffnet, größer als der Durchmesser D3 der Höhlungsfläche ist. Die anderen Ausgestaltungen sind dieselben wie diejenigen in Ausführungsform 1.
Bei der Ausgestaltung, die in 10 illustriert ist, kann der Treibstofffluss 16a, der durch den Spalt 10d zwischen dem Ventilkörperfrontendabschnitt 13 und der Sitzoberfläche 10a des Ventilsitzes gelangt ist und in die Höhlung 15 geflossen ist, entlang der Innenwandoberfläche der Höhlung ausreichend aufgeweitet werden, wenn der Ventilkörper 8 öffnet; daher wird der Fluss 16c, der entlang der Krümmungen der Einspritzöffnung 12 und der Höhlung 15 verläuft, verstärkt, wenn Treibstoff in Richtung der stromabwärtigen Fläche 11e der Einspritzöffnungsplatte 11 läuft, wodurch ein Einspritzen bei dünnem aufgeweitetem Flüssigkeitsfilm durchgeführt werden kann.
Zusätzlich ist es in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen 1 und 2 der vorliegenden Erfindung möglich, die Variation des Sprühstoßes mit niedrigen Herstellungskosten zu unterdrücken, indem die Höhlung 15 durch einen Schmiedeprozess ausgebildet wird. Verschiedene Modifikationen und Änderungen dieser Erfindung werden dem Fachmann offensichtlich sein, ohne vom Schutzbereich und Grundgedanken der Erfindung abzuweichen, und es sollte verstanden werden, dass diese nicht auf die illustrativen Ausführungsformen, die zuvor beschrieben wurden, begrenzt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-138914 [0006]
JP 3759918 [0006]
JP 3183156 [0006]
JP 2001-317431 [0006]

Claims

Treibstoffeinspritzventil, in dem ein Ventilkörper (8) vorgesehen ist, der eine Sitzoberfläche (10a) eines Ventilsitzes (10) kontaktiert oder sich von ihr last, und wobei Treibstoff zwischen dem Ventilkörper (8) und der Sitzoberfläche (10a) des Ventilsitzes (10) hindurch tritt, wenn der Ventilkörper (8) als Antwort auf ein Betriebssignal von einem Steuerungssystem so betrieben wird, dass er sich von der Sitzoberfläche (10a) des Ventilsitzes (10) löst, und dann von mehreren Einspritzöffnungen (12), die in einer Einspritzöffnungsplatte (11) vorgesehen sind, die an dem Ventilsitz (10) befestigt ist, nach außen eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass: die Sitzoberfläche (10a) des Ventilsitzes (10) derart ausgebildet ist, dass ihr Innendurchmesser von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite eines Treibstoffflusses abnimmt; wobei die Einspritzöffnungsplatte (11) derart gegenüber einem Frontendabschnitt des Ventilkörpers (8) angeordnet ist, dass eine virtuelle Verlängerung der Sitzoberfläche, die von einer stromabwärtigen Kante der Sitzoberfläche (10a) entlang der Sitzoberfläche (10a) verlängert ist, und eine stromaufwärtsseitige Fläche der Einspritzöffnungsplatte (11) einander schneiden, um einen virtuellen Kreis (11d) zu bilden, und mit einem Vorsprungsabschnitt (11f) versehen ist, von dem ein Segment, das dem Frontendabschnitt des Ventilkörpers (8) gegenüberliegt, stromabwärts mit einem vorbestimmten Spalt von der Oberfläche des Frontendabschnitts des Ventilkörpers (8) vorsteht; wobei der vorstehende Abschnitt (11f) an der Einspritzöffnungsplatte (11) derart vorgesehen ist, dass er radial innerhalb des virtuellen Kreises (11d) angeordnet ist; wobei jede der mehreren Einspritzöffnungen (12), die in der Einspritzöffnungsplatte (11) vorgesehen sind, derart ausgebildet ist, dass ihr Durchmesser von einem Einspritzöffnungseinlass (12a), der sich an der stromaufwärtsseitigen Fläche (11c) der Einspritzöffnungsplatte (11) öffnet, zu einem Einspritzöffnungsauslass (12b) konstant ist; wobei der Einspritzöffnungseinlass (12a) derart angeordnet ist, dass er radial näher an der Mittelachse (18) des Ventilsitzes (10a), als der Einspritzöffnungsauslass (12b) liegt; wobei die Mitte des Einspritzöffnungseinlass (12a), der sich an der stromaufwärtsseitigen Fläche (11c) der Einspritzöffnungsplatte (11) öffnet, radial innerhalb der Innenwand (10c) des Öffnungsabschnitts (10b) des Ventilsitzes (10), der den minimalen Innendruchmesser des Ventilsitzes (10) aufweist, und radial außerhalb des vorstehenden Abschnitts (11f) angeordnet ist; wobei an der stromabwärtigen Fläche (11e) der Einspritzöffnungsplatte (11) mehrere Höhlungen (15) vorgesehen sind, die entsprechend der mehreren Einspritzöffnungen (12) derart angeordnet sind, dass die Länge der Einspritzöffnung (12), die radial weiter von der Mittelachse (18) des Ventilsitzes (10) positioniert ist, kürzer ist, als die Länge der Einspritzöffnung (12), die radial näher an der Mittelachse (18) des Ventilsitzes (10) angeordnet ist; wobei sich zumindest ein Teil des Einspritzöffnungsauslass (12b) an der Ebene (15a) der Höhlung (15) öffnet und sich der Rest des Einspritzöffnungsauslass (12b) an der stromabwärtigen Fläche (11e) der Einspritzöffnungsplatte (11) öffnet oder die Innenoberfläche der Höhlung (15) kontaktiert; wobei in einem Flussverlauf, der durch die Einspritzöffnung (12) gebildet wird, ein zylindrischer Abschnitt vorgesehen ist, dessen Querschnitt der radial minimale Querschnitt der Einspritzöffnung (12) von der stromaufwärtigen Fläche (11c) der Einspritzöffnungsplatte (11) zu der Ebene (15a) der Höhlung (15) ist; und wobei unter der Annahme, dass D1 den Durchmesser der Einspritzöffnung (12) bezeichnet und D2 den Durchmesser der Höhlung (15) oder den Durchmesser der Höhlung in der Umfangsrichtung des virtuellen Kreises (11d) bezeichnet, die Beziehung 1,1 < (D2/D1) < 3,0 erfüllt ist.
Treibstoffeinspritzventil, in dem ein Ventilkörper (8) vorgesehen ist, der eine Sitzoberfläche (10a) eines Ventilsitzes (10) kontaktiert oder sich von ihr löst, und wobei Treibstoff zwischen dem Ventilkörper (8) und der Sitzoberfläche (10a) des Ventilsitzes (10) hindurch tritt, wenn der Ventilkörper (8) als Antwort auf ein Betriebssignal von einem Steuerungssystem so betrieben wird, dass er sich von der Sitzoberfläche (10a) des Ventilsitzes (10) löst, und dann von mehreren Einspritzöffnungen (12), die in einer Einspritzöffnungsplatte (11) vorgesehen sind, die an dem Ventilsitz (10) befestigt ist, nach außen eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass: die Sitzoberfläche (10a) des Ventilsitzes (10) derart ausgebildet ist, dass ihr Innendurchmesser von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite eines Treibstoffflusses abnimmt; wobei die Einspritzöffnungsplatte (11) derart gegenüber einem Frontendabschnitt des Ventilkörpers (8) angeordnet ist, dass eine virtuelle Verlängerung der Sitzoberfläche, die von einer stromabwärtigen Kante der Sitzoberfläche (10a) entlang der Sitzoberfläche (10a) verlängert ist, und eine stromaufwärtsseitige Fläche der Einspritzöffnungsplatte (11) einander schneiden, um einen virtuellen Kreis (11d) zu bilden, und mit einem Vorsprungsabschnitt (11f) versehen ist, von dem ein Segment, das dem Frontendabschnitt des Ventilkörpers (8) gegenüberliegt, stromabwärts mit einem vorbestimmten Spalt von der Oberfläche des Frontendabschnitts des Ventilkörpers (8) vorsteht; wobei der vorstehende Abschnitt (11f) an der Einspritzöffnungsplatte (11) derart vorgesehen ist, dass er radial innerhalb des virtuellen Kreises (11d) angeordnet ist; wobei jede der mehreren Einspritzöffnungen (12), die in der Einspritzöffnungsplatte (11) vorgesehen sind, derart ausgebildet ist, dass ihr Durchmesser von einem Einspritzöffnungseinlass (12a), der sich an der stromaufwärtsseitigen Fläche (11c) der Einspritzöffnungsplatte (11) öffnet, zu einem Einspritzöffnungsauslass (12b) konstant ist; wobei der Einspritzöffnungseinlass (12a) derart angeordnet ist, dass er radial näher an der Mittelachse (18) des Ventilsitzes (10a), als der Einspritzöffnungsauslass (12b) liegt; wobei die Mitte des Einspritzöffnungseinlass (12a), der sich an der stromaufwärtsseitigen Fläche (11c) der Einspritzöffnungsplatte (11) öffnet, radial innerhalb der Innenwand (10c) des Öffnungsabschnitts (10b) des Ventilsitzes (10), der den minimalen Innendruchmesser des Ventilsitzes (10) aufweist, und radial außerhalb des vorstehenden Abschnitts (11f) angeordnet ist; wobei an der stromabwärtigen Fläche (11e) der Einspritzöffnungsplatte (11) mehrere Höhlungen (15) vorgesehen sind, die entsprechend der mehreren Einspritzöffnungen (12) derart angeordnet sind, dass die Länge der Einspritzöffnung (12), die radial weiter von der Mittelachse (18) des Ventilsitzes (10) positioniert ist, kürzer ist, als die Länge der Einspritzöffnung (12), die radial näher an der Mittelachse (18) des Ventilsitzes (10) angeordnet ist; wobei sich zumindest ein Teil des Einspritzöffnungsauslass (12b) an der Ebene (15a) der Höhlung (15) öffnet und sich der Rest des Einspritzöffnungsauslass (12b) an der stromabwärtigen Fläche (11e) der Einspritzöffnungsplatte (11) öffnet oder die Innenoberfläche der Höhlung (15) kontaktiert; wobei in einem Flussverlauf, der durch die Einspritzöffnung (12) gebildet wird, ein zylindrischer Abschnitt vorgesehen ist, dessen Querschnitt der radial minimale Querschnitt der Einspritzöffnung (12) von der stromaufwärtigen Fläche (11c) der Einspritzöffnungsplatte (11) zu der Ebene (15a) der Höhlung (15) ist; und unter der Annahme, dass T1 die Dicke der Einspritzöffnungsplatte (11) bezeichnet, und T2 die Tiefe der Höhlung (15) bezeichnet, die Beziehung 0,1 < (T2/T1) < 0,8 erfüllt ist.
Treibstoffeinspritzventil, in dem ein Ventilkörper (8) vorgesehen ist, der eine Sitzoberfläche (10a) eines Ventilsitzes (10) kontaktiert oder sich von ihr löst, und wobei Treibstoff zwischen dem Ventilkörper (8) und der Sitzoberfläche (10a) des Ventilsitzes (10) hindurch tritt, wenn der Ventilkörper (8) als Antwort auf ein Betriebssignal von einem Steuerungssystem so betrieben wird, dass er sich von der Sitzoberfläche (10a) des Ventilsitzes (10) löst, und dann von mehreren Einspritzöffnungen (12), die in einer Einspritzöffnungsplatte (11) vorgesehen sind, die an dem Ventilsitz (10) befestigt ist, nach außen eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass: die Sitzoberfläche (10a) des Ventilsitzes (10) derart ausgebildet ist, dass ihr Innendurchmesser von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite eines Treibstoffflusses abnimmt; wobei die Einspritzöffnungsplatte (11) derart gegenüber einem Frontendabschnitt des Ventilkörpers (8) angeordnet ist, dass eine virtuelle Verlängerung der Sitzoberfläche, die von einer stromabwärtigen Kante der Sitzoberfläche (10a) entlang der Sitzoberfläche (10a) verlängert ist, und eine stromaufwärtsseitige Fläche der Einspritzöffnungsplatte (11) einander schneiden, um einen virtuellen Kreis (11d) zu bilden, und mit einem Vorsprungsabschnitt (11f) versehen ist, von dem ein Segment, das dem Frontendabschnitt des Ventilkörpers (8) gegenüberliegt, stromabwärts mit einem vorbestimmten Spalt von der Oberfläche des Frontendabschnitts des Ventilkörpers (8) vorsteht; wobei der vorstehende Abschnitt (11f) an der Einspritzöffnungsplatte (11) derart vorgesehen ist, dass er radial innerhalb des virtuellen Kreises (11d) angeordnet ist; wobei jede der mehreren Einspritzöffnungen (12), die in der Einspritzöffnungsplatte (11) vorgesehen sind, derart ausgebildet ist, dass ihr Durchmesser von einem Einspritzöffnungseinlass (12a), der sich an der stromaufwärtsseitigen Fläche (11c) der Einspritzöffnungsplatte (11) öffnet, zu einem Einspritzöffnungsauslass (12b) konstant ist; wobei der Einspritzöffnungseinlass (12a) derart angeordnet ist, dass er radial näher an der Mittelachse (18) des Ventilsitzes (10a), als der Einspritzöffnungsauslass (12b) liegt; wobei die Mitte des Einspritzöffnungseinlass (12a), der sich an der stromaufwärtsseitigen Fläche (11c) der Einspritzöffnungsplatte (11) öffnet, radial innerhalb der Innenwand (10c) des Öffnungsabschnitts (10b) des Ventilsitzes (10), der den minimalen Innendruchmesser des Ventilsitzes (10) aufweist, und radial außerhalb des vorstehenden Abschnitts (11f) angeordnet ist; wobei an der stromabwärtigen Fläche (11e) der Einspritzöffnungsplatte (11) mehrere Höhlungen (15) vorgesehen sind, die entsprechend der mehreren Einspritzöffnungen (12) derart angeordnet sind, dass die Länge der Einspritzöffnung (12), die radial weiter von der Mittelachse (18) des Ventilsitzes (10) positioniert ist, kürzer ist, als die Länge der Einspritzöffnung (12), die radial näher an der Mittelachse (18) des Ventilsitzes (10) angeordnet ist; wobei die Höhlung (15) kreisförmig ausgebildet ist; wobei sich zumindest ein Teil des Einspritzöffnungsauslass (12b) an der Ebene (15a) der Höhlung (15) öffnet und sich der Rest des Einspritzöffnungsauslass (12b) an der stromabwärtigen Fläche (11e) der Einspritzöffnungsplatte (11) öffnet oder die Innenoberfläche der Höhlung (15) kontaktiert; wobei in einem Flussverlauf, der durch die Einspritzöffnung (12) gebildet wird, ein zylindrischer Abschnitt vorgesehen ist, dessen Querschnitt der radial minimale Querschnitt der Einspritzöffnung (12) von der stromaufwärtigen Fläche (11c) der Einspritzöffnungsplatte (11) zu der Ebene (15a) der Höhlung (15) ist; und unter der Annahme, dass L1 die Länge der Hauptachse der Einspritzöffnung (12) an der stromabwärtigen Fläche (11e) der Einspritzöffnungsplatte (11) bezeichnet und L2 die Länge eines Abschnitts der Einspritzöffnung (12) bezeichnet, der durch die Höhlung (15) an der stromabwärtigen Fläche (11e) der Einspritzöffnungsplatte (11) überstrichen wird, die Beziehung 0,3 < (L2/L1) ≤ 1,0 erfüllt ist.
Treibstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Durchmesser der Höhlung (15), die sich an der stromabwärtigen Fläche (11e) der Einspritzöffnungsplatte (11) öffnet, größer ist als der Durchmesser der Ebene (15a) der Höhlung (15).
Treibstoffeinspritzöffnungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Höhlung (15) an der Einspritzöffnungsplatte (11) durch Schmieden ausgebildet ist.