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DE10201272A1 - Zur Verwendung mit Fluidinjektoren geeignete Düsen - Google Patents

Zur Verwendung mit Fluidinjektoren geeignete Düsen

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Publication number
DE10201272A1
DE10201272A1 DE10201272A DE10201272A DE10201272A1 DE 10201272 A1 DE10201272 A1 DE 10201272A1 DE 10201272 A DE10201272 A DE 10201272A DE 10201272 A DE10201272 A DE 10201272A DE 10201272 A1 DE10201272 A1 DE 10201272A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hole
longitudinal axis
passage
fluid
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE10201272A
Other languages
English (en)
Inventor
Itatsu Ryuji
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisan Industry Co Ltd
Original Assignee
Aisan Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisan Industry Co Ltd filed Critical Aisan Industry Co Ltd
Publication of DE10201272A1 publication Critical patent/DE10201272A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/1846Dimensional characteristics of discharge orifices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M61/1853Orifice plates
    • F02M61/186Multi-layered orifice plates

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Nozzles (AREA)

Abstract

Eine Fluidinjektionsdüse (5) wird an einem Fluidinjektorventil (1) montiert, um die Strömung (und Atomisierung) von Fluid, das durch ein Injektionsloch (3b) des Fluidinjektors (1) hindurchgeht, zu steuern. Die Fluidinjektionsdüse (5) kann mindestens ein Düsenloch (5a) aufweisen, das ein Einlaßloch (51a), ein Zwischenloch (52a) und ein Auslaßloch (53a) aufweist. Diese Löcher dienen bevorzugterweise zum Geben einer schrittweisen Steuerung der Fluidströmung, die aus dem Injektionsloch (3b) ausgelassen wird. Das Zwischenloch (52a) kann eine longitudinale Achse (L2) aufweisen, die sich im wesentlichen senkrecht zu einer Düsenachse (L1) erstreckt. Das Zwischenloch (52a) kann ein erstes Anschlußende, das mit dem Einlaßloch (51a) kommuniziert, und ein zweites Anschlußende, das mit dem Auslaßloch (53a) kommuniziert, aufweisen. Das Zwischenloch (52a) weist bevorzugterweise eine gleichförmige Breite (W) entlang im wesentlichen der gesamten Länge in der longitudinalen Achse (L2) auf. Das Auslaßloch (53a) kann die zentrale Achse (L3) aufweisen, die gegenüber der longitudinalen Achse (L2) des Zwischenlochs (52a) um einen Abstand (Y) versetzt ist.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Anmeldung mit der Serien­ nummer 2001-009448.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fluidinjektionsdüsen, die zur Steuerung des Strömens eines Fluids dienen, und insbesondere auf Fluidinjektionsdüsen, die zum Ato­ misieren einer Flüssigkeit, die von einem Fluidinjektionsventil geliefert wird, angepaßt sind. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf Fluidinjektoren, die solche Fluidin­ jektionsdüsen aufweisen. Solche Fluidinjektionsdüsen und Fluidinjektoren können, z. B. innerhalb von Verbrennungskraftmaschinen für Fahrzeuge verwendet werden.
Die japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung No. 11-200998 lehrt eine Kraftstoffin­ jektionsdüse, wie sie in Fig. 7, die eine Querschnittsansicht eines Teils der Kraftstoffin­ jektionsdüse zeigt, und in Fig. 8, die eine weggebrochene Draufsicht auf eine bekannte Kraftstoffinjektionsdüse zeigt, gezeigt ist.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ein Kraftstoffinjektionsventil 101 weist einen Ventilsitz 103 und ein bewegbares Ventil 104 auf. Der Ventilsitz 103 weist eine Ventilsitzoberfläche 103a und ein Ventilloch (Öffnung) 103b auf. Die Ventilsitzoberfläche 103a ist auf einer inneren Wand oder Oberfläche eines Kraftstoffströmungskanals ausgebildet. Das Injektionsloch 103b ist stromabwärtsseitig der Ventilsitzoberfläche 103a angeordnet. Das Ventil 104 weist eine Kontaktoberfläche 104a auf, die dazu gestaltet ist, die Ventilsitzoberfläche 103a zu kontaktieren.
Das Kraftstoffinjektionsventil 101 ist zum selektiven Auslassen von Kraftstoff über das Injektionsloch 103b betätigbar/betreibbar, wenn sich die Kontaktoberfläche 104a des Ventils 104 weg von der Ventilsitzoberfläche 103a des Ventilsitzes 103 bewegt (Ventil­ öffnungsbetrieb). Andererseits endet die Kraftstoffinjektion, wenn die Kontaktoberfläche 104a des Ventils 104 die Ventilsitzoberfläche 103a des Ventilsitzes 103 kontaktiert und abdichtet (Ventilschließbetrieb).
Eine Kraftstoffinjektionsdüse 105 ist an dem Boden oder der stromabwärtsseitigen Ober­ fläche des Ventilsitzes 103 angeordnet und weist ein oberes und ein unteres Plattenteil 151, 153 auf. Das obere Plattenteil 151 ist derart angeordnet, daß es die Bodenoberfläche des Ventilsitzes 103 kontaktiert, und weist acht Einlaßlöcher 151a (siehe Fig. 8) auf, die sich durch das obere Plattenteil 151 erstrecken.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist das untere Plattenteil 153 auf dem Ventilsitz 103 derart montiert, daß es auf der stromabwärtsseitigen Seite (untere Seite, wie es in Fig. 7 gese­ hen wird) der oberen Platte 151 angeordnet ist. Eine Ausnehmung 153b ist auf der strom­ aufwärtsseitigen Seite des unteren Plattenteils 153 ausgebildet. Die Ausnehmung 153b wirkt/arbeitet mit der stromabwärtsseitigen Oberfläche des oberen Plattenteils 151 zu­ sammen und definiert einen im wesentlichen kreisförmige Kraftstoffkammer 155 zwi­ schen dem oberen und unteren Plattenteil 151, 153. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, enthält das untere Plattenteil 153 vier Auslaßlöcher 153a (siehe Fig. 8), die sich durch das untere Plattenteil 153 erstrecken.
Bei der bekannten Kraftstoffeinspritzdüse 105, die oben beschrieben wurde, wird, wenn sich das Kraftstoffeinspritzventil 101 öffnet, unter Druck gesetzter Kraftstoff durch das Injektionsloch 103a des Ventilsitzes 103 gedrückt. Der Kraftstoff strömt dann durch die Einlaßlöcher 151a des oberen Plattenteils 151, durch die Kraftstoffkammer 155 und wird dann durch die Auslaßlöcher 153a ausgestoßen.
Darum strömt bei der bekannten Kraftstoffeinspritzdüse 105 der Kraftstoff aus den Ein­ laßlöchern 151a des oberen Plattenteils 151 in die Kraftstoffkammer 155 und strömt dann horizontal innerhalb der Kraftstoffkammer 155 entlang der Ausnehmung 153b. Da jedoch die Einlaßlöcher 151a und die Auslaßlöcher 153a nicht miteinander ausgerichtet sind, strömt der Kraftstoff aus allen Richtungen in jedes Auslaßloch 153a. Da die Auslaßlöcher 153a relativ zu dem Boden der Ausnehmung 153b geneigt sind, variiert der Winkel der Kraftstoffströmung, die in die entsprechenden Auslaßlöcher 153a eintritt, als Reaktion auf die Richtung der Kraftstoffströmung innerhalb der Ausnehmung 153b. Falls eine erhöhte Menge von Kraftstoff in einem stumpfen Winkel relativ zu den Auslaßlöchern 153 strömt, wird sich die Kraftstoffströmung stabilisieren, wodurch atomisierte Kraftstoffpar­ tikel mit relativ großen Durchmessern erzeugt werden. Da Kraftstoffpartikel mit kleinem Durchmesser gewünscht werden, ist diese bekannte Gestaltung nachteilig.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Fluidinjektionsdüsen und Fluidinjektionsventile zu lehren, die zuverlässig Kraftstoffpartikel mit relativ kleinem Durchmesser erzeugen können.
Entsprechend eines Aspektes der vorliegenden Lehren werden Fluidinjektionsdüsen ge­ lehrt, die dazu angeordnet und konstruiert sind, auf einem Fluidinjektor montiert zu wer­ den, um die Strömung eines Fluides, das durch ein Injektionsloch des Fluidinjektors ausgestoßen wird, zu steuern. Die Fluidinjektionsdüse kann mindestens ein Düsenloch, das ein Einlaßloch, ein Zwischenloch und ein Auslaßloch aufweist, aufweisen. Die Kom­ bination des Einlaßloches, des Zwischenloches und des Auslaßloches dient zum Liefern einer schrittweisen Steuerung der Strömung des Fluides, das aus dem Injektionsloch aus­ gestoßen wird, was bevorzugterweise dazu dient, das durch das Düsenloch strömende Fluid zu atomisieren. Das Zwischenloch kann eine Längsachse aufweisen, die sich im wesentlichen senkrecht bezüglich einer Düsenachse erstreckt. Des weiteren kann dazwi­ schen auch ein erstes Anschlußende, das mit dem Einlaßloch kommuniziert, und ein zwei­ tes Anschlußende, das mit dem Auslaßloch kommuniziert, aufweisen. Zusätzlich kann das Zwischenloch bevorzugterweise eine im wesentlichen gleichförmige Breite entlang im wesentlichen der gesamten Länge der Längsachse aufweisen. Das Auslaßloch kann eine zentrale Achse aufweisen, die gegenüber der Längsachse des Zwischenloches derart ver­ setzt ist, daß sich die zentrale Achse und die Längsachse nicht schneiden.
Falls das Fluid durch das Zwischenloch strömt, das eine Längsachse, die sich im wesent­ lichen senkrecht zu der Düsenachse erstreckt, aufweist und eine im wesentlichen gleich­ förmige Breite entlang im wesentlichen der gesamten Länge der Längsachse aufweist, kann der Fluidströmung eine Richtung entlang der Längsrichtung des Zwischenloches gegeben werden. In anderen Worten, die Richtung der Fluidströmung innerhalb des Zwi­ schenloches kann bevorzugterweise im wesentlichen mit der Längsachse des Zwischenlo­ ches ausgerichtet sein. Zusätzlich dreht sich, falls das Auslaßloch eine zentrale Achse aufweist, die gegenüber der Längsachse des Zwischenloches versetzt ist, das Zentrum der Fluidströmungsströmung an dem zweiten Anschlußende des Zwischenloches bevorzug­ terweise nicht in die exakt entgegengesetzte Richtung. Als ein Ergebnis kann eine Rück­ strömung innerhalb des Zwischenloches verhindert werden.
Aufgrund eines multiplizierten oder verstärkten Atomisierungseffektes, der dem Fluid gegeben wird, indem das Fluid zur Strömung entlang der Längsrichtung des Zwischenlo­ ches gebracht wird und eine Rückströmung an dem zweiten Anschlußende des Zwischen­ loches verhindert wird, indem die zentrale Achse des Auslaßloches gegenüber der Längs­ achse des Zwischenloches versetzt wird, kann das Fluid effektiver als bei der oben be­ schriebenen bekannten Injektordüse atomisiert (= zerstäubt) werden.
Bevorzugterweise ist ein Rand, der einen spitzen Winkel definiert, in der Fluiddüse in einem Abschnitt eines Umfangs des Auslaßloches ausgebildet, der benachbart zu dem Zwischenloch ist und gegenüber dem zweiten Anschlußende des Zwischenloches versetzt oder von diesem getrennt ist. Darum tritt das Fluid, das durch das Zwischenloch geströmt ist, in das Auslaßloch ein, und die Richtung der Strömung wird sich abrupt um einen Winkel von mehr als 90° ändern. Als ein Ergebnis kann die Strömung des Fluides effek­ tiv in Wallung gebracht oder zur Ablösung gebracht werden, um so den Atomisierungsef­ fekt (die Zerstäubungswirkung) zu verbessern.
Optional kann die Düse drei Plattenteile aufweisen, die einander überlagern oder im we­ sentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Zum Beispiel kann ein erstes Plattenteil das Einlaßloch aufweisen, ein zweites Plattenteil kann das Zwischenloch aufweisen, und ein drittes Plattenteil kann das Auslaßloch aufweisen. Diese Gestaltung kann verwendet werden, um ein Düsenloch leicht und relativ kostengünstig herzustellen, das drei Löcher aufweist, die nicht miteinander ausgerichtet sind. Jedoch können die drei nicht­ ausgerichteten Löcher auch innerhalb einer einzelnen Platte oder eines einzelnen Platten­ teils oder innerhalb zweier Plattenteile oder Platten definiert werden.
In der vorliegenden Spezifikation/Beschreibung können die Begriffe "Düsenloch", "Ein­ laßloch", "Zwischenloch" und "Auslaßloch" durch die Begriffe "Düsendurchgang", "Ein­ laßdurchgang", "Zwischendurchgang" und "Auslaßdurchgang" ersetzt (oder austauschbar verwendet) werden. Darüber hinaus können auch die Begriffe "Apertur", "Bohrung", "Hohlraum" und "Mündungsloch" austauschbar mit den Begriffen "Loch" oder "Durch­ gang" verwendet werden. Darüber hinaus können die Begriffe "Einlaßloch" und "Auslaß­ loch" auch entsprechend als eine "Einlaßöffnung" und eine "Auslaßöffnung" bezeichnet werden. In jedem Fall ist die beabsichtigte Bedeutung dieselbe.
Daher kann in einem anderen Aspekt der vorliegenden Lehren eine Fluiddüse mindestens einen Düsendurchgang, der einen Einlaßdurchgang (Öffnung) aufweisen kann, einen Zwischendurchgang und einen Auslaßdurchgang (Öffnung) aufweisen. Bevorzugterweise ist der Einlaßdurchgang im wesentlichen ausgerichtet (z. B. im wesentlichen parallel) mit der Richtung der Fluidströmung, die in den Einlaßdurchgang eintritt. Zum Beispiel kann ein Fluidinjektor unter Druck gesetztes Fluid zu der Fluiddüse zuführen und der Fluidin­ jektor kann eine im wesentlichen longitudinale Achse aufweisen, entlang derer das Fluid innerhalb des Fluidinjektors strömt. Derart ist der Einlaßdurchgang bevorzugterweise im wesentlichen ausgerichtet (oder im wesentlichen parallel) mit der Längsachse des Fluid­ injektors. Der Zwischendurchgang kommuniziert bevorzugterweise mit dem Einlaßdurch­ gang und ist im wesentlichen senkrecht zu dem Einlaßdurchgang angeordnet. Der Aus­ laßdurchgang kommuniziert bevorzugterweise mit dem Zwischendurchgang. Des weiteren bildet eine Längs- (oder zentrale) Achse des Auslaßdurchgangs bevorzugterweise einen spitzen Winkel mit einer Längs- (oder zentralen) Achse des Zwischendurchgangs. Derart ändert sich die Richtung des Fluides, das durch den Zwischendurchgang strömt, bevor­ zugterweise um einen Winkel von mehr als 90° beim Übertritt von dem Zwischendurch­ gang in den Auslaßdurchgang. Optional kann der Auslaßdurchgang mit einem Anschluß­ ende des Zwischendurchgangs kommunizieren (oder nahe an ihm angeordnet sein). In einer anderen optionalen Ausführungsform kann die longitudinale (oder zentrale) Achse des Auslaßdurchgangs gegenüber der longitudinalen (oder zentralen) Achse des Zwi­ schendurchgangs derart versetzt sein, daß sich diese beiden Achsen nicht schneiden.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Lehren werden Kraftstoffinjektoren gelehrt, die eine Fluiddüse aufweisen, die eines oder mehrere der obigen oder unten beschriebe­ nen Merkmale aufweist.
Zusätzliche Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht verstanden nach dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit dem begleitenden Ansprüchen und Zeichnungen, von denen:
Fig. 1 eine frontale Querschnittsansicht eines Abschnitts eines repräsentativen Kraftstoff­ injektionsventils und einer repräsentativen Kraftstoffinjektionsdüse ist;
Fig. 2 eine teilweise vergrößerte Ansicht von Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine teilweise vergrößerte Ansicht von Fig. 2 ist;
Fig. 4 eine schematische Draufsicht eines Abschnitts der Kraftstoffinjektionsdüse aus Fig. 1 ist;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht ist, die entlang der Linie V-V in Fig. 4 genommen ist;
Fig. 6 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen dem Verhältnis (W/ϕd) der Breite W eines länglichen Loches zu dem Durchmesser ϕd eines Auslaßloches und der Größe von atomisierten/zerstäubten Kraftstoffpartikeln (in Mikrometern), die erzeugt werden, zeigt;
Fig. 7 eine Schnittansicht eines Abschnitts eines bekannten Fluidinjektionsventils, das eine Injektionsdüse aufweist, ist; und
Fig. 8 eine weggebrochene Draufsicht eines Abschnitts der Fluidinjektionsdüse ist, die in Fig. 7 gezeigt ist.
In einer repräsentativen Ausführungsform kann eine Fluidinjektionsdüse eine zentrale Düsenachse aufweisen, die im wesentlichen mit einer Richtung eines Fluids, das zu der Fluidinjektionsdüse, zum Beispiel durch einen Kraftstoffinjektor, zugeführt wird, ausge­ richtet ist. Die Fluidinjektionsdüse kann mindestens ein Düsenloch oder einen Durchgang aufweisen, das/der ein Einlaßloch (oder einen Durchgang oder eine Öffnung) und ein Auslaßloch (oder einen Durchgang oder eine Öffnung) aufweist. Ein Zwischenloch (oder ein Durchgang) verbindet bevorzugterweise (oder liefert einen Kommunikationsweg für) das Einlaßloch und das Auslaßloch. Das Einlaßloch, das Auslaßloch und das Zwischen­ loch können entsprechend eine erste Achse, eine zweite Achse und eine dritte Achse aufweisen. Die zweite Achse und die dritte Achse können optional zueinander in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zu der zentralen Düsenachse ist, versetzt sein. Das heißt, die zweite Achse und die dritte Achse schneiden sich bevorzugterweise nicht. Das Zwischenloch kann ein erstes Anschlußende und ein zweites Anschlußende aufwei­ sen, die entlang der Richtung der dritten Achse entgegengesetzt zueinander angeordnet sind und mit dem Einlaßloch bzw. dem Auslaßloch kommunizieren. Die zweite Achse und die dritte Achse definieren bevorzugterweise einen spitzen Winkel, wenn eine Ebene betrachtet wird, die parallel oder im wesentlichen parallel zu der zentralen Düsenachse ist.
In einer anderen repräsentativen Ausführungsform weist das Zwischenloch bevorzugter­ weise eine im wesentlichen längliche Gestalt entlang der Richtung der dritten Achse auf und weist bevorzugterweise eine im wesentlichen gleichförmige Breite entlang derselben Richtung auf. Optional kann das Zwischenloch einem im wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen, obwohl andere Querschnitte auch ins Auge gefaßt werden. Zusätzlich können das erste und das zweite Anschlußende des Zwischenloches gerundet oder bogenförmig geformt sein. Weiterhin können das Einlaßloch und das Aus­ laßloch im wesentlichen kreisförmige Querschnitte aufweisen, obwohl erneut auch andere Querschnitte ins Auge gefaßt werden können.
In einer anderen repräsentativen Ausführungsform ist die zweite Achse gegenüber der zentralen Düsenachse (oder der ersten Achse) um einen Winkel (d. h. einen ersten Winkel θ1) von weniger als 90° geneigt.
In einer anderen repräsentativen Ausführungsform kann sich die erste Achse im wesentli­ chen innerhalb derselben Ebene wie die zweite Achse erstrecken. Zusätzlich können sich die zweite Achse und die dritte Achse schneiden oder nahe an dem zweiten Anschlußende des Zwischenloches sehr nahe zueinander kommen (falls sich die beiden Achsen nicht schneiden). Des weiteren kann die zweite Achse relativ zu der dritten Achse in Richtung des ersten Anschlußendes des Zwischenloches geneigt sein. Darüber hinaus erstreckt sich die zweite Achse bevorzugterweise in Richtung der ersten Achse, welche erste Achse sich nahe zu dem ersten Anschlußende des Zwischenloches erstreckt.
In einer anderen Ausführungsform weist das Zwischenloch bevorzugterweise einen im wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt mit einer Breite W in einer Platte auf, die parallel oder im wesentlichen parallel mit der Düsenachse ist. Des weiteren weist das Auslaßloch bevorzugterweise einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser ϕd auf. Bevorzugterweise ist ϕd kleiner als oder gleich zu W. In einer optionalen Ausführungsform kann das Verhältnis W/ϕd kleiner als ungefähr 2 sein.
In einer anderen Ausführungsform ist das Zentrum der zweiten Achse gegenüber dem Zentrum der dritten Achse um einen Verschiebungsabstand (oder Versatz) Y versetzt und Y ist bevorzugterweise kleiner als oder gleich zu dem Betrag von (W - ϕ)/2. Bei dieser Ausführungsform kann, falls Y relativ groß ist, das Verhältnis W/ϕd größer als 2 sein, ohne den Atomisierungseffekt des Düsenloches zu vermindern.
Jedes der zusätzlichen Merkmale und jede der zusätzlichen Lehren, die oben und unten offenbart werden, können separat oder in Verbindung mit anderen Merkmalen und Leh­ ren verwendet werden, um verbesserte Fluidinjektionsdüsen und Fluidinjektoren und Verfahren zum Gestalten und Verwenden solcher Fluidinjektionsdüsen und Fluidinjekto­ ren zu liefern. Ein repräsentatives Beispiel der vorliegenden Erfindung, das viele dieser zusätzlichen Merkmale und Lehren sowohl separat als auch in Verbindung verwendet, wird nun im Detail unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Diese detaillierte Beschreibung ist lediglich dazu gedacht, einem Fachmann weitere De­ tails zum Ausführen von bevorzugten Aspekten der vorliegenden Lehren zu lehren, und sie ist nicht dazu gedacht, den Umfang der Erfindung zu begrenzen. Nur die Ansprüche definieren den Umfang der beanspruchten Erfindung. Darum können die Kombinationen von Merkmalen und Schritten, die in der folgenden detaillierten Beschreibung offenbart werden, nicht notwendig sein, um die Erfindung in ihrem breitesten Sinn auszuführen, und sie werden anstelle dessen nur gelehrt, um insbesondere repräsentative Beispiele der Erfindung zu beschreiben. Darüber hinaus können verschiedene Merkmale der repräsen­ tativen Beispiele und die abhängigen Ansprüche in Weisen kombiniert werden, die nicht speziell ausgeführt sind, um zusätzliche nützliche Ausführungsformen der vorliegenden Lehren zu liefern.
Eine repräsentative Kraftstoffinjektordüse wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 6 beschrieben. Zum Beispiel kann ein Kraftstoffinjektor allgemein ein Kraftstoffinjek­ tionsventil 1 und die Kraftstoffinjektionsdüse 5 enthalten, die teilweise in der frontalen Querschnittsansicht aus Fig. 1 gezeigt sind. Das Kraftstoffinjektionsventil 1 kann, z. B., einen Körper 2, einen Ventilsitz 3 und ein bewegbares Ventilteil 4 aufweisen.
Der Körper 2 kann eine im wesentlichen zylindrische Konfiguration aufweisen. Der Ven­ tilsitz 3 kann innerhalb des vorderen oder stromabwärtsseitigen Endes (das untere Ende, wie es in Fig. 1 gesehen wird) des Körpers 2 angeordnet sein. Der Ventilsitz 3 kann eine Innenwand aufweisen, die einen Kraftstoffströmungskanal definiert. Eine ringförmige Ventilsitzoberfläche 3a kann auf der Innenwand des Ventilsitzes 3 ausgebildet sein, und ein kreisförmiges Injektionsloch 3b kann auf der stromabwärts gelegenen Seite (die untere Seite, wie es in Fig. 1 gesehen wird) der Ventilsitzoberfläche 3a ausgebildet sein.
Bevorzugterweise kann das Ventilteil 4 ein Nadelventilteil aufweisen und kann innerhalb des Kraftstoffströmungskanals des Ventilsitzes 3 gleitend bewegbar angeordnet sein. Das Ventilteil 4 kann eine Kontaktoberfläche 4a aufweisen, die zum Kontaktieren und Dichten der Ventilsitzoberfläche 3a gestaltet ist. Die Kontaktoberfläche 4a kann eine im wesentli­ chen sphärische Gestalt aufweisen, obwohl die Gestalt der Kontaktoberfläche 4a nicht besonders begrenzt ist. Bevorzugterweise kann der Körper 2 aus magnetischem rostfreiem Stahl ausgebildet sein und der Ventilsitz 3 und das Ventilteil 4 können aus einem nicht­ magnetischen rostfreien Stahl ausgebildet sein.
Unter Druck gesetzter Kraftstoff kann dem Kraftstoffströmungskanal, z. B. durch eine Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) zugeführt werden. Das Ventilteil 4 kann sich entlang einer axialen Richtung (z. B., die senkrechte Richtung, wie sie in Fig. 1 gesehen wird), des Körpers 2 hin- und herbewegen, um das Injektionsloch 3b zu öffnen und dem unter Druck gesetzten Kraftstoff zu ermöglichen, durch das Injektionsloch 3b ausgelas­ sen/ausgestoßen zu werden. Wenn das Ventilteil 4 in einer geschlossenen Position ange­ ordnet ist, wird der unter Druck gesetzte Kraftstoff am Durchgang durch das Injektions­ loch 3b gehindert. Derart wird mit der Bewegung der Kontaktoberfläche 4a weg von der Ventilsitzoberfläche 3a (d. h., das Ventilteil 4 bewegt sich in den Ventilöffnungsbetrieb) dem Kraftstoff ermöglicht, durch das Injektionsloch 3b hindurchzugehen. Wenn anderer­ seits die Kontaktoberfläche 4a die Ventilsitzoberfläche 3a kontaktiert und dichtet (d. h., in der geschlossenen Ventilposition), wird die Kraftstoffinjektion verhindert. Da eine Viel­ zahl von unterschiedlichen bekannten Konstruktionen zum Herstellen des Kraftstoffinjek­ tionsventils 1 verwendet werden können, ist eine weitere Beschreibung des Kraftstoffin­ jektionsventils 1 nicht notwendig. Das heißt, die Gestaltung des Kraftstoffinjektionsventils 1 ist entsprechend der vorliegenden Lehren nicht besonders beschränkt, und eine Vielzahl von verschiedenen Gestaltungen kann wirksam/effektiv mit den Fluiddüsen der vorliegen­ den Lehren verwendet werden.
Die Kraftstoffinjektionsdüse 5 kann auf der stromabwärts gelegenen Seite (der unteren Seite, wie es in Fig. 1 gesehen wird) des Ventilsitzes 3 angeordnet sein, und sie kann zum Atomisieren/Zerstäuben des unter Druck gesetzten Kraftstoffes, der durch das Injek­ tionsloch 3b hindurchgeht, dienen.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, die eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Fig. 1 ist, kann die Kraftstoffinjektionsdüse 5, z. B., erste, zweite und dritte scheibenförmige Plattenteile 51, 52 und 53 aufweisen, die, z. B., aus rostfreiem Stahl gemacht sein können und bevor­ zugterweise im wesentlichen parallel angeordnet sind. Das erste Plattenteil 51 kann auf der stromaufwärts gelegenen Seite angeordnet sein, das dritte Plattenteil 53 kann auf der stromabwärts gelegenen Seite angeordnet sein, und das zweite Plattenteil 52 kann zwi­ schen dem ersten und dem dritten Plattenteil 51 und 53 angeordnet oder verschachtelt sein.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1, ein Anpaßabschnitt 5b kann an dem Umfang der Kraft­ stoffinjektionsdüse 5 ausgebildet sein. Der Anpaßabschnitt 5b kann nach oben derart gebogen sein, daß er eng zu dem unteren Ende des Ventilsitzes 3 paßt bzw. an diesen angepaßt ist, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. In diesem Fall wird das erste Plattenteil 51 die untere Endoberfläche des Ventilsitzes 3 sicher kontaktieren.
Immer noch unter Bezugnahme auf Fig. 1, ein im wesentlichen ringförmiger Plattenhal­ ter 54 kann unter dem dritten Plattenteil 53 angeordnet sein. Bevorzugterweise kann der Umfangsabschnitt des Plattenhalters 54 derart gebogen sein, daß er eine im wesentlichen umgekehrte L-förmige Konfiguration im Querschnitt aufweist. Ein horizontaler Abschnitt 54a des Plattenhalters 54 kann an dem Ventilsitz 3 zusammen mit den Plattenteilen 51, 52 und 53, bevorzugterweise mittels Laserschweißen, befestigt sein. Darum werden die Plattenteile 51, 52 und 53 zwischen dem Plattenhalter 54 und dem Ventilsitz 3 positioniert sein. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, kann ein senkrechter Abschnitt 54b des Plattenhalters 54 nach unten von dem Umfang des horizontalen Abschnittes 54a gebogen sein und an dem Körper 2, bevorzugterweise mittels Laserschweißen, befestigt sein.
Die Kraftstoffinjektionsdüse 5 kann eine Mehrzahl von Düsenlöchern 5a aufweisen (siehe Fig. 1). Die Düsenlöcher 5a sind bevorzugterweise zur Steuerung der Strömung des Kraftstoffes, der durch das Injektionsloch 3b des Kraftstoffinjektionsventils 1 hindurch­ geht, so daß der Strömungsrichtung des Kraftstoffes eine schrittweise Änderung gegeben werden kann, gestaltet. Diese schrittweise Änderung dient bevorzugterweise zum Atomi­ sieren/Zerstäuben des Kraftstoffes, der durch das Düsenloch 5a hindurchgeht.
Die Düsenlöcher 5a werden nun in größerem Detail beschrieben. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, kann jedes der Düsenlöcher 5a ein Einlaßloch (Öffnung) 51a, ein Zwischenloch (Durchgang) 52a und ein Ausgangsloch (Öffnung) 53a, die entsprechend in dem ersten Plattenteil 51, dem zweiten Plattenteil 52 und dem dritten Plattenteil 53 ausgebildet sind, aufweisen. Das Zwischenloch 52 kann als ein im wesentlichen längliches Loch konfigu­ riert sein und gegenüberliegende Anschlußenden aufweisen, die entsprechend mit dem Einlaßloch 51a und dem Auslaßloch 53a kommunizieren.
Wie in den Fig. 3 bis 5 gezeigt ist, kann das Einlaßloch 51a des ersten Plattenteils 51 einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen und kann sicht durch das erste Plattenteil 51 in der senkrechten Richtung, wie sie in den Fig. 3 und 5 gesehen wird, erstrecken. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Einlaßloch 51a eine zentrale Achse aufweisen, die sich im wesentlichen parallel zu einer zentralen Achse L1 der Kraftstoffinjektionsdüse 5 erstreckt. Die Mehrzahl der Einlaßlöcher 51a kann geeignet innerhalb eines Bereiches verteilt sein, der durch das Injektionsloch 3b definiert wird (siehe Fig. 2).
Die Anzahl der Zwischenlöcher 52a des zweiten Plattenteils 52 kann gleich zu der Anzahl der Einlaßlöcher 51a sein. Bevorzugterweise kann jedes der Zwischenlöcher 52a länglich in einer Richtung sein, die im wesentlichen senkrecht zu der zentralen Achse L1 (siehe Fig. 3) der Kraftstoffinjektionsdüse 5 ist, was die radiale Richtung (rechte und linke Richtung, wie sie in Fig. 3 gesehen werden) der Kraftstoffinjektionsdüse 5 sein kann.
Zusätzlich kann sich jedes der Zwischenlöcher 52a durch das zweite Plattenteil 52 in der senkrechten Richtung, wie sie in den Fig. 3 und 5 gesehen wird, erstrecken.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, das Zwischenloch 52a kann eine erste Anschlußendoberfläche 52b, die auf der Seite des Einlaßloches 51a (stromaufwärts gelegene Seite) definiert ist, und eine zweite Anschlußendoberfläche 52c, die auf der Seite des Auslaßloches 53a (stromabwärts gelegene Seite) definiert ist, aufweisen. Die erste und zweite Anschlußend­ oberfläche 52b und 52c können jeweils eine bogenförmige oder gerundete Konfiguration mit einem Radius R der Krümmung aufweisen. Zusätzlich kann das Zwischenlochs 52a eine gleichförmige Breite W entlang der Längsrichtung des Zwischenlochs 52a aufweisen. Ein erstes Anschlußende oder das stromaufwärtsseitige Ende (rechtsseitige Ende, wie es in Fig. 5 gesehen wird) des Zwischenloches 52a kann mit dem entsprechenden Einlaß­ loch 51a ersten Plattenteils 51 kommunizieren. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, das Einlaß­ loch 51a kann einen Radius aufweisen, der leicht größer als der Radius R der ersten An­ schlußendoberfläche 52b ist.
Die Anzahl der Auslaßlöcher 53a des dritten Plattenteils 53 kann auch dieselbe wie die Anzahl der Einlaßlöcher 55a sein, wie die Anzahl der Zwischenlöcher 52a. Wie in den Fig. 3 bis 5 gezeigt ist, jedes der Auslaßlöcher 53a kann einen im wesentlichen kreisför­ migen Querschnitt aufweisen und kann sich durch das dritte Plattenteil 53 in der senk­ rechten Richtung, wie sie in den Fig. 3 und 5 gesehen wird, erstrecken. Jedoch ist jedes der Auslaßlöcher 53a bevorzugterweise in einem Winkel von 01 relativ zu der zentralen Achse L1 der Kraftstoffinjektionsdüse 5 in einer Richtung weg von der zentralen Achse L1 und in Richtung der stromabwärts gelegenen Seite oder der Strömungsrichtung des Fluides (die Richtung nach unten in Fig. 3) geneigt. Bevorzugterweise ist der Winkel θ1 ein spitzer Winkel, und er kann, z. B. ein Winkel von ungefähr 40° sein. Derart ist das Auslaßloch 53a bevorzugterweise um einen spitzen Winkel relativ zu dem Zwischenloch 52a geneigt, wodurch ein Fluiddrehkanal zwischen diesen gebildet wird. Ein zweites Anschlußende oder das stromabwärtsseitige Ende (linksseitiges Ende, wie es in Fig. 5 gesehen wird) des Zwischenloches 52a kann mit dem entsprechenden Auslaßloch 53a des dritten Plattenteils 53 kommunizieren.
Zusätzlich kann, wie in Fig. 3 gezeigt ist, das dritte Plattenteil 53 einen Rand 53b an dem Umfang des Auslaßloches 53a in einer Position definieren, die entgegengesetzt zu dem zweiten Anschlußende oder dem stromabwärtsseitigen Ende des Zwischenloches 52a ist. Derart kann der Rand 53b innerhalb des Drehpunktes der Strömung des Kraftstoffes positioniert sein, welcher Drehpunkt durch einen gebogenen Pfeil in Fig. 3 angezeigt ist. Der Rand 53b definiert bevorzugterweise einen Winkel θ2, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, wobei θ2 = 90° - θ1 ist. Derart wird, falls der Winkel θ1 ungefähr 40° ist, der Winkel θ2 ungefähr 50° sein, und derart wird der Winkel θ2 auch einen spitzen Winkel definie­ ren.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Durchmesser ϕd des Auslaßloches 53a kleiner als die Breite W des Zwischenloches 52a sein.
Weiterhin kann eine zentrale Achse L3 des Auslaßloches 53a bevorzugterweise gegenüber einer zentralen longitudinalen Achse (Längsachse) L2 des Zwischenloches 52a um einen Abstand Y versetzt sein. Bei dieser Ausführungsform werden sich die zentrale Achse L3 und die zentrale longitudinale Achse L2 nicht schneiden. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann Y größer als Null und kleiner als oder gleich zu dem Betrag von (W - ϕd)/2 sein. Derart ist es für den Durchmesser ϕd möglich, daß er bei gewissen Aus­ führungsformen größer als die Breite W ist.
Bevorzugterweise können die Einlaßlöcher 51a ersten Plattenteils 51, die Zwischenlöcher 52a des zweiten Plattenteils 52 und die Auslaßlöcher 53a des dritten Plattenteils 53 durch Lochen der entsprechenden Plattenteile unter Verwendung einer Presse ausgebildet wer­ den. Die Dicke des dritten Plattenteils 53 kann zum Liefern einer geeigneten Länge für jedes Auslaßloch 53a ausgewählt werden, wobei die Länge ausreichend zum Geben einer Richtung an den Kraftstoff, der durch das Auslaßloch 53a hindurchgeht, ist. Bevorzug­ terweise können die Plattenteile 51, 52 und 53 dieselbe Dicke aufweisen, obwohl die Plattenteile 51, 52 und 53 jeweils unterschiedliche Dicke aufweisen können.
Das oben beschriebene Kraftstoffinjektorventil 1, das die Kraftstoffinjektionsdüse 5 ent­ hält, kann an einer Maschine wie einer Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeuges mon­ tiert sein, so daß die Düsenachse L1 (in Fig. 1 gezeigt) sich im wesentlichen in der senk­ rechten Richtung bezüglich der Kraftstoffinjektionsdüse 5, die an dem unteren Ende des Injektors positioniert ist, erstreckt. Falls diese Anordnung verwendet wird, kann ver­ dampfter Kraftstoff, der innerhalb des Fluides enthalten ist, das innerhalb der Düsenlö­ cher 5a befindlich ist, leicht innerhalb der Düsenlöcher 5a nach oben steigen, um entfernt zu werden. Darum kann die Leistung des Injektors verbessert werden, insbesondere wenn der Injektor auf eine hohe Temperatur erwärmt ist.
Im Betrieb kann, wenn das Kraftstoffinjektorventil 1 (siehe Fig. 1) geöffnet ist, der Kraftstoff, der durch das Injektionsloch 3b hindurchgeht, durch das Einlaßloch 51a, das Zwischenloch 52a und das Auslaßloch 53a (siehe Fig. 2 und 3) von jedem der Düsenlö­ cher 5a strömen, so daß die schrittweise Steuerung der Strömungsrichtung des Kraftstof­ fes gegeben/ausgeübt werden kann, wie es durch die Pfeile in Fig. 3 gezeigt ist. Der Kraftstoff kann dann durch die Düsenlöcher 5a ausgelassen/ausgestoßen werden, wie es durch die gestrichelte Linie F, die ebenfalls in Fig. 3 gezeigt ist, angezeigt ist.
Da der Kraftstoff durch das längliche Zwischenloch 52a strömt, das sich im wesentlichen senkrecht zu der zentralen Achse L1 der Düse 5 erstreckt und eine gleichförmige Breite W entlang seiner Länge aufweist, wird der Kraftstoff in der horizontalen Richtung strö­ men, wie es durch den Pfeil N in Fig. 4 angezeigt ist.
Zusätzlich kann, falls die zentrale Achse L3 des Auslaßloches 53a gegenüber der zentra­ len Achse L2 des Zwischenloches 52a um den Abstand Y (siehe Fig. 4) versetzt ist, der Kraftstoff, der in der horizontalen Richtung innerhalb des Zwischenloches 52a strömt, an einer Rückkehr in der exakt entgegengesetzten Richtung (der Richtung, wie sie durch den Pfeil B in Fig. 5 gezeigt ist) gehindert werden. Darum kann, wenn die Kraftstoffströ­ mung mit der zweiten Anschlußendoberfläche (linksseitige Endoberfläche) 52c des Zwi­ schenloches 52a kollidiert, die Kraftstoffströmung an einer Umkehr nach hinten gehindert werden (d. h. eine Rückströmung wird verhindert). Genauer gesagt, falls die zentrale Achse L3 des Auslaßloches 53a gegenüber der longitudinalen zentralen Achse (Mittelach­ se) L2 des Zwischenloches 52a versetzt ist, kann die zentrale Strömungslinie des Kraft­ stoffes, der durch das Zwischenloch 52a strömt, mit der zweiten Anschlußendoberfläche 52c an einem Punkt kollidieren, der gegenüber der zentralen Achse L3 versetzt ist. Als ein Ergebnis kann der Kraftstoff entlang der zweiten Anschlußendoberfläche 52c zirkulie­ ren, wie es durch den Pfeil A in Fig. 4 angezeigt ist, so daß der Kraftstoff an einem zurückkehren (wie es durch den Pfeil B in Fig. 5 angezeigt ist) gehindert werden kann.
Durch Erzeugen einer Strömung des Fluids in der horizontalen Richtung (d. h. im wesent­ lichen senkrecht zu der zentralen Düsenachse L1) innerhalb des Zwischenloches 52a und durch Verhindern einer Rückströmung an der zweiten Anschlußendoberfläche 52c des Zwischenloches 52a kann ein multiplizierter oder verstärkter Atomisierungseffekt (Zer­ stäubungswirkung) erzeugt werden, der die Atomisierung/Zerstäubung des Kraftstoffes erhöhen wird, der aus dem Auslaßloch 53 strömt.
Zusätzlich wird, falls der Rand 53b im wesentlichen an dem Drehpunkt der Kraftstoff­ strömung, die von dem Zwischenloch 52a in das Auslaßloch 53a eintritt, positioniert ist, welches Merkmal oben unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben wurde, sich dir Rich­ tung des horizontal strömenden Kraftstoffes innerhalb des Zwischenloches 52a abrupt um einen Winkel, der größer als 90° ist, ändern und kann dann in das Auslaßloch 53a eintre­ ten. Darum kann ein erhöhtes Aufwallen (erhöhte Verwirbelung) oder eine erhöhte Strö­ mungsablösung innerhalb der Kraftstoffströmung erzeugt werden, wie es durch die gestri­ chelte Linie F1 in Fig. 3 gezeigt ist. Als ein Ergebnis kann der Atomisierungswirkungs­ grad (Zerstäubungswirkungsgrad) bei dieser Ausführungsform auch verbessert werden.
Durch Verbessern der Kraftstoffatomisierung unter Verwendung der Düsenlöcher 5a kann der Kraftstoff effektiv mit der Luft über ein breites Mischungsverhältnis gemischt wer­ den. Darum kann der Kraftstoffverbrennungswirkungsgrad verbessert werden. Als ein Ergebnis können unvollständig verbrannte Gase, die aus der Maschine ausgestoßen wer­ den, reduziert werden, und derart kann der Kraftstoffverbrauch reduziert werden.
Fig. 6 zeigt einen Graph, der die Beziehung zwischen dem Verhältnis (W/ϕd) der Breite W des Zwischenloches 52a (siehe Fig. 4) zu dem Durchmesser ϕd des Auslaßloches 53a (siehe Fig. 4) und dem mittleren Durchmesser der (atomisierten/zerstäubten) Kraftstoff­ partikel (SMD), die aus der Kraftstoffinjektionsdüse 5 ausgelassen/ausgestoßen werden, zeigt. In Fig. 6 zeigt die Abszisse das Verhältnis (W/ϕd) und die Ordinate zeigt den mittleren Durchmesser der ausgestoßenen (atomisierten) Kraftstoffpartikel (SMD (µm)). In dieser Spezifikation/Beschreibung ist "SMD" eine Abkürzung von "Sauters Mean Diameter (Sauters mittlerer Durchmesser)". Des weiteren war bei den Ergebnissen, die in Fig. 6 gezeigt sind, der Durchmesser ϕd auf 0.14 mm gesetzt.
Bei diesem Beispiel zeigt die Kennlinie C, die in Fig. 6 gezeigt ist, die Änderung des mittleren Durchmessers der ausgestoßenen Kraftstoffpartikel (SMD), wenn Y gleich Null ist. Wie weiter in Fig. 6 gezeigt ist, die Punkte P1, P2 und P3 repräsentieren die Ergeb­ nisse, wenn der Versatzabstand Y (d. h. der Abstand zwischen der zentralen Achse L3 des Auslaßloches 53a und der longitudinalen zentralen Achse L2 des Zwischenloches 52a) nach und nach von Null erhöht wird, wenn das Verhältnis (W/ϕd) festgehalten wurde.
Wie aus den Punkten P1, P2 und P3, die in Fig. 6 gezeigt sind, zu verstehen ist, nimmt der mittlere Durchmesser der ausgestoßenen Kraftstoffpartikel (SMD) mit dem Anstieg des Versatzabstandes Y ab. Derart kann die Atomisierungseffizienz durch Erhöhen von Y verbessert werden. Des weiteren zeigt die Kennlinie C, die in Fig. 6 gezeigt ist, daß der mittlere Durchmesser der ausgestoßenen Kraftstoffpartikel (SMD) sich auch mit dem Annähern des Verhältnisses (W/ϕd) an 1 (d. h., W = ϕd) vermindert, wodurch auch die Atomisierungseffizienz verbessert wird.
Zusätzlich sind bei dieser repräsentativen Ausführungsform die drei Plattenteile 51, 52 und 53, die die Einlaßlöcher 51a, die Zwischenlöcher 52a bzw. die Auslaßlöcher 53a aufweisen, im wesentlichen parallel zueinander angeordnet, um die Düse 5 zu bilden. Darum können die Mehrzahl der Düsenlöcher 5a leicht in der Düse 5 hergestellt werden.
Weiterhin können Injektoren, die eine verbesserte Atomisierungseffizienz aufweisen, durch Verwenden der Kraftstoffinjektionsdüse 5 dieser repräsentativen Ausführungsform (siehe Fig. 1) bereitgestellt werden.
Die vorliegenden Lehren sind nicht auf die repräsentativen Ausführungsformen, die oben beschrieben wurden, begrenzt, sondern sie können auf verschiedene Weisen ohne Abwei­ chen von der Feder der vorliegenden Erfindung modifiziert werden. Des weiteren können die vorliegenden Lehren auch auf Injektionsdüsen oder Injektoren für andere Fluide als Kraftstoff angewandt werden. In dieser Hinsicht werden die vorliegenden Lehren eine vorteilhafte Anwendung in jedwedem Feld finden, in dem ein Fluid oder eine Flüssigkeit atomisiert/zerstäubt werden soll.
Zusätzlich können jeweils zwei der Einlaßlöcher 51a, der Zwischenlöcher 52a und der Auslaßlöcher 53a, die direkt miteinander kommunizieren, innerhalb eines einzelnen Plat­ tenteils ausgebildet werden. Zum Beispiel können die Einlaßlöcher 51a und die Zwischen­ löcher 52a (oder die Zwischenlöcher 52a und die Auslaßlöcher 53a) innerhalb eines ein­ zelnen Plattenteils ausgebildet werden. Darüber hinaus ist es nicht nötig, gelochte Platten­ teile zur Ausbildung der Düse 5, die die Düsenlöcher 5a aufweist, zu verwenden. Dar­ über hinaus kann, obwohl jedes der Düsenlöcher 5a die drei Löcher 51a, 52a und 53a aufweist, jedes Düsenloch 5a vier oder mehr Löcher (Durchgänge) aufweisen. Derart ist die Anzahl und die Konfiguration der Löcher (Durchgänge), die das Düsenloch 5a bilden, nicht auf diejenigen begrenzt, die in der obigen repräsentativen Ausführungsform be­ schrieben wurden, sondern anstelle dessen können sie in geeigneter Weise abhängig von der spezifischen Anwendung der vorliegenden Lehren geändert werden.

Claims (17)

1. Fluidinjektionsdüse (5), die zum Montieren an einem Fluidinjektorventil (1) zum Steuern einer Strömung eines Fluides, das durch ein Injektionsloch (3b) des Fluidinjek­ torventils (1) hindurchgeht, angeordnet und konstruiert ist, wobei die Fluidinjektionsdüse (5) aufweist:
mindestens zwei Düsenlöcher (5a), die jeweils ein Einlaßloch (51a), ein Zwischenloch (52a) und ein Auslaßloch (53a) aufweisen, wobei jedes Düsenloch (5a) eine schrittweise Steuerung der Strömung des Fluids, das von dem Injektionsloch (3b) zugeführt wird, ausübt, wobei jedes Zwischenloch (52a) eine longitudinale Achse (L2), die sich im we­ sentlichen senkrecht zu einer zentralen Düsenachse (L1) erstreckt, aufweist, jedes Zwi­ schenloch (52a) ein erstes Anschlußende, das mit dem entsprechenden Einlaßloch (51a) kommuniziert, und ein zweites Anschlußende, das mit dem entsprechenden Auslaßloch (53a) kommuniziert, aufweist, wobei jedes Zwischenloch (52a) eine im wesentlichen gleichförmige Breite (W) entlang im wesentlichen der gesamten Länge des Zwischenlochs (52a) in der Richtung der longitudinalen Achse (L2) aufweist und jedes Auslaßloch (53a) eine zentrale Achse (L3) aufweist, die gegenüber der longitudinalen Achse (L2) des ent­ sprechenden Zwischenlochs (52a) versetzt ist.
2. Fluidinjektionsdüse nach Anspruch 1, die weiter einen Rand (53a) aufweist der einen spitzen Winkel definiert und an einem Abschnitt eines Umfangs des Auslaßlochs (53a) der benachbart zu dem Zwischenloch (52a) ist und von dem zweiten Anschlußende des Zwischenlochs (52a) getrennt ist, ausgebildet ist.
3. Fluidinjektionsdüse nach Anspruch 1 oder 2, die weiter drei Plattenteile (51, 52, 53) aufweist, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, wobei das Einlaß­ loch (51a), das Zwischenloch (52a) und das Auslaßloch (53a) jeweils in den entsprechen­ den Plattenteilen (51, 52, 53) ausgebildet sind.
4. Fluidinjektionsdüse (5), die eine zentrale Düsenachse (L1) aufweist, mit:
mindestens zwei Düsenlöchern (5a), die jeweils ein Einlaßloch (51a), ein Auslaßloch (53a) und ein Zwischenloch (52a), das das Einlaßloch (51a) und das Auslaßloch (53a) verbindet, aufweisen,
wobei jedes Einlaßloch (51a) eine erste longitudinale Achse aufweist, jedes Zwischenloch (52a) eine zweite longitudinale Achse (L2) aufweist und jedes Auslaßloch (53a) eine dritte longitudinale Achse (L3) aufweist,
wobei die erste longitudinale Achse des Einlaßloches (51a) im wesentlichen senkrecht zu der zweiten longitudinalen Achse (L2) des Zwischenloches (52a) ist, jedes Zwischenloch (52a) ein erstes Anschlußende und ein zweites Anschlußende, die einander entlang der Richtung der zweiten longitudinalen Achse (L2) entgegengesetzt angeordnet sind, auf­ weist, wobei das erste Anschlußende mit dem Einlaßloch (51a) kommuniziert und das zweite Anschlußende mit dem Auslaßloch (53a) kommuniziert, und wobei, an dem zwei­ ten Anschlußende jedes Zwischenlochs (52a), die zweiten longitudinale Achse (L2) ge­ genüber der dritten longitudinalen Achse (L3) um einen Abstand (Y) innerhalb einer Ebene, die im wesentlichen senkrecht zu der zentralen Düsenachse (L1) ist, versetzt ist.
5. Fluidinjektionsdüse nach Anspruch 4, bei der jedes Zwischenloch (52a) als ein längliches Loch entlang der Richtung der zweiten longitudinalen Achse (L2) ausgebildet ist und eine im wesentlichen gleichförmige Breite (W) entlang derselben Richtung auf­ weist.
6. Fluidinjektionsdüse nach Anspruch 4 oder 5, bei der die dritte Achse (L3) um einen ersten Winkel θ1 relativ zu der zentralen Düsenachse (L1) geneigt ist, wobei der erste Winkel θ1 ein spitzer Winkel ist.
7. Fluidinjektionsdüse nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der die dritte longitu­ dinale Achse (L3) jedes Auslaßloches (53a) relativ zu der entsprechenden zweiten longi­ tudinalen Achse (L2) mit der Erstreckung der dritten longitudinalen Achse weg von dem zweiten Anschlußende des entsprechenden Auslaßloches (53a) geneigt ist.
8. Fluidinjektionsdüse nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei der jedes Auslaßloch (53a) einen Durchmesser (ϕd) aufweist, der kleiner als oder gleich zu einer Breite (W) des entsprechenden Zwischenlochs (52a) ist.
9. Fluidinjektionsdüse nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei der der Versatzabstand (Y) für jedes Düsenloch (5a) größer als Null und kleiner als oder gleich zu dem Betrag von (W - ϕd)/2 ist, wobei ϕd der Durchmesser des Auslaßloches (53a) und W die Breite des Zwischenloches (52a) ist.
10. Fluidinjektorventil (1), das einen Ventilsitz (3) mit einem Injektionsloch (3b) aufweist, bei dem die Fluidinjektionsdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit dem Ventilsitz (3) gekoppelt ist.
11. Eine Düse, die aufweist:
ein Plattenteil (5), das eine Mehrzahl von Fluiddurchgängen (5a), die sich durch das Plat­ tenteil erstrecken, aufweist, wobei jeder Fluiddurchgang einen Einlaßdurchgang (51a), einen Zwischendurchgang (52a) und einen Auslaßdurchgang (53a) aufweist, bei dem für jeden Fluiddurchgang:
  • a) eine erste zentrale longitudinale Achse innerhalb des Einlaßdurchgangs definiert ist, eine zweite zentrale longitudinale Achse (L2) innerhalb des Zwischendurch­ gangs definiert ist und eine dritte zentrale longitudinale Achse (L3) innerhalb des Auslaßdurchgangs definiert ist,
  • b) der Zwischendurchgang eine längliche Form mit einem ersten Anschlußende und einem zweiten Anschlußende, das dem ersten Anschlußende entgegengesetzt ist, aufweist,
  • c) der Einlaßdurchgang mit dem Zwischendurchgang nahe des ersten Anschlußen­ des kommuniziert und der Auslaßdurchgang mit dem Zwischendurchgang nahe des zweiten Anschlußendes kommuniziert,
  • d) die erste zentrale longitudinale Achse im wesentlichen senkrecht zu der zweiten zentralen longitudinalen Achse ist,
  • e) sich die zweite zentrale longitudinale Achse und die dritte zentrale longitudinale Achse nicht schneiden, aber die zweite zentrale longitudinale Achse und die drit­ te zentrale longitudinale Achse einen spitzen Winkel bilden, wenn sie senkrecht zu einer Ebene, die durch die erste longitudinale Achse und die zweiten longitu­ dinale Achse definiert wird, gesehen werden, und
  • f) der Auslaßdurchgang im wesentlichen gleichförmig ist und einen Durchmesser (ϕd) aufweist, der Zwischendurchgang eine im wesentlichen gleichförmige Breite (W) entlang der zweiten zentralen longitudinalen Achse aufweist und ϕd kleiner als oder gleich zu W ist.
12. Düse nach Anspruch 11, bei der das Plattenteil eine erste Platte (51), die den Einlaßdurchgang aufweist, eine zweite Platte (52), die den Zwischendurchgang aufweist, und eine dritte Platte (53), die den Auslaßdurchgang aufweist, wobei die erste, zweite und dritte Platte im wesentlichen parallel angeordnet sind, aufweist.
13. Düse nach Anspruch 11 oder 12, bei der, nahe dem zweiten Anschlußende des Zwischendurchgangs, die zweite zentrale longitudinale Achse gegenüber der dritten zen­ tralen longitudinalen Achse um einen Abstand (Y), der größer als Null und kleiner als oder gleich zu dem Betrag von (W - ϕd)/2 ist, versetzt ist.
14. Düse nach Anspruch 11, 12 oder 13, bei der der Zwischendurchgang und der Auslaßdurchgang so angeordnet und konstruiert sind, daß Fluid, das durch den Zwi­ schendurchgang strömt, um einen Winkel von mehr als 90° drehen muß, um in den Aus­ laßdurchgang überzugehen.
15. Düse nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei der der Einlaßdurchgang ein das erste Anschlußende des Zwischendurchgangs in einer im wesentlichen senkrechten Bezie­ hung anschließt und der Einlaßdurchgang im wesentlichen kreisförmig im Querschnitt ist.
16. Vorrichtung, die zum Atomisieren eines Fluides geeignet ist, mit:
einer Düse nach einem der Ansprüche 11 bis 15, und
einem Mittel (1) zum Liefern des Fluides unter Druck an die Düse.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der das Mittel zum Liefern des Fluides unter Druck an die Düse einen Fahrzeugkraftstoffinjektor aufweist.
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