DE10137890A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung - Google Patents

Abstract

Bei einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung erstreckt sich ein erster Kraftstoffkanal (50j) zum Verbinden eines Einlasses mit einer Einspritzkammer (53) von dem Einlass zu einem Krümmungsabschnitt (50c) schräg zu einer Achse eines Ventilgehäuses (12) und erstreckt sich weiter von dem Krümmungsabschnitt in Richtung auf die Einspritzkammer. Ein zweiter Kraftstoffkanal (51) zweigt von dem ersten Kanal ab bei einem abzweigenden Abschnitt (50a) zum Verbinden des Einlasses mit einer Steuerkammer (16c). Jeder Winkel (B, C) der Wandkanten, die gebildet werden durch Wandflächen des ersten Fluidkanals bei dem Krümmungsabschnitt, und jeder Winkel (A, D) von Wandkanten, die gebildet werden durch Wandflächen des ersten und zweiten Fluidkanals bei dem abzweigenden Abschnitt, beträgt 90 DEG oder mehr und ein geradliniger Abschnitt (50b) liegt zwischen dem abzweigenden Abschnitt und dem Krümmungsabschnitt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die insbesondere anwendbar ist auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, bei der Kraftstoff, der in einer sogenannten Common Rail (gemeinsamer Hochdruckspeicher) gesammelt wird, unter hohem Druck in eine Brennkammer eingespritzt wird.

Eine Common Rail Kraftstoffeinspritzvorrichtung, bei der in einer Common Rail gesammelter Kraftstoff unter hohem Druck in eine Brennkammer eingespritzt wird, ist gut bekannt. Die Common Rail Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat eine Steuerkammer, die einen Kraftstoffdruck auf ein Ventilelement ausübt, der in einer Ventilschließrichtung wirkt, und eine Einspritzkammer, die einen Kraftstoffdruck auf das Ventilelement ausübt, der in einer Ventilschließrichtung wirkt. Die Einspritzzeitgebung wird gesteuert durch Regulieren des Kraftstoffdrucks der Steuerkammer. Bei der herkömmlichen Common Rail Kraftstoffeinspritzvorrichtung, wie in dem Dokument JP-A- 9-158811 offenbart ist, wird Hochdruckkraftstoff, der von einem Einlass eingeführt wird, über abzweigende Kanäle zu der Steuerkammer und der Einspritzkammer verteilt. Die abzweigenden Kanäle sind zusammengesetzt aus einem Kraftstoffkanal, der eine Verbindung herstellt zwischen der Steuerkammer und der Einspritzkammer, der durch eine sich gerade erstreckende vertikale Öffnung ausgebildet ist, und einem Kraftstoffkanal, der eine Verbindung herstellt mit dem Einlass, der sich senkrecht zu der vertikalen Öffnung erstreckt.

Bei der Common Rail Kraftstoffeinspritzvorrichtung tritt ein Pulsieren von Druckänderungen in einem Bereich von 20 bis 200 Mpa periodisch in den Kraftstoffkanälen auf, da der von der Common Rail eingeführte Hochdruckkraftstoff eine Wasserschlagwirkung durchführt auf der Grundlage eines Öffnungs- und Schließvorgangs der Einspritzöffnungen. Die pulsierende Druckänderung führt zu sehr großen Zugspannungen an den inneren Wänden der Kraftstoffkanäle und wenn die Spannung an einer der inneren Wände der Kraftstoffkanäle sich konzentriert, ist es wahrscheinlich, dass ein Ermüdungsfehler verursacht wird, wie beispielsweise ein Riss an einer der inneren Wände der Kraftstoffkanäle.

Da die Spannung die Neigung zeigt, sich an Wandkanten der abzweigenden Kanäle bei einem abzweigenden Abschnitt zu konzentrieren, ist es wichtig, die Spannungskonzentration an den Wandkanten zu begrenzen.

Wenn die abzweigenden Kanäle in der Form eines Buchstaben T ausgebildet sind durch einen geradlinigen Kraftstoffkanal und einen Kraftstoffkanal, der mit dem geradlinigen Kraftstoffkanal senkrecht verbunden ist, wie in dem Dokument JP-A-9-158811 offenbart ist, ist die Spannungskonzentration an den Wandkanten bei dem abzweigenden Abschnitt relativ klein, da es keine Kanten mit einem spitzen Winkel an der Wand des abzweigenden Abschnitts gibt.

Es gibt jedoch einen Fall, dass die abzweigenden Kraftstoffkanäle nicht in der Form des Buchstaben T ausgebildet werden können aufgrund von Positionen der Komponenten in der Nachbarschaft der Kraftstoffeinspritzvorrichtung.

Beispielsweise ist gemäß der Common Rail

Kraftstoffeinspritzvorrichtung, wie sie in dem Dokument JP-A- 10-153155 offenbart ist, der Kraftstoffkanal, der zu dem Einlass führt, mit der vertikalen Öffnung mit einem spitzen Winkel verbunden. Der abzweigende Kraftstoffkanal mit einer derartigen Kante mit einem spitzen Winkel hat einen Nachteil, dass seine Haltbarkeit relativ schlecht ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, bei der abzweigende Kanäle zum Verteilen von Kraftstoff von einem Einlass zu einer Steuerkammer und einer Einspritzkammer geeignet angeordnet sind ohne die Haltbarkeit zu verschlechtern.

Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung geschaffen mit einem Ventilelement zum Öffnen und Schließen eines Einspritzkanals, der mit Einspritzöffnungen verbunden ist, einem Ventilgehäuse, das das Ventilelement gleitfähig und hin- und hergehend hält, einer Steuerkammer, die einen Kraftstoffdruck auf das Ventilelement ausübt, der in eine Schließrichtung der Einspritzöffnungen wirkt, einem Steuerelement zum Steuern des Kraftstoffdrucks der Steuerkammer, und einer Einspritzkammer, die einen Kraftstoffdruck auf das Ventilelement ausübt, der in eine Öffnungsrichtung der Einspritzöffnungen wirkt, wobei die abzweigenden Kanäle zusammengesetzt sind aus einem ersten Fluidkanal zum Verbinden des Einlasses mit der Einspritzkammer, und wobei ein zweiter Kanal von dem ersten Kanal abzweigt zum Verbinden des Einlasses mit der Steuerkammer. Der erste Fluidkanal erstreckt sich von dem Einlass zu seinem Krümmungsabschnitt schräg zu einer Achse des Ventilgehäuses und erstreckt sich weiter von dem Krümmungsabschnitt in Richtung auf die Einspritzkammer.

Bei den abzweigenden Kanälen, wie vorstehend erwähnt ist, beträgt jeder Winkel der Wandkanten, die ausgebildet sind durch die Wandflächen des ersten Fluidkanals bei dem Krümmungsabschnitt, und jeder Winkel der Wandkanten, die ausgebildet sind durch Wandflächen des ersten und zweiten Fluidkanals bei dem abzweigenden Abschnitt, 90 Grad oder mehr und der abzweigende Abschnitt befindet sich entfernt von dem Krümmungsabschnitt. Vorzugsweise ist der Krümmungsabschnitt an einer Seite der Einspritzkammer bezüglich dem abzweigenden Abschnitt positioniert.

Wenn sich der abzweigende Abschnitt bei derselben Position wie der Krümmungsabschnitt befindet, wenn der zweite Fluidkanal auf einer geraden Linie mit einem Teil des ersten Fluidkanals angeordnet ist, der sich von dem Krümmungsabschnitt in Richtung auf die Einspritzkammer erstreckt, wie in der herkömmlichen Kraftstoffeinspritzvorrichtung offenbart ist, ist der Winkel der Wandkanten ein spitzer Winkel, der gebildet wird durch den ersten und zweiten Fluidkanal. Wenn des Weiteren der zweite Fluidkanal nicht auf einer geraden Linie, sondern schräg zu einem Teil des ersten Fluidkanals angeordnet ist, der sich erstreckt von dem Krümmungsabschnitt in Richtung auf die Einspritzkammer, wird ein gesamter Körper der Kraftstoffeinspritzvorrichtung größer, da der Teil des ersten Fluidkanals, der sich von dem Krümmungsabschnitt in Richtung auf die Einspritzkammer erstreckt, sich bei einer Position befindet, die mehr nach außen in ihrer radialen Richtung verschoben ist.

Gemäß der Kraftstoffeinspritzvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist eine Spannungskonzentration bei dem Krümmungsabschnitt des abzweigenden Abschnitts kleiner und der Körper der Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist relativ kompakt, da der abzweigende Abschnitt sich entfernt von dem Krümmungsabschnitt befindet und Wandkanten, die durch die Wandflächen des ersten und zweiten Fluidkanals ausgebildet sind, keine spitzen Winkel haben.

Es wird des Weiteren bevorzugt, dass der erste Fluidkanal eine Drossel bei dem Krümmungsabschnitt hat und/oder der zweite Fluidkanal eine Drossel bei dem abzweigenden Abschnitt hat. Mit dieser Bauweise ist eine Querschnittsfläche des Fluidkanals bei dem Krümmungsabschnitt und/oder dem abzweigenden Abschnitt kleiner, so dass die Kraftstoffdruckkraft kleiner ist, die die Wandflächen des Fluidkanals aufnehmen.

Darüber hinaus ist vorzugsweise eine Oberseite der Wandkanten des ersten und zweiten Fluidkanals abgeschrägt oder angefast, um neue Wandkanten an entgegengesetzten Seiten zu bilden durch eine Elektrolysebearbeitung. Die Elektrolysebearbeitung ermöglicht das Entfernen der Oberseite der Wandkanten mit einer relativ hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit ungeachtet der Härte und Festigkeit des zu verarbeitenden Materials.

Darüber hinaus wird es bevorzugt, dass eine der Wandkanten, die durch die Wandflächen des ersten und zweiten Fluidkanals gebildet wird, durch Elektrolysebearbeitung abgerundet wird oder eine sogenannte Fluidpoliturbearbeitung. Diese Bearbeitungen sind wirksam zum Abrunden der Wandkanten, so dass die Spannungskonzentration daran viel kleiner wird.

Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anerkannt sowie Verfahren des Betriebs und der Funktion der zugehörigen Teile aus einer Studie der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den Zeichnungen, die einen Teil dieser Anmeldung bilden.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Kraftstoffeinspritzsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine teilweise vergrößerte Ansicht der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 3 zeigt eine teilweise vergrößerte Ansicht der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 zeigt eine teilweise vergrößerte Ansicht der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Und Fig. 5 zeigt eine teilweise vergrößerte Ansicht der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Erstes Ausführungsbeispiel

Eine Einspritzeinrichtung 1 als eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschrieben. Die Einspritzeinrichtung 1 ist in einen Zylinderkopf eines (nicht gezeigten) Motors eingesetzt und daran montiert, und spritzt Hochdruckkraftstoff, der von einer (nicht gezeigten) Common Rail zugeführt wird, direkt in jede Innenseite der Zylinder des Motors ein.

Ein Halterkörper 11 ist mit einer Nadelaufnahmeöffnung 11h versehen, in der ein Düsenventilelement (Ventilelement) 20 gleitfähig untergebracht ist. Der Halterkörper 11 ist des Weiteren mit einem Einlassabschnitt 11f versehen, der sich mit einem Winkel von 61,5° zu einer Mittelachse des Halterkörpers 11 erstreckt. Ein hülsenförmiger Filter 13 ist in dem Einlassabschnitt 11f angeordnet. Der Halterkörper 11 ist bei einer Position radial außerhalb von der Nadelaufnahmeöffnung 11h mit einer vertikalen Öffnung 50d versehen. Ein oberes Ende der vertikalen Öffnung 50d ist mit einer ersten geneigten Öffnung 50j verbunden, die in dem Einlassabschnitt 11f ausgebildet ist. Ein unteres Ende der vertikalen Öffnung 50d mündet zu einer unteren Endfläche des Halterkörpers 11 und ist mit einem Kraftstoffkanal 52 verbunden, der in einem Düsenkörper 12 vorgesehen ist. Die erste geneigte Öffnung 50j, die vertikale Öffnung 50d und der Kraftstoffkanal 52 bilden einen ersten Fluidkanal.

Der Düsenkörper 12 ist an dem Halterkörper 11 durch eine Haltenut 14 befestigt und fixiert. Der Düsenkörper 12 und der Halterkörper 11 bilden ein Ventilgehäuse.

Der Düsenkörper 12 ist mit einem Ventilsitz 12a, Einspritzöffnungen 12b und einer Nadelaufnahmeöffnung 12e versehen. Die Einspritzöffnungen 12b sind mit der Nadelaufnahmeöffnung 12e verbunden. Die Nadelaufnahmeöffnung 12e ist koaxial mit einer Nadelaufnahmeöffnung 11h ausgebildet und mit dieser verbunden. Der Düsenkörper 12 befindet sich bei einem oberen Teil der Nadelaufnahmeöffnung 11e in einem gleitfähigen Kontakt mit dem Düsenventilelement 20 ohne ein wesentliches Spiel dazwischen. Demgemäß wird das Düsenventilelement 20 gleitfähig und hin- und hergehend durch den Düsenkörper 12 gehalten. Eine Einspritzkammer (Kraftstoffbehälter) 53 ist durch eine radiale Erweiterung eines mittleren Teils der Nadelaufnahmeöffnung 12e ausgebildet. Die Einspritzkammer 53 ist mit dem Kraftstoffkanal 53 verbunden. Ein Umfangsspiel ist ausgebildet zwischen dem Düsenkörper 12 bei einem unteren Teil der Nadelaufnahmeöffnung 12e und dem Düsenventilelement 20. Der Ventilsitz 12a ist ausgebildet bei einem unteren Ende des Umfangsspiels, das einen Einspritzkanal bildet. Durch eine (nicht gezeigte) Kraftstoffpumpe zugeführter Kraftstoff über die Common Rail erreicht die Einspritzöffnungen 12b durch den hülsenförmigen Filter 13, die erste geneigte Öffnung 50j, die vertikale Öffnung 50d, die Einspritzkammer 53 und die Nadelaufnahmeöffnung 12e.

Das Düsenventilelement 20 hat einen kleindurchmessrigen Abschnitt an einer Seite der Einspritzöffnungen 12b bezüglich der Einspritzkammer 53 und einen großdurchmessrigen Abschnitt, dessen Durchmesser größer als der des kleindurchmessrigen Abschnitts ist, an einer zu den Einspritzöffnungen 12b bezüglich der Einspritzkammer 53 entgegengesetzten Seite. Deshalb übt der Kraftstoffdruck der Einspritzkammer 53 eine Kraft auf das Düsenventilelement 20 aus, die in Fig. 1 und 2 aufwärts wirkt, d. h. in einer Öffnungsrichtung der Einspritzöffnungen 12b. Eine Feder 15, deren eines Ende durch den Halterkörper 11 gestützt ist, drängt das Düsenventilelement 20 abwärts in Fig. 1 und 2, d. h. in einer Schließrichtung der Einspritzöffnungen 12b. Das Düsenventilelement 20 ist bei seinem oberen Teil mit einem Steuerkolben 20a versehen, der gleitfähig und fluiddicht durch eine innere Umfangswand des Halterkörpers 11 gehalten wird.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist eine Steuerkammerplatte 16 oberhalb der Nadelaufnahmeöffnung 11h angeordnet. Eine Ventilsitzplatte 18 ist zwischen die Steuerkammerplatte 16 und eine Endplatte 17 eingesetzt. Die Ventilsitzplatte 18 ist mit einer Ventilöffnung 18a versehen. Die Endplatte 17 ist in den Halterkörper 11 eingeschraubt und daran fixiert. Demgemäß sind die Steuerkammerplatte 16 und die Ventilsitzplatte 18 zwischen der Endplatte 17 und dem Halterkörper 11 gesperrt.

Die Steuerkammerplatte 16 ist mit einer Steuerkammer 16c versehen, die mit der Ventilöffnung 18a und der Nadelaufnahmeöffnung 11h verbunden ist. Die Steuerkammer 16c ist des Weiteren mit einer zweiten geneigten Öffnung 51 über eine Nut 16a und eine Blende 16b verbunden. Die zweite geneigte Öffnung 51 ist mit der ersten geneigten Öffnung 50j verbunden. Hochdruckkraftstoff, der in die Steuerkammer 16c über die erste und zweite geneigte Öffnung 50j und 51 eingeführt wird, drängt den Steuerkolben 20a in Fig. 1 und 2 abwärts, d. h. in eine Schließrichtung der Einspritzöffnungen 12b. Die Höhe des Kraftstoffdrucks der Steuerkammer 16c wird durch ein Stellglied 2 gesteuert, das einen Öffnungs- und Schließvorgang eines Steuerventilelements 40 veranlasst.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist das Stellglied 2 an dem Halterkörper 11 durch eine Haltenut 34 befestigt. Das Stellglied 2 bildet ein Steuerelement zum Steuern des Kraftstoffdrucks der Steuerkammer 16c. Das Stellglied 2 ist ein elektromagnetisches Ventil, das betreibbar ist, um eine Hin- und Herbewegung des Steuerventilelements 40 zu veranlassen.

Wenn das Steuerventilelement 40 auf der Ventilsitzplatte 18 sitzt, ist die Ventilöffnung 18a geschlossen. Wenn das Steuerventilelement 40 von der Ventilsitzplatte 18 entfernt ist, ist die Ventilöffnung 18a geöffnet. Das Steuerventilelement 40 ist unterhalb eines unteren Endes eines Schafts 42 angeordnet, der in einen Anker 41 eingepresst ist.

Ein Stator 31 ist um ein Anschlagelement 35 mit einem Scheibenabschnitt und einem zylindrischen Abschnitt herum positioniert. Eine Spule 32, die auf einen Kern aufgewickelt ist, ist in dem Stator 31 untergebracht. Die Spule 32 ist mit einem Schaltkreis mit einem Anschluss 61 einer Verbindungseinrichtung 60 verbunden. Eine Ummantelung 33, in der der Stator 31 und das Anschlagelement 35 untergebracht sind, ist an dem Halterkörper 11 durch eine Haltenut 34 befestigt.

Ein Endkörper 39 ist an einem Ende der Ummantelung 33 durch Verstemmen fixiert. Ein unteres Ende des Endkörpers 39 befindet sich in Kontakt mit einem oberen Ende des Anschlagelements 35. Eine Einstellleitung 37 ist in den Endkörper 39 eingepresst.

Eine Feder 38 ist in dem zylindrischen Abschnitt des Anschlagelements 35 untergebracht. Ein Ende der Feder 38 befindet sich in Kontakt mit einem unteren Ende der Einstellleitung 37 und ihr anderes Ende befindet sich in Kontakt mit einem Federbasissitz 70, der für eine Hin- und Herbewegung in dem zylindrischen Abschnitt des Anschlagelements 35 angeordnet ist. Die Feder 38 drängt den Schaft 42, den Anker 41 und das Steuerventilelement 40 in Fig. 2 abwärts, d. h. in einer Schließrichtung der Einspritzöffnungen 12b.

Wenn das Steuerventilelement 40 bewegt wird, um das Ventil 18a zu öffnen, fließt Kraftstoff aus der Steuerkammer 16c zu den Durchgangsöffnungen 17a und 17b. Des Weiteren fließt aus der Einspritzkammer 53 leckender Kraftstoff über einen Kanal 11g zu den Durchgangsöffnungen 17a und 17b. Dieser Kraftstoff fließt in den zylindrischen Abschnitt des Anschlagelements 35 hinein, tritt an dem Anker 41 vorbei und dann durch die Einstellleitung 37 hindurch, wird von der Einspritzeinrichtung eingespritzt und zu dem Kraftstofftank zurückgeleitet.

Wie vorstehend erwähnt ist, bilden die erste geneigte Öffnung 50j, die vertikale Öffnung 50d und der Kraftstoffkanal 52 einen ersten Fluidkanal. Die zweite geneigte Öffnung 51 bildet einen zweiten Fluidkanal.

Die erste und zweite geneigte Öffnung 50j und 51 sind auf eine derartige Weise verbunden, dass die Mittelachsen sich jeweils mit einem Winkel von 118,5° schneiden. Die erste geneigte Öffnung 50j hat einen Krümmungsabschnitt 50c in der Nähe eines Punkts, bei der die Mittelachsen der ersten geneigten Öffnung 501 und der vertikalen Öffnung 50d sich schneiden. Wandkanten bei Winkeln B und C sind durch innere Wände der ersten geneigten Öffnung 501 und der vertikalen Öffnung 50d ausgebildet. Der Winkel B beträgt 118,5° und der Winkel C beträgt 121,5°. Das heißt, dass jeder Winkel der Wandkanten, die ausgebildet sind durch die Wandflächen der ersten geneigten Öffnung 501 und der vertikalen Öffnung 50d, ein stumpfer Winkel ist, der nicht kleiner als 118,5° und geringer als 180° ist.

Die erste geneigte Öffnung 50j und die zweite geneigte Öffnung 51 sind auf eine derartige Weise verbunden, dass die jeweiligen Mittelachsen sich senkrecht miteinander schneiden. Ein Abzweigungsabschnitt 50a befindet sich in der Nähe eines Punkts, bei dem die Mittelachsen der ersten und zweiten geneigten Öffnung 50j und 51 sich schneiden. Winkel A und D der Wandkanten sind ausgebildet durch die inneren Wandflächen der ersten und zweiten geneigten Öffnung 50j und 51. Jeder Winkel A und D der Wandkanten ist ein rechter Winkel in einem axialen Querschnitt.

Die erste geneigte Öffnung 50j hat einen geradlinigen Abschnitt 50b zwischen dem abzweigenden und dem Krümmungsabschnitt 50a und 50c. Das bedeutet, dass die Mittelachsen der vertikalen Öffnung 50, der ersten geneigten Öffnung 50j und der zweiten geneigten Öffnung 52 sich niemals bei einem Punkt schneiden.

Als Nächstes wird ein Kraftstoffeinspritzvorgang der Einspritzeinrichtung 1 beschrieben.

Kraftstoff wird von einer (nicht gezeigten) Kraftstoffeinspritzpumpe abgegeben und zu der Common Rail geliefert. Hochdruckkraftstoff, der mit einem gegebenen Druck in der Drucksammelkammer der Common Rail gesammelt wird, fließt in die erste geneigte Öffnung 50j hinein über eine (nicht gezeigte) Leitung, die mit dem Einlassabschnitt 11f verbindbar ist. Ein Antriebsstrom wird ansprechend auf Motorbetriebszustände an die Spule 32 angelegt durch eine (nicht gezeigte) ECU. Beim Erregen der Spule 32 wird der Anker 41 in Richtung auf den Stator 31 angezogen und bewegt sich aufwärts, um eine Vorspannkraft gegen das Steuerventilelement 40 zu entfernen, so dass das Steuerventilelement 40 sich in einer Ventilöffnungsrichtung bewegt, d. h. in Fig. 2 aufwärts, aufgrund des Kraftstoffs, der aus der Ventilöffnung 18a herausfließt. Wenn das Steuerventilelement 40 bewegt wird, um die Ventilöffnung 18a zu öffnen, wird aus der Steuerkammer 16c ausfließender Kraftstoff zu dem Kraftstofftank zurückgeleitet über die Durchgangsöffnungen 17a und 17b, die Einstellleitung 37 und die äußeren (nicht gezeigten) Leitungen.

Wenn die Ventilöffnung 18a geöffnet wird, startet der Kraftstoffdruck der Steuerkammer 16c eine Abnahme, da eine Kraftstoffmenge, die durch die Ventilöffnung 18a hindurchfließt, größer ist als eine, die durch die Blende 16b hindurchfließt. Wenn Kraftstoffdruck der Steuerkammer 16c sich auf einen gewissen Wert vermindert, so dass eine Summe der Vorspannkräfte der Feder 15 und des Kraftstoffdrucks der Steuerkammer 16c, die auf das Düsenventilelement 20 in einer Schließrichtung der Einspritzöffnungen 12b wirken, kleiner ist als die des Kraftstoffdrucks der Einspritzkammer 53, die auf das Düsenventilelement 20 in einer Öffnungsrichtung der Einspritzöffnungen 12b wirkt, wobei sich das Düsenventilelement 20 in einer Öffnungsrichtung der Einspritzöffnungen 12b bewegt, und wenn das Düsenventilelement 20 den Ventilsitz 12a verlässt, werden die Einspritzöffnungen 12b geöffnet.

Bei der Entregung der Spule 32 verschwindet die Anziehungskraft des Stators 31. Demgemäß drängt die Vorspannkraft der Feder 38 das Steuerventilelement 40, um sich in eine Ventilschließrichtung zu bewegen gegen den Kraftstoffdruck der Steuerkammer 16c. Nachdem das Steuerventilelement 40 die Ventilöffnung 18a schließt, setzt sich die Kraftstoffströmung in die Steuerkammer 16c hinein von der Blende 16b fort und der Kraftstoffdruck der Steuerkammer 16c erhöht sich. Wenn die Summe der Vorspannkräfte der Feder 15 und der Kraftstoffdruck der Steuerkammer 16c, der auf das Düsenventilelement 20 in eine Schließrichtung der Einspritzöffnung 20b wirkt, größer wird als die des Kraftstoffdrucks der Einspritzkammer 53, der auf das Düsenventilelement 20 in einer Öffnungsrichtung der Einspritzöffnungen 12b wirkt, bewegt sich das Düsenventilelement 20 in eine Schließrichtung der Einspritzöffnungen 12b, und wenn das Düsenventilelement 20 auf dem Ventilsitz 12a aufsitzt, werden die Einspritzöffnungen 12b zum Anhalten der Kraftstoffeinspritzung geschlossen.

Wenn die Einspritzöffnungen 12b geöffnet und geschlossen werden, tritt eine periodisch pulsierende Kraftstoffdruckänderung auf in einem Bereich von 20 bis 200 Megapascal in der ersten und zweiten geneigten Öffnung 50j und 51, der vertikalen Öffnung 50d und dem Kraftstoffkanal 52. Die pulsierende Druckänderung übt eine sehr große Zugspannung auf die inneren Wände der ersten und zweiten geneigten Öffnung 50j und 51, der vertikalen Öffnung 50d und des Kraftstoffkanals 52 aus. Die Spannung konzentriert sich insbesondere an Wandkanten der Kanäle, wie beispielsweise bei dem Krümmungsabschnitt 50c und dem abzweigenden Abschnitt 50a.

Selbst wenn sich bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Einlassabschnitt 11f oder die erste geneigte Öffnung 50j schräg bezüglich einer Mittelachse des Halterkörpers 11 erstreckt, sind jeweilige Winkel A, B, C und D der Wandkanten des abzweigenden Abschnitts 50a und des Krümmungsabschnitts 50c rechtwinklig oder haben einen stumpfen Winkel. Demgemäß werden übermäßige Spannungen nicht auf die Kanalwand aufgebracht. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 hat eine ausreichende Haltbarkeit, und stört nicht die der anderen Kraftstoffeinspritzvorrichtung, bei der sich der Einlassabschnitt mit einem rechten Winkel gegenüber der Mittelachse des Halterkörpers erstreckt.

Die zweite geneigte Öffnung 51, durch die die Blende 16b mit der ersten geneigten Öffnung 50j verbunden ist, zweigt von der ersten geneigten Öffnung 51j bei dem Abzweigungsabschnitt 50a ab, der ein Mittelabschnitt der ersten geneigten Öffnung 51j ist, und der Krümmungsabschnitt 50c, der sich bei einer Endposition der ersten geneigten Öffnung 51j befindet, befindet sich an einer Seite der Einspritzkammer 53, d. h. an einer Seite der Mittelachse des Halterkörpers 11 bezüglich dem abzweigenden Abschnitt 50a. Deshalb ist die vertikale Öffnung 50 näher an der Mittelachse des Halterkörpers und entlang derselben ausgebildet, so dass ein Durchmesser des Halterkörpers 11 kleiner ist.

Zweites Ausführungsbeispiel

Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Abschnitte der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die in Fig. 3 nicht offenbart sind, sind im Wesentlichen dieselben wie jene der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Relativanordnungen der ersten geneigten Öffnung 50, der zweiten geneigten Öffnung 51 und der vertikalen Öffnung 50d sind dieselben wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Winkel A, B, C und D der Wandkanten sind jeweils 90°, 118,5°, 121,5° und 90°. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Wandkanten, die durch Wandflächen der ersten und zweiten geneigten Öffnung 50 und 51 ausgebildet sind, die miteinander verbunden sind, und die Wandkanten, die durch Wandflächen der ersten geneigten Öffnung 50 und der vertikalen Öffnung 50d ausgebildet sind, die miteinander verbunden sind, durch eine Fluidpoliturbearbeitung abgerundet. Des Weiteren sind die inneren Wandflächen der Öffnungen 50, 51 und 50d sanft bearbeitet durch eine Fluidpoliturbearbeitung. Demgemäß kann die Spannungskonzentration an den Wandkanten gemindert werden.

Drittes Ausführungsbeispiel

Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. Abschnitte der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die in Fig. 4 nicht offenbart sind, sind im Wesentlichen dieselben wie jene der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.

Die Mittelachsen der ersten geneigten Öffnung 55 und einer vertikalen Öffnung 55d schneiden sich mit einem Winkel von 118,5°. Innere Wände der ersten geneigten Öffnung 55 und der vertikalen Öffnung 55d bei einem Krümmungsabschnitt 55c bilden eine Wandkante, deren Winkel G 118,5° beträgt und eine Wandkante, deren Winkeln H 121,5° beträgt. Die Mittelachsen der ersten geneigten Öffnung 55 und einer zweiten geneigten Öffnung 54 schneiden sich mit einem Winkel von 80°. Eine Wandkante an einer Seite eines spitzen Winkels, der ausgebildet ist durch die Wandflächen der ersten und zweiten geneigten Öffnung 55 und 54, die miteinander verbunden sind, ist abgeschrägt oder teilweise beseitigt durch eine Elektrolysebearbeitung, um eine flache Fläche mit Wandkanten zu bilden mit Winkeln E und F bei entgegengesetzten Enden davon. Deshalb sind die Winkel E und F und I der bei einem Abzweigungsabschnitt 55a ausgebildeten Wandkanten alles stumpfe Winkel. Ein geradliniger Abschnitt 55b liegt zwischen dem abzweigenden und dem Krümmungsabschnitt 55a und 55c.

Selbst wenn gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel die erste geneigte Öffnung 55 sich nicht senkrecht mit der zweiten geneigten Öffnung 54 schneidet, wird eine Spannungskonzentration bei Wandkanten bei dem abzweigenden Abschnitt 55a gemindert durch Abschrägen aufgrund der Elektrolysebearbeitung.

Viertes Ausführungsbeispiel

Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben. Abschnitte der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die in Fig. 5 nicht offenbart sind, sind im Wesentlichen dieselben wie jene der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.

Eine erste geneigte Öffnung 57, ein erster Drosselkanal 57c, ein zweiter Drosselkanal 57f und eine vertikale Öffnung 57d bilden einen ersten Kraftstoffkanal. Eine zweite geneigte Öffnung bildet einen zweiten Kraftstoffkanal.

Der erste Drosselkanal 57c, dessen Durchmesser kleiner ist als der der ersten geneigten Öffnung 57 und der koaxial mit der ersten geneigten Öffnung 57 ist, ist durch Bohren einer konischen Endfläche der ersten geneigten Öffnung 57 nach dem Ausbilden der ersten geneigten Öffnung 57 in den Halterkörper 11 ausgebildet. Beide Winkel K und N der Wandkanten, die durch die konische Endfläche der ersten geneigten Öffnung 57 und eine Wandfläche des ersten Drosselkanals 57c ausgebildet sind, sind stumpfe Winkel.

Eine Mittelachse des ersten Drosselkanals 57c ist senkrecht zu einer Mutterlinie einer konischen Endfläche der vertikalen Öffnung 57d. Beide Winkel L und M der Wandkanten, die durch Wandflächen des ersten Drosselkanals 57c und der vertikalen Öffnung 57d bei einem Krümmungsabschnitt 57e ausgebildet sind, sind rechte Winkel.

Der zweite Drosselkanal 57f und die zweite geneigte Öffnung 56 sind koaxial ausgebildet. Der zweite Drosselkanal 57f ist mit der ersten geneigten Öffnung 57 verbunden, so dass jeweilige Mittelachsen sich senkrecht zueinander schneiden. Der zweite Drosselkanal 57f, dessen Durchmesser kleiner als der der zweiten geneigten Öffnung 56 ist und der koaxial zu der zweiten geneigten Öffnung 56 ist, ist durch Bohren einer konischen Endfläche der zweiten geneigten Öffnung 56 nach dem Ausbilden der zweiten geneigten Öffnung 56 in dem Halterkörper 11 ausgebildet. Beide Winkel J und F der Wandkanten, die durch eine Wandfläche des zweiten Drosselkanals 57f und eine Wandfläche der ersten geneigten Öffnung 57 bei einem abzweigenden Abschnitt 57a ausgebildet sind, sind rechte Winkel. Ein geradliniger Abschnitt 57b liegt zwischen dem abzweigenden und den Krümmungsabschnitten 57a und 57e.

Bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel sind alle Winkel J und K, L, M, N und O der Wandkanten bei abzweigenden und Krümmungsabschnitten 57a und 57e rechtwinklig oder stumpfe Winkel, so dass eine Spannungskonzentration an den Wandkanten gemindert wird. Da des Weiteren der erste und zweite Drosselkanal 57c und 57f bei Abschnitten ausgebildet ist, bei dem eine Spannungskonzentration leicht auftritt, ist die Querschnittsfläche einer Wandfläche, die eine Kraft von einem Hochdruckkraftstoff aufnimmt, kleiner und die Kraft, die die Spannungskonzentration beeinflusst, ist kleiner, so dass die Spannungskonzentration an den Wandkanten wirksam vermindert ist.

Bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung erstreckt sich ein erster Kraftstoffkanal 50j zum Verbinden eines Einlasses mit einer Einspritzkammer 53 von dem Einlass zu einem Krümmungsabschnitt 50c schräg zu einer Achse eines Ventilgehäuses 12 und erstreckt sich weiter von dem Krümmungsabschnitt in Richtung auf die Einspritzkammer. Ein zweiter Kraftstoffkanal 51 zweigt von dem ersten Kanal ab bei einem abzweigenden Abschnitt 50a zum Verbinden des Einlasses mit einer Steuerkammer 16c. Jeder Winkel B, C der Wandkanten, die gebildet werden durch Wandflächen des ersten Fluidkanals bei dem Krümmungsabschnitt, und jeder Winkel A, D von Wandkanten, die gebildet werden durch Wandflächen des ersten und zweiten Fluidkanals bei dem abzweigenden Abschnitt, beträgt 90° oder mehr und ein geradliniger Abschnitt 50b liegt zwischen dem abzweigenden Abschnitt und dem Krümmungsabschnitt.

Claims (6)

1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem Ventilelement (20) zum Öffnen und Schließen eines Einspritzkanals (12e), der mit Einspritzöffnungen (12b) verbunden ist, einem Ventilgehäuse (11 und 12), das das Ventilelement gleitfähig und hin- und hergehend hält, einer Steuerkammer (16c), die einen Kraftstoffdruck auf das Ventilelement ausübt, der in eine Schließrichtung der Einspritzöffnungen wirkt, einem Steuerelement (2) zum Steuern des Kraftstoffdrucks der Steuerkammer, einer Einspritzkammer (53), die einen Kraftstoffdruck auf das Ventilelement ausübt, der in eine Öffnungsrichtung der Einspritzöffnungen wirkt, einem ersten Kraftstoffkanal (50j, 50, 55, 57) zum Verbinden eines Einlasses mit der Einspritzkammer, der sich schräg erstreckt von dem Einlass zu einem Krümmungsabschnitt (50c, 55c, 57e) zu einer Achse des Ventilgehäuses und sich weiter erstreckt von dem Krümmungsabschnitt in Richtung zu der Einspritzkammer, und einem zweiten Kraftstoffkanal (51, 54, 56), der von dem ersten Kanal abzweigt bei einem abzweigenden Abschnitt (50a, 55a, 57a) zum Verbinden des Einlasses mit der Steuerkammer, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Winkel der Wandkanten, die gebildet sind durch Wandflächen des ersten Fluidkanals bei dem Krümmungsabschnitt und jeder Winkel der Wandkanten, die gebildet sind durch Wandflächen des ersten und zweiten Fluidkanals bei dem abzweigenden Abschnitt, 90 Grad oder mehr beträgt und der abzweigende Abschnitt sich entfernt von dem Krümmungsabschnitt befindet.

2. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Krümmungsabschnitt an einer Seite der Einspritzkammer bezüglich dem abzweigenden Abschnitt positioniert ist.

3. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Fluidkanal eine Drossel (57c) bei einem Krümmungsabschnitt und/oder der zweite Fluidkanal eine Drossel (57f) bei dem abzweigenden Abschnitt hat.

4. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Oberseite der Wandkanten des ersten und zweiten Fluidkanals abgeschrägt ist, um neue Wandkanten an entgegengesetzten Seiten davon zu bilden durch eine Elektrolysebearbeitung.

5. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine beliebige der Wandkanten, die durch die Wandflächen des ersten und zweiten Fluidkanals gebildet werden, durch Elektrolysebearbeitung abgerundet ist.

6. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine beliebige der Wandkanten, die durch Wandflächen des ersten und zweiten Fluidkanals gebildet werden, durch eine Fluidpoliturbearbeitung abgerundet ist.