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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Ventil
für eine
Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung,
das, wenn Kraftstoff unter hohem Druck von einer Kraftstoffpumpe
zugeführt wird,
fähig ist,
die Strömungsrate
des Kraftstoffs unter hohem Druck zu kontrollieren.
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6 ist ein Schaltdiagramm
eines Kraftstoffzuführsystems
in einem Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs, das ein herkömmliches
elektromagnetisches Ventil für
eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung
umfasst. In 6 wird Kraftstoff 2,
der in einem Kraftstoffbehälter 1 aufbewahrt
wird, aus dem Kraftstoffbehälter 1 durch
eine Niederdruckpumpe 3 entnommen und gelangt durch einen
Filter 4; nachdem der Druck des Kraftstoffs 2 durch
einen Niederdruckregulator 5 justiert ist, wird der Kraftstoff 2 an eine
Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung 6 zugeführt, die
eine Hochdruckpumpe 16 enthält. Der Kraftstoff 2 wird
einer Abgabeleitung 9 zugeführt, die in einer Verbrennungsmaschine
vorgesehen ist (nicht gezeigt), wobei lediglich die Strömungsrate
des Kraftstoffs 2, der zur Kraftstoffeinspritzung nötig ist,
in Hochdruckkraftstoff durch die Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung 6 eingestellt
wird. Die überschüssige Menge
des Kraftstoffs 2 wird über
ein elektromagnetisches Ventil 17 wieder zwischen einen Niederdruckdämpfer 12 und
ein Ansaugventil 13 zurückgeführt.
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Ferner
wird die nötige
Kraftstoffrate durch eine Steuereinheit (nicht gezeigt) bestimmt
und das elektromagnetische Ventil 17 wird ebenfalls durch
die Steuereinheit gesteuert. Der so zugeführte Hochdruckkraftstoff wird
in Form von Hochdrucknebel aus den Kraftstoffeinspritzventilen 12 in
die Zylinder der Verbrennungsmaschine gespritzt, die mit der Abgabeleitung 9 verbunden
sind. Wenn sich der Druck im Inneren der Abgabeleitung 9 zu
einem abnormalen Druck entwickelt, wird ein Hochdruckentlastungsventil 8 über einen
Filter 7 geöffnet,
so dass die Abgabeleitung 9 vor Beschädigung geschützt wird.
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Die
Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung 6, die
eine Hochdruckpumpe 16 enthält, umfasst einen Filter 11 zum
Filtern des zugeführten
Kraftstoffs, einen Niederdruckdämpfer 12 zum
Absorbieren von impulsartigen Schwankungen des Niederdruckkraftstoffs
und eine Hochdruckpumpe 16, die den durch das Ansaugventil 13 zugeführten Kraftstoff
unter Druck setzt, um somit den Hochdruckkraftstoff über ein
Abgabeventil 14 abzugeben.
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7 ist ein Längsschnitt
einer herkömmlichen
Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung.
In 7 umfasst die Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung 6 ein
Gehäuse 61,
eine Hochdruckpumpe 16, die aus einer Kolbenpumpe besteht,
die innerhalb des Gehäuses 61 angeordnet
ist, ein elektromagnetisches Ventil 17 und einen Niederdruckdämpfer 12, wobei
diese Komponenten als integrierte Einheit gebildet sind.
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Bei
der Hochdruckpumpe 16 sind ein Rohrstück 160 und eine Kraftstoffdruckkammer 163 gebildet,
die einen Kolben 161 umfasst, der in die Hochdruckpumpe 16 eingeführt ist,
so dass er innerhalb des Rohrstücks 160 gleiten
kann. Das andere Ende des Kolbens 61 steht mit einem Stößel 164 in
Verbindung und der Stößel 164 steht
mit einem Nocken 100 in Verbindung, um die Hochdruckpumpe 16 zu
betreiben. Der Nocken ist integral oder koaxial mit der Nockenwelle 101 des
Motors gebildet und kann in Verbindung mit der Rotation der Kurbelwelle
betrieben werden, so dass entlang des Profils des Nockens 100 der
Kolben 161 eine Hin- und Herbewegung ausführt. Die
Kapazität
der Kraftstoffdruckkammer 163 variiert entsprechend der
Hin- und Herbewegung
des Kolbens 161, und somit kann Kraftstoff, der in Hochdruckkraftstoff
unter Druck gesetzt wird, aus dem Abgabeventil 14 ausgegeben
werden.
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Die
Hochdruckpumpe 16 ist auf die folgende Weise strukturiert:
eine erste Platte 162, das Ansaugventil 13, eine
zweite Platte 166 und der Flanschbereich des Rohrstücks 160 werden
durch und zwischen dem Gehäuse 61 und
der Endfläche
einer Federführung 165 gehalten
und durch einen Bolzen 180 befestigt. Die erste Platte 162 umfasst
eine Kraftstoffansaugöffnung 162a zum
Ansaugen des Kraftstoffs aus dem Niederdruckdämpfer 12 in die Kraftstoffdruckkammer 163 und
eine Kraftstoffabgabeöffnung 162b zum
Abgeben des Kraftstoffs aus der Kraftstoffdruckkammer 163.
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Das
Ansaugventil 13, das die Gestalt einer dünnen Platte
aufweist, wird durch und zwischen der ersten und zweiten Platte 162 und 166 gehalten,
wobei ein Ventilkörper
des Ansaugventils 13 in der Kraftstoffansaugöffnung 162a angebracht
ist. Das Abgabeventil 14 ist auf dem oberen Bereich der
Kraftstoffabgabeöffnung 162b angebracht
und kann über
einen Hochdruckkraftstoffabgabedurchlass 62, der innerhalb
des Gehäuses 61 gebildet
ist, mit der Abgabeleitung 9 in Verbindung stehen. Für das Ansaugen des
Kraftstoffs ist auch eine Feder 167 zwischengeschaltet,
um den Kolben 161 in einer Richtung nach unten zu drücken, so
dass die Kraftstoffdruckkammer 163 vergrößert wird,
so dass die Feder 167 zwischen der Federführung 165 und
einem Federhalter 168 komprimiert wird.
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8A zeigt einen Längsschnitt
des herkömmlichen
elektromagnetischen Ventils für
eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung
und 8B zeigt Längsschnitte,
jeweils entlang der Linien A-A, B-B und C-C aus der 8A. Ferner zeigt 9 vergrößerte Längsschnitte des Kontaktbereichs
zwischen einem Ventilelement und einem Ventilsitz. In 8A und 8B umfasst das elektromagnetische Ventil 17 einen
Hauptkörper 170 des
elektromagnetischen Ventils, der in das Gehäuse 61 der Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung 6 eingebaut
ist und einen Kraftstoffdurchlass 172 umfasst, einen Ventilsitz 173, der
innerhalb des Kraftstoffdurchlasses 172 des Hauptkörpers 170 des
elektromagnetischen Ventils angebracht ist, ein hohles zylinderförmiges Ventilelement 174,
das innerhalb des Hauptkörpers 170 des elektromagnetischen
Ventils von dem Ventilsitz 173 lösbar und mit diesem in Kontakt
bringbar ist, um dadurch den Kraftstoffdurchlass 172 zu öffnen und
zu schließen,
und eine Kompressionsfeder 175 um das Ventilelement 174 gegen
den Ventilsitz 173 zu drücken. Der Anschluss 176 einer
Magnetspule 171 wird zu einem Stecker 178 geführt und
ist mit einem externen Stromkreis (nicht gezeigt) verbunden.
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Beim
Ausgabehub der Hochdruckpumpe 16 wird zu einem Zeitpunkt,
zu dem die Strömungsrate, die
durch die Steuereinheit (nicht gezeigt) vorgegeben wird, ausgegeben
wurde, die Magnetspule 171, die um den Umfang eines Kerns 177 gewickelt
ist und fest mit dem Hauptkörper 170 des elektromagnetischen
Ventils 17 verbunden ist, angeregt und aufgrund der angeregten
elektromagnetischen Kraft wird das Ventilelement 174 gegen
die Betätigungskraft
der Kompressionsfeder 175 von dem Ventilsitz 173 gelöst und dadurch
das Ventil geöffnet.
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Der
Kraftstoff bewegt sich, wie es durch Pfeile in 9 dargestellt ist, von dem Kraftstoffdurchlass 172 durch
einen Zwischenraum zwischen dem Ventilsitz 173 und dem
Ventilelement 174 und strömt in einen Durchlass 174a,
der ein hohler Bereich des Ventilelements 174 ist. Der
Kraftstoff, der in den Durchlass 174a geströmt ist,
bewegt sich durch ausgeschnittene Durchlässe 174b, die jeweils
im äußeren Randbereich
des Ventilelements 174 geformt sind, ebenso wie durch einen
Durchlass in Durchmesserrichtung 181a, der in einem Anschlag 181 geformt
ist, und wird dann zur Niederdruckseite abgegeben.
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Durch
Entspannen des Kraftstoffs 2 innerhalb der Kraftstoffdruckkammer 163 zur
Niederdruckseite zwischen dem Niederdruckdämpfer 12 und dem Ansaugventil 13,
wie es oben beschrieben ist, wird der Druck im Inneren der Kraftstoffdruckkammer 163 derart
verringert, dass das Abgabeventil 14 geschlossen wird.
Danach bleibt das Ventilelement 174 des elektromagnetischen
Ventils 17 offen, bis die Hochdruckpumpe 16 mit
dem Ansaughub beginnt. Durch Steuern der Ventilöffnungstaktgebung des elektromagnetischen
Ventils 17 kann die Kraftstoffmenge, die durch die Abgabeleitung 9 abzugeben
ist, justiert werden.
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Da
der Ventilsitz 173 und das Ventilelement 174 einander
in einem flachen Zustand kontaktieren, ändert sich bei der herkömmlichen
Kraftstoffzuführvorrichtung
jedoch, wie es in 9 gezeigt
ist, wenn das Ventilelement 174 offen ist, die Strömung des Kraftstoffs
am Rand des Ventilelements 174 von einer plötzlichen
Verringerung zu einer plötzlichen
Vergrößerung,
wobei sich die Kraftstoffströmung
von der Wandfläche
des Ventilelements 174 auf der stromabwärtigen Seite löst, so dass
eine Wirbelströmung
erzeugt wird und somit der Durchlass verringert wird, was zu einem
großen
Kraftstoffdruckverlust führt.
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Wenn
der Ventilsitz 173 und das Ventilelement 174 miteinander
in ihren jeweiligen kegelförmigen
Bereichen in Verbindung stehen, wie es in 10 gezeigt ist, wird, da der Sitzbereich
des Ventilelements 174 kegelförmig gestaltet ist, das Ventilelement 174 ferner
richtig zentriert, so dass man dadurch einen schlechten Einfluss
kontrollieren kann, d.h. den Kraftstoffleckstrom des Ventils, der
andernfalls durch Arbeitsvariationen im Ventilelement 174 hervorgerufen
werden könnte.
Wenn jedoch das Ventilelement 174 geöffnet wird, ändert sich
die Kraftstoffströmung
in der Umgebung des Ventilelements 174 plötzlich von
einer plötzlichen
Reduktion auf eine plötzliche
Expansion, die Kraftstoffströmung
löst sich von
der Wandfläche
des Ventilelements 174 auf der stromabwärtigen Seite, so dass dadurch
eine Wirbelströmung
hervorgerufen wird und somit der Durchlass verringert wird. Daher
wird, wenn auch nicht im Ausmaß wie
in 9 gezeigten Fall,
ein großer
Kraftstoffdruckverlust hervorgerufen.
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Aufgrund
des oben beschriebenen Kraftstoffdruckverlusts in der Nähe des Sitzbereichs
wird ferner die Kraftstoffströmung
in der Nähe
des Sitzbereichs instabil, wodurch eine Kavitätsbildung im Inneren des elektromagnetischen
Ventils 17 hervorgerufen wird, was zu erodierten elektromagnetischen Ventilen 17 führt.
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Die
nachveröffentlichte
DE 100 46 416 A1 beschreibt
eine Ventilausbildung für
Steuerventile, bei der der Sitzbereich des Ventilelements eine gekrümmte Form
mit bestimmtem Radius aufweist.
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Aus
der
DE 195 45 333
A1 sind ein Ventilschließkörper und ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Herstellung von Dichtsitzen an Ventilschließkörpern bekannt,
wobei auch hier der Sitzbereich des Ventilelements eine gekrümmte Form
aufweist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die oben beschriebenen Nachteile
zu eliminieren, die bei herkömmlichen
elektromagnetischen Ventilen für eine
Hochdruckkraftstoff-Zufuhrvorrichtung
auftreten. Entsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein elektromagnetisches
Ventil für
eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung
vorzusehen, das den Druckverlust in der Nähe des Sitzbereichs des Ventilelements
kontrollieren kann, so dass das Auftreten von Kavitätsbildung
im Inneren des elektromagnetischen Ventils verhindert und das Innere
des elektromagnetischen Ventils gegenüber Erosion geschützt werden.
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Zum
Erreichen der oben beschriebenen Aufgabe wird gemäß der Erfindung
ein elektromagnetisches Ventil für
eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgesehen. Weiterbildungen
der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Längsschnitt
einer Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung,
die ein elektromagnetisches Ventil für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung umfasst;
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2 ist
ein Längsschnitt
eines elektromagnetischen Ventils für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung;
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3 ist
ein vergrößerter Längsschnitt
der Umgebung eines Ventilsitzes, der bei der vorliegenden Ausführungsform
verwendet wird;
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4 ist
ein vergrößerter Längsschnitt
der Nähe
des Sitzbereichs eines Ventilelements, das bei einem elektromagnetischen
Ventil für
eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung
gemäß der Ausführungsform
verwendet wird;
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5 ist
eine graphische Darstellung von Druckverlustvergleichen zwischen
einem elektromagnetischen Ventil für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
der Erfindung und den vorher beschriebenen zwei elektromagnetischen
Ventilen für
eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung;
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6 ist
ein Schaltdiagramm für
ein Kraftstoffzuführsystem
in einer Verbrennungsmaschine für
ein Fahrzeug, wobei ein herkömmliches
elektromagnetisches Ventil für
eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung
vorgesehen ist;
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7 ist
ein Längsschnitt
einer herkömmlichen
Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung;
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8A und 8B sind
Längsschnitte
eines herkömmlichen
elektromagnetischen Ventils für eine
Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung;
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9 ist
ein vergrößerter Längsschnitt
einer Struktur in einer ersten Art eines Kontaktbereichs zwischen
einem Ventilelement und einem Ventilsitz, die bei dem herkömmlichen
elektromagnetischen Ventil für
eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung verwendet
wird; und
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10 ist
ein vergrößerter Längsschnitt
der Struktur eines Kontaktbereichs zwischen einem Ventilelement
und einem Ventilsitz in einem zweiten Typ, die in dem herkömmlichen
elektromagnetischen Ventil für
eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung
verwendet wird.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 ist
ein Längsschnitt
einer Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung
einschließlich
eines elektromagnetischen Ventils für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung und 2 ist ein Längsschnitt eines elektromagnetischen
Ventils für
eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung. Ferner ist 3 ein vergrößerter Längsschnitt
eines Ventilsitzes und seiner Umgebung, der in 2 gezeigt
ist. Dabei ist ein Kraftstoffzuführsystem,
das die vorliegende Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung umfasst, im Wesentlichen ähnlich dem
vorher beschriebenen herkömmlichen Kraftstoffzuführsystem,
so dass auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird. Ferner
ist auch die Struktur der Hochdruckpumpe 16 im Wesentlichen gleich
der vorher beschriebenen herkömmlichen Struktur,
so dass auch diese nicht nochmals beschrieben wird. In diesen Figuren
umfasst eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung 6 ein
Gehäuse 61, eine
Hochdruckpumpe 16, die eine Kolbenpumpe ist und innerhalb
des Gehäuses 61 angebracht
ist, ein elektromagnetisches Ventil 17 und einen Niederdruckdämpfer 12.
Diese Komponenten sind jeweils als integraler Körper geformt.
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Das
elektromagnetische Ventil 17 umfasst einen Hauptkörper 170 des
elektromagnetischen Ventils, der in das Gehäuse 61 der Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung 6 eingebaut
ist und einen Kraftstoffdurchlass 72 umfasst, einen Ventilsitz 173, der
in dem Kraftstoffdurchlass 172 des Hauptkörpers 170 des
elektromagnetischen Ventils angebracht ist, ein hohlzylindrisch
gestaltetes Ventil 174, das innerhalb des Hauptkörpers 170 des
elektromagnetischen Ventils von dem Ventilsitz 173 gelöst und damit
in Kontakt gebracht werden kann, um damit den Kraftstoffdurchlass 172 zu öffnen und
zu schließen,
und eine Kompressionsfeder 175, die das Ventil 174 gegen
den Ventilsitz 173 drückt.
Der Anschluss 176 einer Magnetspule 171 wird zu
einem Stecker 178 nach außen geführt und dann mit einem externen Schaltkreis
(nicht gezeigt) verbunden.
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Während des
Abgabehubs der Hochdruckpumpe 16 wird, wenn die Strömungsrate
des Kraftstoffs, die durch eine Steuereinheit (nicht gezeigt) vorgegeben
wird, ausgegeben wird, die Magnetspule 171, die um den
Umfang eines Kerns 177 gewickelt ist, der an dem Hauptkörper 170 des
elektromagnetischen Ventils 17 befestigt ist, angeregt
und, aufgrund der so angeregten elektromagnetischen Kraft der Magnetspule 171 wird
das Ventilelement 174 gegen die Arbeitskraft der Kompressionsfeder 175 von
dem Ventilsitz 173 gelöst
und dadurch geöffnet.
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Der
Kraftstoff bewegt sich, wie es durch Pfeile in 3 angegeben
ist, durch den Kraftstoffdurchlass 172 und einen Zwischenraum
zwischen dem Ventilsitz 173 und dem Ventilelement 174 und
strömt in
einen Durchlass 174a, der ein hohler Bereich ist, der in
dem Ventilelement 174 geformt ist. Nachdem der Kraftstoff
in den Durchlass 174a geströmt ist, bewegt sich der Kraftstoff
durch einen ausgeschnittenen Durchlass 174b, der in dem äußeren Randbereich
des Ventilelements 174 gebildet ist und dann durch einen
Durchlass 181a in Durchmesserrichtung, der in dem Anschlag 181 gebildet
ist, und wird schließlich
auf der unteren Seite (siehe 8A und 8B bei
dem vorher beschriebenen herkömmlichen
elektromagnetischen Ventil) entspannt.
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Das
elektromagnetische Ventil 17 gemäß der vorliegenden Ausführungsform
umfasst, wie es in 3 gezeigt ist, eine geneigte
Fläche 173a,
die in dem Ventilsitz 173 geformt ist und einen vorgegebenen
Winkel in bezug auf die Bewegungsrichtung (in 3 die
vertikale Richtung) des Ventilelements 174 aufweist. Das
Ventilelement 174 weist ferner einen Radius in seinem Bereich
auf, der, wenn es geschlossen ist, in Kontakt mit der geneigten
Fläche 173a des Ventilsitzes 173 sein
kann, d.h. einem Sitzbereich 174b davon. Durch die Verwendung
dieser Struktur ändert
sich, wenn das Ventilelement 174 geöffnet wird, die Kraftstoffströmung in
der Nähe
des Sitzbereiches 174b von einer leichten Reduktion in
eine leichte Expansion, so dass dadurch eine Strömung entlang der Wandfläche des
Ventilelements 174 auf der stromabwärtigen Seite erfolgt, die das
Auftreten einer Wirbelströmung
verhindert, d.h. der Kraftstoffdruckverlust kann verringert werden.
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Ferner
stabilisiert der somit verringerte Druckverlust die Kraftstoffströmung in
der Nähe
des Sitzbereichs 174b, so dass dadurch das Innere des elektromagnetischen
Ventils 17 vor Erosion geschützt werden kann, die andernfalls
durch das Auftreten von Kavitätsbildung
im Inneren des elektromagnetischen Ventils 17 hervorgerufen
werden könnte. Ferner
kann der verringerte Druckverlust in der Nähe des Sitzbereichs 174b die
Hubmenge des Ventilelements 174 in bezug auf die herkömmliche
Struktur verringern, so dass dadurch das Geräusch bei der Ventilbetätigung oder
der Stromverbrauch verringert werden können, wenn das elektromagnetische
Ventil 17 betätigt
wird. Ferner ist das Ventil 17 geschlossen, wenn die Magnetspule 171 in
nicht bestromten (einem elektrisch nicht leitenden) Zustand ist,
und daher kann die Innenstruktur des Magnets vereinfacht werden,
wodurch auch die Größe und die
Kosten des elektromagnetischen Ventils 17 verringert werden können.
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4 zeigt
nun einen vergrößerten Längsschnitt
der Umgebung des Sitzbereichs 174b des Ventils, der bei
einem elektromagnetischen Ventil für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung verwendet wird, die dessen optimale Formgebung erklärt. In 4 setzt
sich die Form des Ventilelements 174 in der Nähe seines
Sitzbereichs aus einem Seitenflächen-Einführungsbereich 174c,
der eine leicht geneigte Fläche
in bezug auf die Seitenfläche
des Ventilelements 174 bildet, einem Sitzbereich 174b in
Radiusform (R-Gestalt) und der Bodenfläche 174d des Ventilelements 174 zusammen.
Ferner drückt
ein Winkel a° einen
Sitzwinkel aus (einen Winkel, der zwischen der Achse des Ventilelements 174 und
der geneigten Fläche 173a des
Ventilsitzes 173 gebildet wird), b° einen Eingangswinkel (einen
Winkel, der zwischen den Seitenflächen-Einführungsbereich 174c des
Ventilelements 174 und der geneigten Fläche 173a des Ventilsitzes 173 gebildet
wird) und c° einen
Ausgangswinkel (einen Winkel, der zwischen einer Bodenfläche 174d des
Ventilelements 174 und der geneigten Fläche 173a des Ventilsitzes 173 gebildet
wird).
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Da
der Sitzbereich 174b des Ventilelements 174 mit
einem Radius geformt ist, besteht eine verstärkte Gefahr, dass aufgrund
von Variationen der Abmessungen, wie von R, der Sitzdurchmesser
(der Durchmesser des Sitzbereiches 174b) variiert und der
Ventilöffnungsdruck
somit instabil wird. Das heißt,
zwischen der stromaufwärtigen
Seite des Sitzbereichs 174b, auf den der Hochdruckkraftstoff
aufgebracht wird, und der stromabwärtigen Seite des Sitzbereichs 174b,
auf den Kraftstoff mit verhältnismäßig niedrigem
Druck aufgebracht wird, tritt eine Druckdifferenz auf, die einen
schlechten Einfluss auf die Ventilöffnungsleistung des Ventilelements 174 hat.
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Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform werden
hier jeweils der Sitzwinkel a° auf
100° festgelegt,
der Eingangswinkel b° auf
25° und
der Ausgangswinkel c° auf
40°. Aufgrund
dessen kann, selbst im Fall, in dem der Radius R des Sitzbereichs 174 zwischen
0,02 mm und 0,5 mm variiert, die Sitzposition des Sitzbereichs 174 konstant
gehalten werden.
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5 zeigt
nun eine graphische Darstellung eines Vergleichs von Druckverlusten
zwischen einem elektromagnetischen Ventil für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
der Erfindung und den herkömmlichen elektromagnetischen
Ventilen für
eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung.
In 5 drückt
die vertikale Achse des Diagramms eine Druckdifferenz zwischen der
stromaufwärtigen
Hochdruckseite und der stromabwärtigen
Niederdruckseite des Sitzbereichs 174b aus, d.h. einen
Kraftstoffdruckverlust (MPa), während
die horizontale Achse die Strömungsrate (Liter/Stunde)
des Kraftstoffs ausdrückt,
der durch den Sitzbereich 174b gelangt. Die durchgezogene
Linie zeigt ein elektromagnetisches Ventil gemäß der vorliegenden Ausführungsform,
die Strich-Linie zeigt das in 9 gezeigte
herkömmliche
elektromagnetische Ventil und die Punkt-Strich-Linie zeigt das in 10 gezeigte
elektromagnetische Ventil. Ferner ist bei allen elektromagnetischen
Ventilen gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
und den herkömmlichen
elektromagnetischen Ventilen der Durchmesser des Ventilelements 174 5
mm, der Durchmesser des Sitzbereichs 174b 4,9 mm und den
Hub des Ventilelements 174, wenn es geöffnet wird, 0,1 mm. Wie es in 5 gezeigt
ist, ist der Druckverlust des elektromagnetischen Ventils gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
kleiner als der jenigen der zwei herkömmlichen elektromagnetischen
Ventile und diese Tendenz ist bezeichnend, insbesondere wenn die durchgelangende
Strömungsrate
des Kraftstoffs in der Nähe
des Sitzbereichs 174b zunimmt. Dabei wird bei der oben
beschriebenen Ausführungsform
eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung
einer Art beschrieben, bei der ein Kraftstoffüberschuss innerhalb der Kraftstoffdruckkammer 163 zwischen
den Niederdruckdämpfer 12 und
das Ansaugventil 17 über
das elektromagnetische Ventil 17 freigegeben wird, d.h. der
Kraftstoff bewegt sich von dem Kraftstoffdurchlass 172 durch
den Sitzbereich in den hohlen Bereich des Ventilelements 174,
insbesondere in den Durchlass 174a. Gemäß der Erfindung wird jedoch,
selbst im Fall eines Typs, bei dem eine vorgegebene Kraftstoffmenge
der Kraftstoffdruckkammer 163 durch das elektromagnetische
Ventil 17 zugeführt
wird, d.h. wenn sich der Kraftstoff von dem hohlen Bereich des Ventilelements 174,
insbesondere dem Durchlass 174a durch den Sitzbereich zum
Kraftstoffdurchlass 172 bewegt, selbstverständlich ein ähnlicher
Effekt erzielt.