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Hintergrund der Erfindung
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Technisches Gebiet
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Diese Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil und insbesondere auf ein Kraftstoffeinspritzventil, das zum Zuführen von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor verwendet wird.
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Hintergrund
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In einem Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug und dergleichen wird ein Kraftstoffeinspritzventil verwendet, um die Zuführrate des Kraftstoffs zu steuern. In den letzten Jahren wurden Abgasvorschriften für den Verbrennungsmotor verstärkt, und die Zerstäubung des Kraftstoffstrahls, der von einem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, wurde gefordert. Bei den in den Patentdokumenten 1 und 2 gezeigten bekannten Techniken wird die Ausbildung einer zirkulierenden Strömung in einem Kraftstoffeinspritzventil untersucht, um die Zerstäubung von Kraftstoff zu erreichen.
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Das Kraftstoffeinspritzventil gemäß dem Patentdokument 1 ist mit einem Ventilgehäuse ausgestattet, das symmetrisch in Bezug auf eine Längsachsenlinie ausgebildet ist. Innerhalb des Ventilgehäuses ist eine Ventilschließkomponente angeordnet, die eine zusammenwirkende Bewegung mit einer Ventilsitzfläche ausführt. Eine zentrale Öffnung ist stromabwärts der Ventilsitzfläche angeordnet, und mindestens zwei Tangentialrichtungskanäle erstrecken sich von der zentralen Öffnung zu einer radialen Richtung. Jeder der Tangentialrichtungskanäle weist eine Öffnung auf, die zu einem jeweiligen Wirbelraum entlang einer tangentialen Richtung geöffnet ist. Die konstanten Strömungsöffnungen für den Kraftstoff führen jeweils von der Mitte eines Wirbelraums nach außen.
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Im Hinblick auf den Kraftstoff, der in der Strömung gerade gerichtet wird und durch einen Führungskanal beschleunigt wird, strömt die Flüssigkeit in den Wirbelraum. Der Kraftstoff wird in dem Wirbelraum zu einer zirkulierenden Strömung geformt und danach von dem Ausgang einer Einspritzlochplatte eingespritzt, während er innerhalb eines Einspritzlochs zirkuliert. Gesprühte Materialien liegen in Form von Injektionsnebel mit einer hohlen konischen Form vor und die Zerstäubung des Kraftstoffs wird angeblich gefördert. Bei einem solchen Aufbau strömt Kraftstoff nur aus einer einzigen Richtung in den Wirbelraum, und dann wird der Wirbelstrom ungleichmäßig. Kraftstoffflüssigkeitsfilme, die an der Innenwand des Einspritzlochs ausgebildet sind, erzeugen eine Abweichung der Filmdicke, und dann ist der Zerstäubungsgrad nach der Einspritzung von einem ausreichend hohen Niveau entfernt.
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In dem Kraftstoffeinspritzventil gemäß dem Patentdokument 2 ist ein einzelnes Einspritzloch vorgesehen, das so angeordnet ist, dass es einen Abstand einer radialen Richtung in Bezug auf eine Ventilöffnung beibehält. Das Kraftstoffeinspritzventil ist derart ausgestaltet, dass zwei bogenförmige Wirbelströmungserzeugungskanäle, die achsensymmetrisch zueinander angeordnet sind, mit dem einzigen Einspritzloch zu einem Wirbelströmungsbildungsraum geführt werden. In einem solchen Aufbau gibt es zwei Kanäle, die zu einem Wirbelraum geführt werden. Dementsprechend wird die Zirkulationsströmung in der Homogenität besser und die Zerstäubung des Kraftstoffs wird verbessert. Es ist richtig, dass die Bildung von Mehrfachinjektionslöchern wünschenswert ist, um eine weitere Zerstäubung des Kraftstoffs zu erreichen, aber die zwei Kanäle sind in der Layout-Gestaltungsfreiheit eingeschränkt und erschweren die Bildung von Mehrfachinjektionslöchern.
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ZITIERLISTE
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PATENTLITERATUR
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Darstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Ein System, das zwei gegenüberliegende Strömungskanäle zu einem Wirbelraum verwendet, kann zuverlässig eine gute Homogenität in der Wirbelströmung erreichen. In dem System gibt es jedoch zwei Durchgänge, die zu der niedrigen Layout-Gestaltungsfreiheit führen, und dann ist die Zerstäubung durch die Bildung von Mehrfachinjektionslöchern schwierig zu erreichen. Daher ist eine Struktur erwünscht, der die hohe Layout-Gestaltungsfreiheit erreichen kann und ferner eine homogene Wirbelströmung erzeugen kann.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten Probleme zu lösen. Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine weitere Zerstäubung des Kraftstoffs unter Beibehaltung der Homogenität des Kraftstoffstroms in dem Kraftstoffeinspritzventil zu erreichen, das mit einem durch eine Solenoidvorrichtung angetriebenen Ventil und einem Ventilsitz ausgestattet ist, der stromabwärts dieses Kolbens angeordnet ist.
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Lösung des Problems
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Ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Kolben, der durch eine Solenoidvorrichtung angetrieben wird, einen Ventilsitz, der stromabwärts des Kolbens angeordnet ist und einen Öffnungsteil aufweist, und eine Einspritzlochplatte, die eine radial geformte stromaufwärtige Vertiefung aufweist, wobei die Vertiefung einen Verzweigungsteil, einen Zuleitungsteil, einen Zylinderteil und einen Wirbelteil aufweist und ein Einspritzloch aufweist, das stromabwärts des Zylinderteils geöffnet ist, wobei der Zuleitungsteil ein Ende, das mit dem Verzweigungsteil verbunden ist, und das andere Ende aufweist, das mit dem Zylinderteil und dem Wirbelteil verbunden ist, wobei der Wirbelteil an einer Abschlussfläche geschlossen ist, die zu dem Zylinderteil nach dem Umgeben eines Teils des Zylinderteils umgrenzt ist, wobei die Abschlussfläche des Wirbelteils um einen Winkel θ zu einer Mittelachse des Zuleitungsteils geneigt ist, wobei der Winkel θ in einem Bereich von 0 Grad oder mehr bis 45 Grad oder weniger liegt und darüber hinaus das Verhältnis W2/W1, wobei W2 eine Breite des Wirbelteils bezeichnet und W1 eine Breite des Zuleitungsteil bezeichnet, teilweise in einem Bereich von 0,3 oder mehr bis 0,7 oder weniger liegt.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Das Kraftstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Zylinderteil mit einer zylinderförmigen Form und einen Wirbelteil auf, der an der äußeren Umfangsseite des Zylinderteils vorgesehen ist. Einspritzlöcher sind in der Mitte des Zylinderteils geöffnet. Ein Abschlussteil des Wirbelteils wird als eine Abschlussfläche L des äußeren Umfangsteils des Zylinderteils bezeichnet.
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Der Winkel θ, der zwischen der Abschlussfläche L und der zentralen Achse des Zuleitungsteil ausgebildet ist, fällt in die Beziehung 0 Grad <= θ <= 45 Grad. Dadurch wird der Strom A, der direkt vom Zuleitungsteil einströmt, in dem Zylinderteil mit dem Strom B entgegengesetzt sein, der über den Wirbelteil in den Zylinderteil strömt. Darüber hinaus werden beide Flüsse ungefähr gleich in der Stärke werden, indem W2 / W1 in dem Bereich von 0,3 <= W2 / W1 <= 0,7 eingestellt wird, wobei W1 eine Breite des Zuleitungsteils und W2 eine Breite des Wirbelteils bezeichnet.
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Wie oben erwähnt, wird bei dem Kraftstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden Erfindung der Wirbelstrom im Vergleich zu dem Fall, in dem ein Wirbelstrom durch Ströme aus einer einzigen Richtung gebildet wird, homogener werden. Als ein Ergebnis werden Kraftstoffflüssigkeitsfilme, die an der Innenwand eines Einspritzlochs gebildet sind, in der Dicke einheitlich, und dann wird das Niveau der Zerstäubung in einem guten Zustand sein. Ferner kann das Kraftstoffeinspritzventil einen ähnlichen Zerstäubungseffekt erzielen und ist darüber hinaus kompakt in der Ausgestaltung, verglichen mit dem Fall, in dem zwei unabhängige und gegenüberliegende Kanäle an einem Wirbelraum vorgesehen sind. Dadurch kann die Bildung von Mehrfacheinspritzlöchern leicht erreicht werden, und dann ist das Einspritzströmungsvolumen pro Einspritzloch in dem Kraftstoffeinspritzventil reduziert. Kraftstoff-Flüssigkeitsfilme, die nach dem Einspritzen gebildet werden, sind in dem Zustand feinerer Dicken, und dadurch kann die weitere Zerstäubung des Kraftstoffs erreicht werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Schnittansicht zur Darstellung der gesamten Ausgestaltung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß den Ausführungsformen.
- 2A ist eine Schnittansicht zur Darstellung eines Spitzenteils des Kraftstoffeinspritzventils und 2B ist eine Draufsicht zur Darstellung einer Einspritzlochplatte des Kraftstoffeinspritzventils.
- 3 ist eine Draufsicht zur Darstellung einer Vertiefung, die in der Einspritzlochplatte ausgebildet ist.
- 4 ist eine vergrößerte Ansicht, um einen Zuleitungsteil und einen Zylinderteil und einen Wirbelteil zu zeigen, die in der Einspritzlochplatte ausgebildet sind.
- 5 ist eine Ansicht, um eine Beziehung zwischen dem Winkel θ, W1 und W2 zu zeigen, wobei W1 eine Breite des Zuleitungsteils und W2 eine Breite des Wirbelteils ist.
- 6 ist eine Ansicht, um zwei Kraftstoffströme zu zeigen, die in dem Zylinderteil und dem Wirbelteil erzeugt werden.
- 7 ist eine Ansicht zur Darstellung der Korrelation zwischen dem Zerstäubungsniveau und dem Winkel θ, wobei der Winkel zwischen einer Abschlussfläche L und einer zentralen Achse des Zuleitungsteils ausgebildet ist.
- 8 ist eine Ansicht zum Zeigen der Korrelation zwischen dem Zerstäubungsgrad und dem Verhältnis von W1 zu W2, wobei W1 eine Breite des Zuleitungsteils und W2 eine Breite des Wirbelteils ist.
- 9 ist eine Ansicht zum Erläutern der Beziehung zwischen W1 und D1, wobei W1 eine Breite des Zuleitungsteils bezeichnet und D1 einen Durchmesser des Zylinderteils bezeichnet.
- 10 ist eine Ansicht zum Zeigen von zwei Kraftstoffströmen in dem Kraftstoffeinspritzventil gemäß Ausführungsform 2.
- 11A ist eine Draufsicht zum Veranschaulichen einer Vertiefung gemäß der Ausführungsform 3.
- 11B ist eine Schnittansicht zum Veranschaulichen einer Vertiefung gemäß Ausführungsform 3.
- 12 ist eine Ansicht zum Zeigen von zwei Kraftstoffströmen in dem Kraftstoffeinspritzventil gemäß Ausführungsform 3.
- 13 ist eine Draufsicht zum Zeigen einer Vertiefung, die in der Einspritzlochplatte gemäß Ausführungsform 4 ausgebildet ist.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Nachstehend wird ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Im Übrigen sind die gleichen Bezugszeichen denjenigen gegeben, die den konstituierenden Teilen in den jeweiligen Zeichnungen identisch oder ähnlich sind, und die Größe und/oder die Skalierungsgröße der entsprechenden konstitutionellen Teile sind jeweils unabhängig. Wenn zum Beispiel die identischen konstitutionellen Abschnitte, die nicht geändert sind, gezeigt sind, können sich die Größe und/oder die Maßstabsgröße der identischen konstitutionellen Abschnitte in den Schnittansichten unterscheiden, in denen ein Teil der Ausgestaltung geändert wird. Obwohl die Ausgestaltungen des Kraftstoffeinspritzventils ferner tatsächlich mit einer Vielzahl von Teilen versehen sind, werden zur Vereinfachung der Erläuterung nur Teile beschrieben, die zur Erläuterung notwendig sind, und andere Teile werden weggelassen.
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Ausführungsform 1
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1 zeigt einen Querschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In dem Kraftstoffeinspritzventil 100 wird Kraftstoff, der von einer Kraftstoffzufuhröffnung eingeleitet wird, in Form von Sprühnebel zerstäubt und aus einer Kraftstoffeinspritzöffnung ausgestoßen. Das Kraftstoffeinspritzventil 100 besteht aus einer Ansteuerschaltung 1, einer Solenoidvorrichtung 4, einem Gehäuse 5, einem Kern 6, einer Armatur 8, einem Kolben 9, einem Ventilhauptkörper 11, einem Ventilsitz 12, einer Einspritzlochplatte 13 und anderen. Stellsignale und Stoppsignale werden von der Steuervorrichtung eines Motors an die Ansteuerschaltung 1 des Kraftstoffeinspritzventils 100 gesendet. Entsprechend diesen Signalen liefert die Ansteuerschaltung 1 Ansteuerstrom an die Solenoidvorrichtung 4 und treibt den Kolben 9 an. Der Ansteuerstrom erzeugt Magnetflüsse in einem Magnetkreis, der aus der Armatur 8, dem Kern 6, dem Gehäuse 5 und dem Ventilhauptkörper 11 besteht. Der Ventilsitz 12 ist stromabwärts des Kolbens 9 angeordnet.
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Das Gehäuse 5 entspricht einem Jochabschnitt eines Magnetkreises. Der Kern 6 entspricht einem festen Eisenkernabschnitt des Magnetkreises. Die Armatur 8 entspricht einem beweglichen Eisenkernabschnitt des Magnetkreises. Die Solenoidvorrichtung 4 ist mit einer Spule 7 und einer Druckfeder 16 ausgestattet. Der Kolben 9 besteht aus einem Ventilkörper 10 und einer Kugel 15. Der Ventilhauptkörper 11 wurde in den Teil des Außendurchmessers des Kerns 6 pressgepasst dann dort verschweißt. Die Armatur 8 wurde in den Ventilkörper 10 pressgepasst und dann dort verschweißt. Die Einspritzlochplatte 13 ist mit dem Ventilsitz 12 kombiniert. In der Einspritzlochplatte 13 ist eine Vielzahl von Einspritzlöchern 14 angeordnet, die in einer Dickenrichtung eindringen. Der Kolben 9 weist eine Kugel 15 auf, die aus einer Vielzahl von abgeschrägten Teilen ausgebildet ist.
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2A ist eine Darstellung, die eine Kraftstoffeinspritzöffnung (Spitzenteil des Ventilkörpers) des Kraftstoffeinspritzventils 100 vergrößert. In der gleichen Darstellung sind eine Kugel 15, ein Ventilsitz 12 und eine Einspritzlochplatte 13 dargestellt. Der Ventilsitz 12 und die Einspritzlochplatte 13 sind mit einer Schweißraupe 13b kombiniert. Der Ventilsitz 12 weist einen Ventilsitzöffnungsteil 12b auf, der in dem zentralen Teil angeordnet ist. Wenn das Kraftstoffeinspritzventil 100 in einem geschlossenen Zustand ist, drückt die Kugel 15 des Kolbens 9 mit Drücken gegen den Ventilsitzflächenteil 12a. In der Einspritzlochplatte 13 ist eine Vielzahl von Einspritzlöchern 14 angeordnet, die in einer Dickenrichtung eindringen. Ein Teil der Einspritzlochplatte 13 ist eingedrückt, um einen Vertiefung 13a stromaufwärts der Platte zu bilden. 2B ist eine Draufsicht zum Veranschaulichen der Ausgestaltung der Vertiefung 13a, die in der Einspritzlochplatte 13 ausgebildet ist. Die Einspritzlochplatte 13 enthält einen radiale Vertiefung 13a, die stromaufwärts ausgebildet ist. Eine Vielzahl von Einspritzlöchern 14 ist mit der Vertiefung 13a verbunden. Kraftstoff wird in die Vertiefung 13a eingeleitet und dann in Form von Sprühnebel aus einer Vielzahl von Einspritzlöchern 14 eingespritzt, nachdem er durch den Ventilsitzöffnungsteil 12b hindurchgegangen ist.
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Als nächstes wird die Bewegung des Kraftstoffeinspritzventils 100 erläutert. Wenn ein Betätigungssignal von einer Steuervorrichtung des Motors an die Ansteuerschaltung 1 des Kraftstoffeinspritzventils 100 gesendet wird, wird elektrischer Strom an die Spule 7 der Solenoidvorrichtung 4 angelegt, und ein Magnetfluss wird in einem Magnetkreis erzeugt, welcher aus der Armatur 8, dem Kern 6, dem Gehäuse 5 und dem Ventilhauptkörper 11 besteht. Die Armatur 8 wird zu einer Kernseite hin angezogen, und der Ventilkörper 10, der eine feste Konstruktion mit der Armatur 8 aufweist, wird von dem Ventilsitzflächenteil 12a getrennt, um einen Spalt zu bilden. Kraftstoff wird von mehreren Einspritzlöchern 14 zu einem Motorluftansaugkanal eingespritzt, nachdem er von dem abgeschrägten Teil 15a der Kugel 15, die mit dem Spitzenteil des Ventilkörpers 10 verschweißt ist, durch den Spalt zwischen dem Ventilsitzflächenteil 12a und dem Ventilkörper 10 vordringt.
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Im nächsten Schritt, wenn ein Stoppsignal des Betriebs von der Steuervorrichtung des Motors an die Antriebsschaltung 1 des Kraftstoffeinspritzventils 100 gesendet wird, wird der Antriebsstrom, der an die Spule 7 der Solenoidvorrichtung 4 angelegt wird, ausgeschaltet sein. Der magnetische Fluss in dem Magnetkreis wird aufgrund der Verringerung des Spulenstroms abnehmen. Mit Hilfe einer Druckfeder 16, die den Ventilkörper 10 in eine Ventilschließrichtung drückt, wird der Spalt zwischen der Kugel 15 und dem Ventilkörper 10 und dem Ventilsitzflächenteil 12a in einem geschlossenen Zustand sein, und dann wird die Kraftstoffeinspritzung zu einem Ende kommen. Die Armatur 8 und der Ventilkörper 10 führen Gleitbewegungen an dem Führungsteil 11a des Ventilhauptkörpers 11 aus, und die obere Seitenfläche 8a der Armatur 8 berührt in einem offenen Ventilzustand die untere Seitenfläche des Kerns 6.
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Die detaillierte Ausgestaltung der Vertiefung 13a, die stromaufwärts der Einspritzlochplatte 13 ausgebildet ist, wird unter Bezugnahme auf 3 erläutert. Die Vertiefung 13a besteht aus einem Verzweigungsteil 2, einem Zuleitungsteil 18 und einem Kraftstoffraum 17. Der Kraftstoffraum 17 sitzt in der Umgebung des Einspritzlochs 14. Der Zuleitungsteil 18 führt Kraftstoff von dem Ventilsitzöffnungsteil 12b in den Kraftstoffraum 17 ein. Von dem Verzweigungsteil 2 werden mehrere Zuleitungsteile 18 abgezweigt. Das Einspritzloch 14 ist in dem Kraftstoffraum 17 ausgebildet. Kraftstoff gelangt über den Verzweigungsteil 2 von dem Ventilsitzöffnungsteil 12b, der in dem Ventilsitzflächenteil 12a ausgebildet ist, in den Zuleitungsteil 18. Die zentrale Achse des Zuleitungsteils 18 erstreckt sich strahlend von der Mitte eines Ventilsitzes. Der Verzweigungsteil 2 ist in dem Ventilsitzöffnungsteil 12b enthalten.
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4 zeigt im Detail eine Ausgestaltung des Kraftstoffraums 17. Der Kraftstoffraum 17 besteht aus einem Zylinderteil 19, der eine Zylinderform aufweist, und einem Wirbelteil 20, der ungefähr die Hälfte des äußeren Umfangs des Zylinderteils 19 umgibt. Das Einführloch 14 ist in der Mitte des Zylinderteils 19 geöffnet. Der Zuleitungsteil 18 führt zu sowohl dem Zylinderteil 19 als auch dem Wirbelteil 20. Eine Abschlussfläche L des Wirbelteils 20 ist um den Außenumfang des Zylinderteils 19 herum begrenzt und dient als ein Abschlussteil des Wirbelteils 20. Der Zuleitungsteil 18 hat eine zentrale Achse 3. Der Zuleitungsteil 18 enthält ein Ende, das mit dem Verzweigungsteil 2 verbunden ist, und das andere Ende, das mit dem Zylinderteil 19 und dem Wirbelteil 20 verbunden ist. Daher weist die Einspritzlochplatte 13 eine radiale Vertiefung 13a auf, die den Verzweigungsteil 2, den Zuleitungsteil 18, den Zylinderteil 19 und den Wirbelteil 20 aufweist und stromaufwärts davon ausgebildet ist. Ein Einspritzloch 14 ist an der stromabwärtigen Seite des Zylinderteils 19 geöffnet. Der Wirbelteil 20 umgibt den Zylinderteil 19 teilweise und ist dann an einer Abschlussfläche geschlossen, die zu dem Zylinderteil 19 umgrenzt ist.
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Als nächstes werden der Kraftstoffraum 17 und der Zuleitungsteil 18 bezüglich ihrer Größen unter Bezugnahme auf 5 erläutert. Der Zuleitungsteil 18 hat eine Breite W1. Der Wirbelteil 20 hat eine Breite W2. Der Winkel θ bezeichnet einen Winkel, der zwischen der Abschlussfläche L des Wirbelteils 20 und der Mittelachse 3 des Zuleitungsteils 18 ausgebildet ist. Der Wirbelteil 20 steht direkt mit dem Zuleitungsteil 18 in Verbindung, da der äußere Umfangsteil davon in Kontakt mit der Innenwand des Zuleitungteils 18 ist. Der Abschlussteil des Wirbelteils 20 dient als Abschlussfläche L des äußeren Umfangsteils des Zylinderteils 19. Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erfüllt das Verhältnis W2 / W1 eine Beziehung von 0,3 <= W2 / W1 <= 0,7. Der Winkel θ erfüllt eine Beziehung von 0 Grad <= θ <= 45 Grad.
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6 zeigt die Richtung der Kraftstoffströme, die in der Vertiefung 13a erzeugt werden, die in der Einspritzlochplatte 13 ausgebildet ist. Zwei typische Ströme des Kraftstoffs, der von dem Zuleitungsteil 18 in den Zylinderteil 19 und den Wirbelteil 20 strömt sind in der Zeichnung dargestellt. Der Strom 21 bezeichnet einen Strom, der von dem Zuleitungsteil 18 direkt in den Zylinderteil 19 strömt. Andererseits bezeichnet der Strom 22 einen Strom, der über den Wirbelteil 20 von dem Zuleitungsteil 18 fortschreitet.
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In dem Kraftstoffeinspritzventil 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind der Strom 21, der von dem Zuleitungsteil 18 direkt in den Zylinderteil 19 einmündet, und der Strom 22, der von dem Zuleitungsteil 18 über den Wirbelteil 20 verläuft, einander zugewandt und strömen in den Zylinderteil 19. Der Strom 21, der von dem Zuleitungsteil 18 direkt in den Zylinderteil 19 strömt, strömt in den Zylinderteil 19, während er in die Richtung eines Einspritzlochs gezogen wird. Hier ist es wichtig, dass zwei Strömungen vollständig aufeinandertreffen, um eine homogene zirkulierende Strömung zu erzeugen.
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7 ist eine Zeichnung zur Veranschaulichung einer Korrelation zwischen dem Winkel θ, der zwischen der Abschlussfläche L und der zentralen Achse 3 des Zuleitungsteils 18 ausgebildet ist, und der Zerstäubung des Kraftstoffs. Die Zeichnung zeigt Ergebnisse, die durch Messen von Durchmessern von Kraftstoffpartikeln nach der Einspritzung in Bezug auf Spezifikation A und Spezifikation B erhalten wurden. Durch Einstellen der Größe des Winkels θ, der zwischen der Abschlussfläche L und der Mittelachse des Zuleitungsteils 18 gebildet ist, und durch anschließendem Ändern eines Einströmwinkels zu dem Zylinderteil 19 für die Strömung 22, die über den Wirbelteil 20 fortschreitet, können sich zwei Strömungen vollständig treffen. Es ist richtig, dass der optimale Wert des Winkels θ, der zwischen der Abschlussfläche L und der zentralen Achse des Zuleitungsteils 18 gebildet wird, von dem Durchmesser des Zylinderteils 19, der Breite des Wirbelteils 20 W2 und der Breite des Wirbelteils 18 W1, und weiteren abhängt. Wie in der Zeichnung gezeigt, zeigten beide Spezifikationen gute Ergebnisse bei der Zerstäubung des Kraftstoffspritzens, wenn der Winkel θ in den Bereich von 0 Grad <= θ <= 45 Grad fällt.
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8 ist eine Zeichnung, die die Korrelation zwischen dem Zerstäubungsniveau und dem Verhältnis W2 / W1 zeigt, wobei W1 eine Breite des Zuleitungsteils 18 und W2 eine Breite des Wirbelteils 20 bezeichnet. Die zwei Ströme, die aufeinander treffen, sind erwünscht in gewisser Weise gleich stark sein. Die Stärke der Strömung, die über den Wirbelteil 20 verläuft, ändert sich gemäß der Gleichung W2 / W1, wobei W2 das Verhältnis der Breite des Wirbelteils 20 und W1 die Breite W1 des Zuleitungsteils 18 bezeichnet. Wie es in der Zeichnung gezeigt ist, können durch Einstellen des Verhältnisses in dem Bereich von 0,3 <= W2 / W1 <= 0,7 die beiden Ströme ein gutes Gleichgewicht in der Stärke beibehalten und die hohe Zerstäubung beim Kraftstoffspritzen erreicht werden.
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Die zwei entgegengesetzten Strömungen des Kraftstoffs, die in den Zylinderteil 19 strömten, laufen zu dem Einspritzloch 14. Durch Erzeugen dünner Flüssigkeitsfilme mit gleichförmigen Dicken entlang der Innenwand eines Einspritzlochs spritzt das Kraftstoffeinspritzventil 100 Kraftstoffpartikel ein, die gut im Grad der Zerstäubung sind und außerdem klein in der Variation der Zerstäubungsstufe sind. Wie oben erwähnt, wird durch Erzeugen einer zirkulierenden Strömung durch die Ströme aus zwei entgegengesetzten Richtungen eine Wirbelströmung erzeugt, die eine hohe Homogenität aufweist. Dementsprechend werden Flüssigkeitsfilme entlang der Innenwand des Einspritzlochs auch in der Dicke homogen. Daher ist das Niveau der Zerstäubung im Vergleich zu dem System, das eine zirkulierende Strömung durch die Ströme aus einer einzigen Richtung ausbildet, verbessert, da die Verringerung der Zerstäubung aufgrund der Variation der Dicke der Kraftstoffflüssigkeitsfilme aufgehoben werden kann.
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Während ein äquivalenter Zerstäubungseffekt erzielt werden kann, ist darüber hinaus die Ausgestaltung des Kraftstoffraums einfach ausgestaltet, und die Layout-Gestaltungsfreiheit ist verbessert, verglichen mit dem System, das zwei unabhängige und gegenüberliegende Kanäle zu einem Wirbelraum vorsieht. Diese Faktoren erleichtern die Bildung von Mehrfachinjektionslöchern. Dadurch kann eine Einspritzzuführrate, die einem Einspritzloch zugeordnet ist, in Bezug auf die Strömungsrate reduziert werden, die ein Motor benötigt. Die Dicke der Flüssigkeitsfilme, die entlang der Innenwand eines Einspritzlochs gebildet werden, wird aufgrund der Abnahme der Einspritzzuführrate pro Einspritzloch kleiner. Dementsprechend wird sich die Zerstäubung der einzuspritzenden Kraftstoffpartikel auf einem noch höheren Niveau befinden.
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Mit anderen Worten ist das Kraftstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Kraftstoffeinspritzventil, das einen Ventilkörper zum Öffnen und Schließen eines Ventilsitzes aufweist, wobei durch Betätigen des Ventilkörpers in Abhängigkeit von einem Betätigungssignal von einer Steuervorrichtung gesteuert wird, Kraftstoff aus einer Vielzahl von Einspritzlöchern eingespritzt, die in einer Einspritzlochplatte angeordnet sind, die in dem Ventilsitzöffnungsteil einer stromabwärtige Seite des Ventilsitzes nach Passieren eines Spaltes zwischen dem Ventilkörper und einem Ventilsitzflächenteil vorbereitet ist. Eine Vielzahl von Kraftstoffräumen und Teilen, die Kraftstoff von einem Ventilsitzöffnungsteil zu den Kraftstoffräumen einleiten, sind derart ausgebildet, dass die stromaufwärtsseitige Endfläche der Einspritzlochplatte niedergedrückt ist. Der Kraftstoffraum besteht aus einem zylinderförmigen Zylinderteil und einem Wirbelteil, und die Einspritzlöcher sind in der Mitte des Zylinderteils geöffnet. Der Wirbelteil umgibt ungefähr die Hälfte des äußeren Umfangs des Zylinderteils, und das Verhältnis W2 / W1 fällt in eine Beziehung von 0,3 <= W2 / W1 <= 0,7, wobei W1 eine Breite des Zuleitungsteils und W2 eine Breite des Wirbelteils bezeichnet. Darüber hinaus steht der Wirbelteil teilweise mit dem Zuleitungsteil in Verbindung, und zwar aufgrund der Tatsache, dass sein äußerer Umfang in Kontakt mit der Innenwand des Zuleitungsteils steht, und die Abschlussfläche L des äußeren Umfangsteils des Zylinderteils als ein Abschlussteil des Wirbelteils dient. Der Winkel θ, der zwischen der Abschlussfläche L und der zentralen Achse des Zuleitungsteils ausgebildet ist, hat das Merkmal, dass er in eine Beziehung von 0 Grad <= θ <= 45 Grad fällt.
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Ausführungsform 2
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9 zeigt eine Vertiefung 13a in dem Kraftstoffeinspritzventil 100 gemäß Ausführungsform 2. Der Zylinderteil 19 hat einen Durchmesser D1. Um eine homogene Zirkulationsströmung zu erzeugen, ist es erwünscht, dass der Strom 21, der direkt von dem Zuleitungsteil 18 zu dem Zylinderteil 19 strömt, und der Strom 22, der über den Wirbelteil 20 von dem Zuleitungsteil 18 fortschreitet, in den Zylinder strömt. Das heißt, es ist notwendig, den Einströmbereich zum Zylinderteil 19 jeder Strömung kleiner als einen Radius des Zylinderteils D1/2 zu machen.
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In dem Kraftstoffeinspritzventil 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 10 gezeigt, hat ein Bereich, in dem ein Strom direkt von dem Zuleitungsteil 18 in den Zylinderteil 19 strömt, eine Breite W1-W2; und ein Bereich, in dem ein Strom, der über den Wirbelteil 20 verläuft, in den Zylinderteil 19 strömt, hat eine Breite W2. Wenn jeder der Einströmbereiche kleiner als D1/2 gemacht wird, ein Radius des Zylinderteils 19, wird jeder Strom in den Zylinderteil 19, ohne mit zirkulierenden Strömungen zu kollidieren, die in dem Zylinderteil 19 ausgebildet sind, strömen.
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Durch Einstellen von W1 - W2 <= D1 / 2 und W2 <= D1 / 2, wobei D1 einen Durchmesser des Zylinderteils 19 bezeichnet, W1 eine Breite des Zuleitungsteils 18 bezeichnet, und W2 eine Breite von Verwirbelungsteil 20 bezeichnet, kann jede Strömung gleichmäßig zirkulierende Strömungen in dem Zylinderteil 19 erzeugen, ohne mit zirkulierenden Strömungen zu kollidieren, die in dem Zylinderteil ausgebildet sind. Dadurch wird der Grad der Homogenität in der zirkulierenden Strömung verbessert. Dementsprechend können Kraftstoffpartikel, die eingespritzt werden sollen, eine bessere Homogenität im Zerstäubungsgrad erreichen.
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Ausführungsform 3
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11A zeigt eine Draufsicht einer Vertiefung 13a in dem Kraftstoffeinspritzventil gemäß Ausführungsform 3. 11B zeigt eine Schnittansicht der Vertiefung 13a in dem Kraftstoffeinspritzventil gemäß Ausführungsform 3. In den Ausgestaltungen gemäß den Ausführungsformen 1 und 2 strömen Ströme, die in den Zylinderteil einströmen, direkt in das Einspritzloch 14. Dementsprechend kann Kraftstoff in einem Zustand unzureichender Verwirbelung eingespritzt werden, und die Dünnfilmbildung von Flüssigkeitsfilmen kann nicht vollständig durchgeführt werden. Daher ist in der Ausführungsform 3 der Boden des Zylinderteils 19 tiefer als die Böden des Zuleitungsteils 18 und des Wirbelteils 20 ausgebildet. Dadurch strömen der Strom 21, der direkt von dem Zuleitungsteil 18 in den Zylinderteil 19 strömt, und der Strom 22, der über den Wirbelteil 20 von dem Zuleitungsteil 18 strömt, zum Boden des Zylinderteils, nachdem sie in den Zylinderteil geströmt sind. Dementsprechend wird eine Strömung, die in die Richtung des Einspritzlochs gezogen wird, entlastet.
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12 zeigt Kraftstoffströme, die in der Vertiefung 13a gemäß der vorliegenden Ausführungsform erzeugt werden. Die Zeichnung zeigt zwei Ströme des Kraftstoffs, der von dem Zuleitungsteil 18 in den Zylinderteil 19 und den Wirbelteil 20 strömt. Wie in der Zeichnung gezeigt, strömt Kraftstoff in ein Einspritzloch, nachdem ausreichende Zirkulationsströme am Zylinderteil 19 mit Hilfe von zwei Strömen erzeugt wurden. Dementsprechend wird die Dünnfilmbildung der Kraftstoffflüssigkeitsfilme, die an der Innenwand des Einspritzlochs ausgebildet sind, weiter beschleunigt und Kraftstoffpartikel, die eingespritzt werden sollen, befinden sich in einem höheren Zerstäubungsgrad.
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Ausführungsform 4
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In den Ausführungsformen 1 bis 3 weist der Zuleitungsteil 18 eine radial gerade Linie auf, wobei der Basispunkt in der Mitte eines Ventilsitzes liegt. Selbst wenn der Zuleitungsteil 18 in eine gekrümmte Form innerhalb des Bereichs geändert wird, der nicht vom Schutzumfang der Erfindung abweicht, kann derselbe Effekt erzielt werden. Um beispielsweise ein Zuleitungsteil zum Zweck der Begradigung der Strömung teilweise zu verlängern, wird ein Zuleitungsteil teilweise in Form einer ablenkenden Form ebenfalls den gleichen Effekt erzeugen. Um genauer zu sein, weist der Zuleitungsteil 18 einen Refraktionsteil 18a auf, wie in 13 gezeigt.
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Es ist anzumerken, dass jede Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Geist und Umfang der Erfindung frei kombiniert oder in geeigneter Weise modifiziert oder weggelassen werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ansteuerschaltung
- 2
- Verzweigungsteil
- 3
- zentrale Achse
- 4
- Solenoidvorrichtung
- 5
- Gehäuse
- 6
- Kern
- 7
- Spule
- 8
- Armatur
- 9
- Kolben
- 10
- Ventilkörper
- 11
- Ventilhauptkörper
- 12
- Ventilsitz
- 12a
- Ventilsitzflächenteil
- 13
- Einspritzlochplatte
- 14
- Injektionsloch
- 15
- Kugel
- 16
- Druckfeder
- 17
- Kraftstoffraum
- 18
- Zuleitungsteil
- 19
- Zylinderteil
- 20
- Wirbelteil
- 21
- Strom
- 22
- Strom
- 100
- Kraftstoffeinspritzventil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 1271656 A [0005]
- WO 2013023838 A [0005]
