DE112021002276T5 - Vorhubeinstellungsverfahren für ein kraftstoffeinspritzventil - Google Patents

Vorhubeinstellungsverfahren für ein kraftstoffeinspritzventil Download PDF

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Ryohei Matsutake
Kenichi Gunji
Masashi SUGAYA
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Hitachi Astemo Ltd
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Abstract

Es ist ein Vorhubeinstellungsverfahren für ein Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen, wodurch Variationen eines Vorhubbetrags unabhängig vom Niveau der Bearbeitungsgenauigkeit einer Komponente verringert werden können. Das Vorhubeinstellungsverfahren stellt einen Vorhubbetrag D2 eines Kraftstoffeinspritzventils 1, das ein Zwischenraumbildungselement 50 aufweist, das einen Zwischenraum G2 bildet, der einen Vorhub zwischen einem Ventilelement 30 und Eingriffsabschnitten 33a und 423a eines beweglichen Kerns 42 definiert, durch einen zweiten Abschnitt 52a, der in einem Zustand, in dem ein erster Abschnitt 51a an einer Referenzposition 33b des Ventilelements 30 positioniert ist, an den beweglichen Kern 42 angrenzt, ein. Beim Vorhubeinstellungsverfahren wird eine Last L in der vom ersten Abschnitt 51 a zur Referenzposition 33b des Ventilelements 30 verlaufenden Richtung auf das mit dem Ventilelement 30 zusammengesetzte Zwischenraumbildungselement 50 angewendet, um das Zwischenraumbildungselement 50 plastisch zu verformen, wodurch die relative Länge zwischen dem ersten Abschnitt 51a und dem zweiten Abschnitt 52a verkürzt wird und der Vorhubbetrag D2 auf den Zielwert T2 gesetzt wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vorhubeinstellungsverfahren für ein Kraftstoffeinspritzventil, das einen Ventilöffnungs-/-schließvorgang eines Ventilelements durch Antreiben eines beweglichen Elements ausführt, und ein Vorhubeinstellungsverfahren zum Einstellen des durch einen zwischen dem Ventilelement und dem beweglichen Element gebildeten Zwischenraum definierten Vorhubbetrags.
  • Technischer Hintergrund
  • Ein in einem Verbrennungsmotor verwendetes Kraftstoffeinspritzventil weist ein Ventilelement mit einem in Kontakt mit einem Ventilsitz stehenden Ventilkörper und ein bewegliches Element, das in Ventilöffnungs-/-schließrichtung in Bezug auf das Ventilelement verschiebbar ist, auf und führt einen Ventilöffnungs-/-schließvorgang des Ventilelements durch Antreiben des beweglichen Elements aus. Bei solchen Kraftstoffeinspritzventilen ist eine Technik bekannt, bei der ein Zwischenraumbildungselement (Zwischenmaterial) so angeordnet ist, dass es an ein Ventilelement (eine Kolbenstange) und ein bewegliches Element (einen Anker) anliegen kann, um in einem Ventil-geschlossen-Zustand einen einen Vorhub definierenden Zwischenraum zwischen dem Ventilelement und dem beweglichen Element zu bilden, und das bewegliche Element um die Größe des Zwischenraums eintritt (verschoben wird), ohne das Ventilelement zu begleiten, und dann in Eingriff mit einem Eingriffsabschnitt des Ventilelements (nach dem Vorhub) gelangt, um das Ventilelement in eine Ventilöffnungsrichtung zu bewegen (siehe beispielsweise PTL 1). Die Technik zielt darauf ab, das Ansprechverhalten des Ventilöffnungsvorgangs durch die Verwendung der durch die Annäherung gespeicherten kinetischen Energie des beweglichen Elements für den Ventilöffnungsvorgang des Ventilelements zu verbessern.
  • Das in PTL 1 beschriebene Kraftstoffeinspritzventil weist zusätzlich zum Ventilelement und zum Anker einen festen Kern, der eine magnetische Anziehungskraft auf den Anker ausübt, um den Anker in Ventilöffnungsrichtung anzuziehen, eine erste Feder, die das Ventilelement in Ventilschließrichtung vorspannt, und eine zweite Feder, die den Anker von der entgegengesetzten Seite des festen Kerns in Ventilöffnungsrichtung vorspannt, auf. Sowohl der Anker als auch das Ventilelement sind mit einem Eingriffsabschnitt versehen, über den sie ineinander eingreifen, wenn der Anker in Ventilöffnungsrichtung in Bezug auf das Ventilelement verschoben wird, um die Verschiebung des Ankers in Ventilöffnungsrichtung zu regulieren. Der Anker wird durch eine dritte Feder, deren Vorspannkraft kleiner ist als jene der ersten Feder und größer als jene der zweiten Feder, von der Seite des festen Kerns in Ventilschließrichtung vorgespannt. Wenn das Zwischenraumbildungselement in einem Zustand an den Anker anliegt, in dem es an der Referenzposition des Ventilelements positioniert ist, wird ein einen Vorhub definierender Zwischenraum zwischen dem Eingriffsabschnitt auf der Seite des Ventilelements und dem Eingriffsabschnitt auf der Ankerseite gebildet und spannt die dritte Feder das Zwischenraumbildungselement in Ventilschließrichtung vor, so dass es an der Referenzposition angeordnet wird.
  • Zitatliste
  • Patentliteratur
  • PTL 1: WO 2016/042896
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Demgegenüber ist in einem Fall, in dem der den Vorhub definierende Zwischenraum, wie vorstehend beschrieben, zu klein ausgebildet ist, die kinetische Energie des beweglichen Elements (Ankers) zu niedrig, um für den Ventilöffnungsvorgang verwendet zu werden, und kann das Ventil unter einer Hochdruckbedingung (beispielsweise 25 MPa oder mehr) nicht geöffnet werden. Umgekehrt wird in einem Fall, in dem der den Vorhub definierende Zwischenraum zu hoch ist, die Wirkung der magnetischen Anziehungskraft auf das bewegliche Element gering, und wird das bewegliche Element nicht in Ventilöffnungsrichtung angezogen und kann nicht geöffnet werden. Deshalb weist die Größe des Vorhubs (der Vorhubbetrag) zur Verbesserung des Ansprechverhaltens des Ventilöffnungsvorgangs einen schmalen zulässigen Variationsbereich von ± einigen zehn µm auf.
  • Beim in PTL 1 beschriebenen Kraftstoffeinspritzventil weist das Zwischenraumbildungselement eine Aussparung auf, die in der Lage ist, den Eingriffsabschnitt (den flanschförmigen abgestuften Abschnitt) der Kolbenstange auf der dem Anker gegenüberstehenden Endflächenseite aufzunehmen, und liegt die Aussparungsöffnungsseite des Zwischenraumbildungselements in einem Zustand, in dem die Bodenfläche der Aussparung des Zwischenraumbildungselements am Eingriffsabschnitt (an der Referenzposition) der Kolbenstange angeordnet ist, an den Anker an, wodurch ein einen Vorhub definierender Zwischenraum zwischen dem Eingriffsabschnitt der Kolbenstange und dem Eingriffsabschnitt des Ankers gebildet wird. Das heißt, dass eine durch Subtrahieren einer Abstandsabmessung (Höhenabmessung) zwischen beiden abgestuften Abschnitten der Kolbenstange von einer Tiefenabmessung der Aussparung des Zwischenraumbildungselements erhaltene Abmessung dem Vorhubbetrag entspricht. Das heißt, dass der Vorhubbetrag durch die Abmessungsdifferenz zwischen zwei Komponenten definiert ist.
  • Deshalb ist es vorstellbar, die Abmessungstoleranz jeder einzelnen Komponente auf ± einige µm zu setzen, um die Variation des Vorhubbetrags innerhalb des vorstehend beschriebenen zulässigen Bereichs zu halten. Es ist jedoch in Hinblick auf die Bearbeitungsgenauigkeit und die Kosten der Werkzeugmaschine schwierig, die Komponente mit solchen Abmessungstoleranzen herzustellen. Andererseits kann, wenn zwei mit einer Bearbeitungsgenauigkeit bearbeitete Komponenten, deren Abmessungstoleranz größer als ± einige µm ist, beliebig zusammengesetzt werden, die Variation des Vorhubbetrags den vorstehend beschriebenen zulässigen Bereich überschreiten.
  • Daher werden alle Abmessungen (die Tiefenabmessung der Aussparung des Zwischenraumbildungselements und die Intervallabmessung des abgestuften Abschnitts der Kolbenstange) einer großen Anzahl zweier mit einer vorgegebenen Bearbeitungsgenauigkeit bearbeiteter Komponenten tatsächlich gemessen und werden die beiden Komponenten so ausgewählt und kombiniert, dass die Variation des Vorhubbetrags in einen vorgegebenen zulässigen Bereich fällt. Deshalb sind viele Arbeitsstunden erforderlich, um die Variation des Vorhubbetrags innerhalb eines vorgegebenen zulässigen Bereichs zu halten.
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorstehenden Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Vorhubeinstellungsverfahren für ein Kraftstoffeinspritzventil bereitzustellen, wodurch Variationen eines Vorhubbetrags unabhängig vom Niveau der Bearbeitungsgenauigkeit einer Komponente verringert werden können.
  • Lösung des Problems
  • Die vorliegende Anmeldung weist mehrere Mittel zum Lösung der vorstehenden Probleme auf, und ein Beispiel davon ist ein Vorhubeinstellungsverfahren zum Einstellen eines Vorhubbetrags eines Kraftstoffeinspritzventils, welches Folgendes aufweist: ein Ventilelement mit einem Ventilkörper an einem Spitzenabschnitt, wobei der Ventilkörper auf einem Ventilsitz sitzen und von diesem getrennt werden kann, ein bewegliches Element, das in Ventilöffnungs-/-schließrichtung in Bezug auf das Ventilelement verschiebbar ist und mit dem Ventilelement in Eingriff gebracht werden kann, und ein Zwischenraumbildungselement, das in Ventilöffnungs-/-schließrichtung in Bezug auf das Ventilelement und das bewegliche Element verschiebbar ausgelegt ist, wobei das Zwischenraumbildungselement einen Zwischenraum bildet, der durch einen zweiten Abschnitt, der in einem Zustand, in dem der erste Abschnitt an einer Referenzposition des Ventilelements positioniert ist, an das bewegliche Element anliegt, einen Vorhub zwischen dem Ventilelement und dem Eingriffsabschnitt des beweglichen Elements definiert. Das Zwischenraumbildungselement weist vor der Einstellung des Vorhubbetrags einen Einstellungsspielraum auf. Eine Last, die in einer Richtung wirkt, die vom ersten Abschnitt zur Referenzposition des Ventilelements verläuft, wird auf das Zwischenraumbildungselement in einem Zustand angewendet, in dem es mit dem Ventilelement zusammengesetzt ist. Das Zwischenraumbildungselement wird plastisch verformt, um die relative Länge zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt zu verringern, um einen Vorhubbetrag auf einen Zielwert zu setzen.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Abmessungsdifferenz (entsprechend dem Vorhubbetrag) an der vorgegebenen Position zwischen den beiden Komponenten des Ventilelements und des Zwischenraumbildungselements durch plastisches Verformen des Zwischenraumbildungselements in einem Zustand, in dem es mit dem Ventilelement zusammengesetzt ist, auf den Zielwert verringert werden. Daher kann selbst dann, wenn die beiden Komponenten infolge der Bearbeitungsgenauigkeit eine große Abmessungstoleranz aufweisen, der Einfluss der Abmessungstoleranz auf die Abmessungsdifferenz an der vorgegebenen Position zwischen den beiden Komponenten nach der Einstellung verringert werden. Das heißt, dass die Variation des Vorhubbetrags unabhängig von der Bearbeitungsgenauigkeit der Komponenten verringert werden kann.
  • Aufgaben, Konfigurationen und Wirkungen, die von der vorstehenden Beschreibung abweichen, werden anhand der Erklärung der folgenden Ausführungsformen verständlich werden.
  • Figurenliste
  • Es zeigen:
    • 1 eine Längsschnittansicht einer Struktur eines Kraftstoffeinspritzventils, worauf ein Vorhubeinstellungsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird,
    • 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines in 1 mit einem Bezugszeichen Y angegebenen Teils des Kraftstoffeinspritzventils,
    • 3 eine vergrößerte Ansicht eines Anfangszustands (ein Ventilelement befindet sich in einem stationären Zustand mit geschlossenem Ventil, wobei der bewegliche Kern verschoben ist) bei einem Ventilöffnungsvorgang des in 2 dargestellten Kraftstoffeinspritzventils,
    • 4 eine vergrößerte Ansicht eines Zwischenzustands (das Ventilelement und der bewegliche Kern sind verschoben) beim Ventilöffnungsvorgang des in 2 dargestellten Kraftstoffeinspritzventils,
    • 5 ein erklärendes Diagramm, das eine erste Stufe des Verfahrens zum Einstellen des Vorhubs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
    • 6 ein erklärendes Diagramm, das eine zweite Stufe des Verfahrens zum Einstellen des Vorhubs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und
    • 7 ein erklärendes Diagramm, das eine dritte Stufe des Verfahrens zum Einstellen des Vorhubs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Nachstehend wird ein Vorhubeinstellungsverfahren für ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem das Hubeinstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil, das ein Ventilelement elektromagnetisch antreibt, angewendet wird.
  • [Ausführungsform]
  • Zuerst wird eine Konfiguration eines Kraftstoffeinspritzventils, auf das ein Vorhubeinstellungsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird, mit Bezug auf 1 beschrieben. 1 ist eine Längsschnittansicht einer Struktur des Kraftstoffeinspritzventils, worauf das Vorhubeinstellungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird. 1 zeigt einen Zustand, in dem das Ventilelement geschlossen ist, und einen Zustand, in dem der bewegliche Kern stationär ist. In der folgenden Beschreibung wird die Vertikalrichtung auf der Grundlage von 1 definiert. Diese Vertikalrichtung stimmt nicht notwendigerweise mit der Vertikalrichtung im montierten Zustand des Kraftstoffeinspritzventils überein.
  • In 1 ist ein Kraftstoffeinspritzventil 1 von einem elektromagnetischen Typ, welcher eine Kraftstoffeinspritzung durch elektromagnetisches Antreiben eines Ventilelements 30 ausführt. Insbesondere weist das Kraftstoffeinspritzventil 1 einen Kraftstoffeinleitmechanismus 10, der Kraftstoff einleitet, einen Düsenmechanismus 20, der den eingeleiteten Kraftstoff einspritzt, ein Ventilelement 30, das in der Lage ist, die Kraftstoffinjektion des Düsenmechanismus 20 zuzulassen und zu blockieren, und einen elektromagnetischen Antriebsmechanismus 40, der das Ventilelement 30 elektromagnetisch antreibt, auf. Im Kraftstoffeinspritzventil 1 ist eine Kraftstoffleitung (nicht dargestellt) mit dem Kraftstoffeinleitmechanismus 10 verbunden und wird der Düsenmechanismus 20 in ein Anbringungsloch einer Einlassleitung (nicht dargestellt) oder ein eine Verbrennungskammer bildendes Element (einen Zylinderblock, einen Zylinderkopf oder dergleichen) eines Verbrennungsmotors eingeführt und angebracht. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 spritzt den aus der Kraftstoffleitung in den Kraftstoffeinleitmechanismus 10 eingeleiteten Kraftstoff vom Düsenmechanismus 20 in die Einlassleitung der Verbrennungskammer. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 weist eine Mittelachse C auf und ist so ausgelegt, dass der Kraftstoff im Wesentlichen entlang der Verlaufsrichtung der Mittelachse C fließt (in 1 die Vertikalrichtung).
  • Der Kraftstoffeinleitmechanismus 10 weist eine Kraftstoffleitung 11, die sich entlang der Mittelachse C erstreckt und deren Innenseite einen Teil des Kraftstoffdurchgangs bildet, und einen Filter 12, der sich innerhalb der Kraftstoffleitung 11 befindet, auf. Die Kraftstoffleitung 11 weist eine Kraftstoffeinleitöffnung 11a auf, in die Kraftstoff an einem Endabschnitt (in 1 der obere Endabschnitt) eingeleitet wird. Der Filter 12 filtert in der Kraftstoffeinleitöffnung 11a in den Kraftstoff eingemischte Fremdstoffe. Ein Dichtungselement 13 ist an einem Außenrandabschnitt der Kraftstoffleitung 11 auf der Seite der Kraftstoffeinleitöffnung 11a bereitgestellt. Das Dichtungselement 13 verhindert ein Kraftstoffleck an einem Verbindungsabschnitt mit der Kraftstoffleitung, wenn die Kraftstoffleitung 11 an der Kraftstoffleitung angebracht wird, und besteht beispielsweise aus einem O-Ring. Der andere Endabschnitt (in 1 der untere Endabschnitt) der Kraftstoffleitung 11 wird an einem später beschriebenen festen Kern 41 des elektromagnetischen Antriebsmechanismus 40 angebracht.
  • Der Düsenmechanismus 20 weist ein Düsenelement 21 mit einem Kraftstoffeinspritzloch 21a (siehe auch 2) zum Einspritzen von Kraftstoff und einen Düsenhalter 22 zum Halten des Düsenelements 21 auf. Der Düsenhalter 22 ist über einen später beschriebenen Kern des elektromagnetischen Antriebsmechanismus 40 mit der Kraftstoffleitung 11 verbunden, und er ist ein zylindrischer Körper, der sich in der gleichen Richtung (entlang der Mittelachse C) erstreckt wie die Kraftstoffleitung 11. Der Düsenhalter 22 ist so ausgelegt, dass sein Inneres als Teil des Kraftstoffdurchgangs wirkt und das Ventilelement 30 und einige Elemente des elektromagnetischen Antriebsmechanismus 40 aufnimmt. Der Düsenhalter 22 weist einen zylindrischen Abschnitt 23 mit einem verhältnismäßig kleinen Außendurchmesser und einen zylindrischen Abschnitt 24, dessen Außendurchmesser größer als jener des zylindrischen Abschnitts 23 mit einem kleinen Durchmesser ist, auf. Der größte Teil des Ventilelements 30 befindet sich innerhalb des zylindrischen Abschnitts 23 mit einem kleinen Durchmesser, und ein Teil des Ventilelements 30 und von Elementen in der Art eines beweglichen Kerns 42 und eines Zwischenraumbildungselements 50, die später beschrieben werden und zum elektromagnetischen Antriebsmechanismus 40 gehören, befinden sich innerhalb des zylindrischen Abschnitts 24 mit einem großen Durchmesser.
  • Das Düsenelement 21 ist in den Spitzenabschnitt des zylindrischen Abschnitts 23 mit einem kleinen Durchmesser eingeführt und darin befestigt. Das Düsenelement 21 besteht beispielsweise aus einem als Öffnungsschale bezeichneten Element und weist auf der Innenseite einen konischen Ventilsitz 21 b (siehe auch 2) auf. Das Außenrandende der Spitzenfläche der Öffnungsschale 21 und das Öffnungsende des Spitzenabschnitts des zylindrischen Abschnitts 23 mit einem kleinen Durchmesser sind geschweißt, um den Verbindungsabschnitt zwischen der Öffnungsschale 21 und dem zylindrischen Abschnitt 23 mit einem kleinen Durchmesser zu dichten. Ein Führungselement 26 ist durch Einpressen oder plastische Kopplung innerhalb der Öffnungsschale 21 befestigt. Das Führungselement 26 führt die Bewegung des Ventilelements 30 in Ventilöffnungs-/-schließrichtung (Richtung entlang der Mittelachse C) und ist so ausgelegt, dass es in gleitenden Kontakt mit der Außenrandfläche des Ventilelements 30 kommen kann. Eine ringförmige Rille 23a ist in einem Außenrandabschnitt des zylindrischen Abschnitts 23 mit einem kleinen Durchmesser auf der Seite des Düsenelements 21 bereitgestellt. Ein Dichtungselement 27 ist in die Rille 23a eingepasst. Das Dichtungselement 27 hält die Luftdichtheit aufrecht, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 1 am Verbrennungsmotor montiert wird. Als Dichtungselement 27 wird beispielsweise eine aus Harz hergestellte Chip-Dichtung verwendet.
  • Das Ventilelement 30 ist so im Düsenhalter 22 angeordnet, dass es in Kontakt-/Trennrichtung (in 1 die Vertikalrichtung) in Bezug auf den Ventilsitz 21b beweglich ist. Das Ventilelement 30 umfasst einen Ventilstangenabschnitt 31, der sich in Kontakt-/Trennrichtung in Bezug auf den Ventilsitz 21b (Erstreckungsrichtung der Mittelachse C) erstreckt, einen Ventilkörper 32, der an einem Endabschnitt (in 1 dem unteren Endabschnitt) des Ventilstangenabschnitts 31 auf der Seite des Ventilsitzes 21b bereitgestellt ist, einen Flanschabschnitt 33, der am anderen Endabschnitt (in 1 dem oberen Endabschnitt) des Ventilstangenabschnitts 31 auf der dem Ventilkörper 32 entgegengesetzten Seite und in Radialrichtung vom Ventilstangenabschnitt 31 nach außen vorstehend bereitgestellt ist, und einen Vorsprung 34, der sich vom Flanschabschnitt 33 zur dem Ventilstangenabschnitt 31 entgegengesetzten Seite erstreckt. Der Ventilkörper 32 kann auf dem Ventilsitz 21b der Öffnungsschale 21 sitzen und von diesem getrennt sein. Wenn der Ventilkörper 32 in Kontakt mit dem Ventilsitz 21b gelangt (auf diesem sitzt), wird die Kraftstoffströmung zum Kraftstoffeinspritzloch 21a blockiert. Wenn der Ventilkörper 32 andererseits vom Ventilsitz 21b beabstandet (getrennt) ist, wird die Kraftstoffströmung zum Kraftstoffeinspritzloch 21a erlaubt. Der Flanschabschnitt 33 wirkt als Eingriffsabschnitt, der in Eingriff mit einem später beschriebenen beweglichen Kern 42 des elektromagnetischen Antriebsmechanismus 40 zu bringen ist. Das Ventilelement 30 wird durch das Führungselement 26, das auf der Seite des Ventilkörpers 32 (der Seite der Öffnungsschale 21) angeordnet ist, und den beweglichen Kern 42, der auf der Seite des Flanschabschnitts 33 angeordnet ist, so geführt, dass es sich in Ventilöffnungs-/-schließrichtung (Erstreckungsrichtung der Mittelachse C) hin und her bewegt. Eine Kappe 36 wird durch Einpressen oder dergleichen am Spitzenabschnitt des Vorsprungs 34 angebracht. Die Kappe 36 bildet einen Federsitz einer ersten Vorspannfeder 61 und einen Federsitz einer dritten Vorspannfeder 63, wie später beschrieben, des elektromagnetischen Antriebsmechanismus 40. Einzelheiten der Strukturen des Ventilelements 30 und der Kappe 36 werden später beschrieben.
  • Der elektromagnetische Antriebsmechanismus 40 umfasst einen an der Öffnung des zylindrischen Abschnitts 24 mit einem großen Durchmesser des Düsenhalters 22 angebrachten festen Kern 41, einen beweglich innerhalb des zylindrischen Abschnitts 24 mit einem großen Durchmesser beweglich angeordneten beweglichen Kern 42, eine an den Außenrandseiten des festen Kerns 41 und des zylindrischen Abschnitts 24 mit einem großen Durchmesser angeordnete ringförmige oder röhrenförmige Elektromagnetspule 43 und ein Gehäuse 44, das die Außenrandabschnitte des zylindrischen Abschnitts 24 mit einem großen Durchmesser und der Elektromagnetspule 43 umgibt und als Joch wirkt. Ein die Elektromagnetspule 43 umgebender ringförmiger magnetischer Durchgang ist durch den zylindrischen Abschnitt 24 mit einem großen Durchmesser des Düsenhalters 22, den festen Kern 41, den beweglichen Kern 42 und das Gehäuse 44 gebildet.
  • Ein Außenrandabschnitt eines Endabschnitts (in 1 des unteren Endabschnitts) des festen Kerns 41 ist in einen Innenrandabschnitt des zylindrischen Abschnitts 24 mit einem großen Durchmesser des Düsenhalters 22 eingepresst und an der Kontaktposition geschweißt. Der Zwischenraum zwischen der Außenrandfläche des festen Kerns 41 und der Innenrandfläche des zylindrischen Abschnitts 24 mit einem großen Durchmesser des Düsenhalters 22 ist durch Schweißen versiegelt. Der feste Kern 41 weist ein Durchgangsloch 41a auf, das sich entlang der Mittelachse C im mittleren Abschnitt erstreckt. Das Durchgangsloch 41a des festen Kerns 41 kommuniziert mit der Kraftstoffeinleitöffnung 11a der Kraftstoffleitung 11 und dem Innenraum des Düsenhalters 22 und bildet einen Teil des Kraftstoffdurchgangs. Das Durchgangsloch 41a ist so ausgebildet, dass das Ventilelement 30, an dem die Kappe 36 angebracht ist, eingeführt werden kann. Das heißt, dass der Innendurchmesser des Durchgangslochs 41a auf einen höheren Wert gelegt ist als der Außendurchmesser der Kappe 36. Ein C-förmiges Kernelement 45, in dem ein ringförmiger Abschnitt fehlt, ist in einen Außenrandabschnitt des festen Kerns 41 auf der Seite der Kraftstoffeinleitöffnung 11a der Elektromagnetspule 43 eingepasst. Der feste Kern 41 dient dem Anwenden einer magnetischen Anziehungskraft auf den beweglichen Kern 42 und weist eine dem beweglichen Kern 42 gegenüberstehende Endfläche 41b (in 1 die untere Endfläche) auf.
  • Der bewegliche Kern 42 befindet sich näher zum Düsenelement 21 als der feste Kern 41, und es handelt sich bei ihm um ein Bauteil (bewegliches Element), das durch eine magnetische Anziehungskraft zum festen Kern 41 gezogen wird. Die Außenrandfläche des beweglichen Kerns 42 gleitet auf der Innenrandfläche des zylindrischen Abschnitts 24 mit einem großen Durchmesser des Düsenhalters 22, so dass die Bewegung in Ventilöffnungs-/-schließrichtung (Erstreckungsrichtung des zylindrischen Abschnitts 24 mit einem großen Durchmesser) geführt wird. Das heißt, dass der zylindrische Abschnitt 24 mit einem großen Durchmesser als Führung wirkt, welche die Bewegung des beweglichen Kerns 42 führt. Der bewegliche Kern 42 weist ein Einführungsloch 421 auf, in das der Ventilstangenabschnitt 31 des Ventilelements 30 am mittleren Abschnitt eingeführt werden kann, und er ist in Bezug auf das Ventilelement 30 beweglich ausgelegt. Das heißt, dass der bewegliche Kern 42 so ausgelegt ist, dass die das Einführungsloch 421 bildende Innenrandfläche in Bezug auf die Außenrandfläche des Ventilstangenabschnitts 31 verschiebbar ist und eine Führungsfunktion zum Führen der Bewegung des Ventilelements 30 aufweist. Der bewegliche Kern 42 weist ein Durchgangsloch 422 auf, das einen Kraftstoffdurchgang um das Einführungsloch 421 bildet. Der bewegliche Kern 42 ist dafür ausgelegt, von der Seite des Ventilkörpers 32 (in 1 der Unterseite) in Eingriff mit dem Flanschabschnitt 33 des Ventilelements 30 zu gelangen. Der bewegliche Kern 42 bildet einen beweglichen Abschnitt, der im Düsenhalter 22 zusammen mit dem Ventilelement 30 beweglich ist. Einzelheiten des Aufbaus des beweglichen Kerns 42 werden später beschrieben.
  • Die Elektromagnetspule 43 ist um einen ringförmigen Spulenkörper 46 gewickelt, der einen U-förmigen Querschnitt aufweist und sich radial nach außen öffnet. Ein Leiterabschnitt 47 mit einer hohen Steifigkeit ist an beiden Endabschnitten der Elektromagnetspule 43 angebracht. Der Leiterabschnitt 47 ist aus einem Loch 45a herausgezogen, das im Raum des fehlenden Abschnitts des an den Außenrand des festen Kerns 41 angepassten Kernelements 45 bereitgestellt ist.
  • Das Gehäuse 44 ist röhrenförmig ausgebildet und in einem Zustand angebracht, in dem sich der zylindrische Abschnitt 24 mit einem großen Durchmesser des Düsenhalters 22 innen befindet. Innerhalb des Gehäuses 44 sind der größte Teil des festen Kerns 41 und der Elektromagnetspule 43 mit einem Zwischenraum von der Innenrandfläche des Gehäuses 44 angeordnet. Das Gehäuse 44 bildet zusammen mit dem zylindrischen Abschnitt 23 mit einem kleinen Durchmesser des Düsenhalters 22 einen Teil des Außenmantels des Kraftstoffeinspritzventils 1.
  • Die Außenrandseiten der Abschnitte der Elektromagnetspule 43, des festen Kerns 41 und der Kraftstoffleitung 11 auf der Seite des festen Kerns 41 sind mit einer Harzabdeckung 48 bedeckt. Die Harzabdeckung 48 wird durch Einspritzen eines Isolierharzes aus einer Öffnung des Gehäuses 44 auf der Seite der Kraftstoffeinleitöffnung 11a geformt. Die Harzabdeckung 48 weist einen Verbinder 48a auf, der mit einem Stecker zur Zufuhr von Strom von einer Hochspannungsversorgung oder einer Batteriestromversorgung verbindbar ist. Der Leiterabschnitt 47 ist hauptsächlich in die Harzabdeckung 48 eingebettet, liegt jedoch teilweise am Verbinder 48a frei.
  • Im zylindrischen Abschnitt 24 mit einem großen Durchmesser des Düsenhalters 22 ist das Zwischenraumbildungselement 50 so angeordnet, dass es an den Flanschabschnitt 33 (Eingriffsabschnitt) des Ventilelements 30 und den beweglichen Kern 42 anliegen kann und in Ventilöffnungs-/- schließrichtung (Erstreckungsrichtung der Mittelachse C) in Bezug auf das Ventilelement 30 und den beweglichen Kern 42 beweglich ist. Das Zwischenraumbildungselement 50 bildet im Ventil-geschlossen-Zustand in Ventilöffnungs-/-schließrichtung (Erstreckungsrichtung der Mittelachse C) einen Zwischenraum zwischen dem Flanschabschnitt 33 (Eingriffsabschnitt) des Ventilelements 30 und dem beweglichen Kern 42, wodurch der Vorhub definiert ist. Der Vorhub gibt an, dass sich der bewegliche Kern 42 in Ventilöffnungsrichtung bewegt, während der Ventilkörper 32 des Ventilelements 30 während des Ventilöffnungsvorgangs im Ventil-geschlossen-Zustand bleibt. Einzelheiten des Aufbaus des Zwischenraumbildungselements 50 werden später beschrieben.
  • Innerhalb des Durchgangslochs 41a des festen Kerns 41 befindet sich die erste Vorspannfeder 61 an einer Position, die der Kraftstoffeinleitöffnung 11a näher liegt als das Ventilelement 30 (in 1 die Oberseite), und ist ein Einstellelement 64 durch Einpressen an einer Position, die der Kraftstoffeinleitöffnung 11 a näher liegt als die erste Vorspannfeder, befestigt. Die erste Vorspannfeder 61 spannt das Ventilelement 30 in Ventilschließrichtung (in 1 nach unten) vor. Ein Endabschnitt (in 1 der untere Endabschnitt) der ersten Vorspannfeder 61 steht in Kontakt mit der am Vorsprung 34 des Ventilelements 30 angebrachten Kappe 36, und der andere Endabschnitt (in 1 der obere Endabschnitt) wird durch das Einstellelement 64 gestützt. Das Einstellelement 64 ist dafür ausgelegt, die Position des festen Kerns 41 im Durchgangsloch 41a einzustellen, und stellt die Vorspannkraft der ersten Vorspannfeder 61 in Bezug auf das Ventilelement 30 im Ventil-geschlossen-Zustand ein. Der eine Endabschnitt (in 1 der untere Endabschnitt) des Einstellelements 64 bildet auf der Seite des anderen Endes der ersten Vorspannfeder 61 einen Federsitz.
  • Innerhalb des einen großen Durchmesser aufweisenden zylindrischen Abschnitts 24 des Düsenhalters 22 ist eine zweite Vorspannfeder 62 an einer Position angeordnet, die näher am Düsenelement 21 liegt als der bewegliche Kern 42. Die zweite Vorspannfeder 62 spannt das Ventilelement 30 über den beweglichen Kern 42 in Ventilöffnungsrichtung (in 1 die Aufwärtsrichtung) vor. Ein Endabschnitt (in 1 der untere Endabschnitt) der zweiten Vorspannfeder 62 wird durch den inneren Abschnitt des einen großen Durchmesser aufweisenden zylindrischen Abschnitts 24 gestützt, und der andere Endabschnitt (in 1 der obere Endabschnitt) steht in Kontakt mit dem beweglichen Kern 42.
  • Die dritte Vorspannfeder 63 befindet sich zwischen der Kappe 36 und dem Zwischenraumbildungselement 50. Die dritte Vorspannfeder 63 spannt das Zwischenraumbildungselement 50 zum beweglichen Kern 42 vor. Ein Endabschnitt (in 1 der untere Endabschnitt) der dritten Vorspannfeder 63 steht in Kontakt mit dem Zwischenraumbildungselement 50, und ihr anderer Endabschnitt (in 1 der obere Endabschnitt) steht in Kontakt mit der Kappe 36.
  • Die vorstehend beschriebenen drei Vorspannfedern 61, 62 und 63 sind in absteigender Reihenfolge der Vorspannkraft eine erste Vorspannfeder 61, eine dritte Vorspannfeder 63 und eine zweite Vorspannfeder 62.
  • Als nächstes wird der Aufbau jedes Elements (des Ventilelements, an dem eine Kappe angebracht ist, des beweglichen Kerns und des Zwischenraumbildungselements), das den beweglichen Abschnitt des Kraftstoffeinspritzventils bildet, detailliert mit Bezug auf 2 beschrieben. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines in 1 mit einem Bezugszeichen Y angegebenen Teils eines Kraftstoffeinspritzventils. 2 zeigt einen Zustand, in dem das Ventilelement geschlossen ist, und einen Zustand, in dem der bewegliche Kern stationär ist.
  • In 2 ist das Ventilelement 30 durch integrales Ausbilden des Ventilkörpers 32, des Ventilstangenabschnitts 31, des Flanschabschnitts 33 und des Vorsprungs 34 wie vorstehend beschrieben ausgebildet, und es handelt sich dabei beispielsweise um ein aus martensitischem Stahl gebildetes gequenchtes Element hoher Festigkeit. Der Ventilkörper 32 blockiert die Kraftstoffströmung zum Kraftstoffeinspritzloch 21a durch die an den Ventilsitz 21b des Düsenelements 21 angrenzende Spitzenfläche. Der Ventilstangenabschnitt 31 ist in das Einführungsloch 421 des beweglichen Kerns 42 eingeführt, und seine Außenrandfläche ist dafür ausgelegt, auf einer das Einführungsloch 421 bildenden Innenrandfläche zu gleiten. Das heißt, dass die Bewegung des Ventilstangenabschnitts 31 durch den beweglichen Kern 42 geführt wird. Der Außendurchmesser des Flanschabschnitts 33 ist größer als der Durchmesser des Einführungslochs 421 des beweglichen Kerns 42 und wirkt als Eingriffsabschnitt, der in Eingriff mit dem beweglichen Kern 42 zu bringen ist.
    Der Flanschabschnitt 33 weist eine der Seite des Ventilkörpers 32 (in 1 der Unterseite) gegenüberstehende ringförmige Eingriffsfläche 33a (in 2 die untere Endfläche), die in Eingriff mit dem beweglichen Kern 42 gebracht werden kann, und eine ringförmige Kontaktfläche 33b (in 2 die obere Endfläche), die der Seite gegenübersteht, welche der Eingriffsfläche 33a (in 1 der Oberseite) entgegengesetzt ist und an das Zwischenraumbildungselement angrenzen kann, auf. Der Flanschabschnitt 33 weist eine Höhenabmessung Hc (oder Dicke) auf, wobei es sich um die Abmessungsdifferenz zwischen der Eingriffsfläche 33a und der Kontaktfläche 33b handelt. Der Vorsprung 34 ist ein stangenförmiger Abschnitt, der im Wesentlichen den gleichen Außendurchmesser aufweist wie der Ventilstangenabschnitt 31 und eine Länge aufweist, in der die dritte Vorspannfeder 63 angeordnet werden kann.
  • Die am Ventilelement 30 angebrachte Kappe 36 kann innerhalb des Durchgangslochs 41a des festen Kerns 41 angeordnet werden. Die Kappe 36 weist beispielsweise einen mit dem Vorsprung 34 zusammengepassten zylindrischen Abschnitt 37 und einen Boden 38, der die Öffnung des zylindrischen Abschnitts 37 auf der Seite (in 2 der Oberseite) der Kraftstoffeinleitöffnung 11a (siehe 1) schließt und vom zylindrischen Abschnitt 37 radial nach außen vorsteht, auf. Der Boden 38 der Kappe 36 ist mit einem Durchgangsloch 38b versehen, welches den Boden 38 durchdringt und mit dem Innenbereich und dem Außenbereich der Kappe 36 kommuniziert. Das Durchgangsloch 38b wirkt als Belüftungsloch, wenn die Kappe 36 in den Vorsprung 34 des Ventilelements 30 eingepresst wird, und es erleichtert das Einpressen der Kappe 36 in den Vorsprung 34. Beispielsweise wird die Kappe 36 so angebracht, dass eine Spitzenfläche 34a des Vorsprungs 34 des Ventilelements 30 an eine Bodenfläche 38a des Bodens 38 anliegt, um das Durchgangsloch 38b zu schließen.
  • Die erste Außenfläche 38c des Bodens 38 der Kappe 36, die der Seite (in 2 der Oberseite) der Kraftstoffeinleitöffnung 11 a gegenübersteht, bildet auf einer Seite der ersten Vorspannfeder 61 einen Federsitz. Eine ringförmige zweite Außenfläche 38d des Bodens 38, die der Seite gegenübersteht, die der ersten Außenfläche 83c entgegengesetzt ist, bildet einen Federsitz auf der anderen Seite der dritten Vorspannfeder 63. Das heißt, dass die Kappe 36 die Vorspannkraft der ersten Vorspannfeder 61 zur Seite des Ventilkörpers 32 (in Ventilschließrichtung) und die Vorspannkraft der dritten Vorspannfeder 63 zur Seite der Kraftstoffeinleitöffnung 11a (in Ventilöffnungsrichtung) empfängt. Wie vorstehend beschrieben, wird die Kappe 36, weil die Vorspannkraft der ersten Vorspannfeder 61 größer als die Vorspannkraft der dritten Vorspannfeder 63 ist, durch die Differenz zwischen den Vorspannkräften der ersten Vorspannfeder 61 und der dritten Vorspannfeder 63 ständig gegen den Vorsprung 34 gedrückt. Weil die Kraft in der Richtung, in der die Kappe 36 aus dem Vorsprung 34 gelangt, nicht wirkt, ist es daher ausreichend, die Kappe an den Vorsprung 34 zu pressen und zu befestigen, und es ist nicht erforderlich, die Kappe zu schweißen.
  • Der bewegliche Kern 42 weist eine erste Endfläche 42a (in 2 die obere Endfläche), die der Seite des festen Kerns 41 (in 2 der Oberseite) gegenübersteht, und eine zweite Endfläche 42b (in 2 die untere Endfläche), die der Seite gegenübersteht, die der ersten Endfläche 42a entgegengesetzt ist (in 2 der Unterseite), auf. Der bewegliche Kern 42 ist so ausgelegt, dass die erste Endfläche 42a der Endfläche 41b (in 2 der unteren Endfläche) des festen Kerns 41 auf der Seite des Düsenelements 21 (in 2 der Unterseite) gegenübersteht. Wenn sich das Ventilelement 30 im Ventil-geschlossen-Zustand befindet, steht die erste Endfläche 42a des beweglichen Kerns 42 der Endfläche 41b des festen Kerns 41 mit einem Zwischenraum G1 gegenüber. Der bewegliche Kern 42 ist so ausgelegt, dass die erste Endfläche 42a mit der Endfläche 41b des festen Kerns 41 kollidiert, wenn er durch eine anziehende elektromagnetische Kraft zum festen Kern 41 gezogen wird. Die zweite Endfläche 42b des beweglichen Kerns 42 ist ein Abschnitt, an den der äußere Endabschnitt (in 2 der obere Endabschnitt) der zweiten Vorspannfeder 62 anliegt, und sie bildet den Sitz der zweiten Vorspannfeder 62. Die zweite Endfläche 42b steht der abgestuften Fläche zwischen dem einen großen Durchmesser aufweisenden zylindrischen Abschnitt 24 und dem einen kleinen Durchmesser aufweisenden zylindrischen Abschnitt 23 des Düsenhalters 22 gegenüber, gelangt jedoch nicht in Kontakt mit der abgestuften Fläche, weil die zweite Vorspannfeder 62 zwischen der zweiten Endfläche 42b und dem einen großen Durchmesser aufweisenden zylindrischen Abschnitt 24 (siehe 1) angeordnet ist.
  • In einem zentralen Abschnitt des beweglichen Kerns 42 auf der Seite der ersten Endfläche 42a ist beispielsweise eine Aussparung 423, die zur Seite des ersten Kerns 41 offen ist, ausgebildet. Die Aussparung 423 weist einen solchen Innendurchmesser und eine solche Höhe auf, dass der gesamte Flanschabschnitt 33 des Ventilelements 30 und das gesamte Zwischenraumbildungselement 50 aufgenommen werden können. Eine Bodenfläche 423a der Aussparung 423 ist ein Abschnitt, der in Eingriff mit der Eingriffsfläche 33a (in 2 der unteren Endfläche) des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 gebracht werden kann und an einen Spitzenabschnitt 52a eines später beschriebenen Außenwandabschnitts 52 des Zwischenraumbildungselements 50 anliegen kann.
  • Das Einführungsloch 421 des beweglichen Kerns 42 ist ein Loch, das von der Bodenfläche 423a bis zur zweiten Endfläche 42b der Aussparung 423 dringt. Der Durchmesser des Einführungslochs 421 ist kleiner als der Außendurchmesser des Flanschabschnitts 33 des Ventilstangenabschnitts 31, und seine Größe ist so festgelegt, dass der Ventilstangenabschnitt 31 gleiten kann. Das heißt, dass die Innenrandfläche, die das Einführungsloch 421 des beweglichen Kerns 42 bildet, eine Gleitfläche darstellt, die in Bezug auf die Außenrandfläche des Ventilstangenabschnitts 31 gleitet. Wenn die Bodenfläche 423a der Aussparung 423 in Eingriff mit der Eingriffsfläche 33a des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 steht, bewegt sich der bewegliche Kern 42 beim Ventilöffnungsvorgang, bei dem vom Ventil-geschlossen-Zustand in den Ventil-offen-Zustand übergegangen wird, oder beim Ventilschließvorgang, bei dem vom Ventil-offen-Zustand in den Ventil-geschlossen-Zustand übergegangen wird, zusammen mit dem Ventilelement 30. Wenn die Kraft zur Abwärtsbewegung des beweglichen Kerns 42 oder die Kraft zur Aufwärtsbewegung des Ventilelements 30 unabhängig wirkt, bewegt sich der bewegliche Kern 42 so, dass er in Bezug auf das Ventilelement 30 verschoben wird.
  • Das Zwischenraumbildungselement 50 ist ein mit einem Boden versehener zylindrischer Körper, der einen Innenraum 50a aufweist, welcher den gesamten Flanschabschnitt 33 des Ventilelements 30 als Eingriffsabschnitt in Bezug auf den beweglichen Kern 42 aufnehmen kann. Das Zwischenraumbildungselement 50 weist einen Boden 51 mit einer Bodenfläche 51a, die in Kontakt mit der Kontaktfläche 33b (in 2 der oberen Endfläche) des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 gebracht werden kann, und einen Außenwandabschnitt 52, der sich von einem Außenrandabschnitt des Bodens 51 erhebt und zur Seite des beweglichen Kerns 42 offen ist (in 2 der Unterseite), auf. Eine Außenfläche 51b (in 2 die obere Fläche) des Bodens 51 ist ein Abschnitt, an den der obere Endabschnitt (in 2 der untere Endabschnitt) der dritten Vorspannfeder 63 anliegt, und sie bildet einen Federsitz auf einer Seite der dritten Vorspannfeder 63. Im Zwischenraumbildungselement 50 steht die Öffnung des Außenwandabschnitts 52 der Seite des beweglichen Kerns 42 gegenüber und ist der öffnungsseitige Endabschnitt (Spitzenabschnitt) 52a des Außenwandabschnitts 52 ein Kontaktabschnitt, der an die Bodenfläche 423a der Aussparung 423 des beweglichen Kerns 42 anliegen kann. Ein Einführungsloch 53, durch das der Vorsprung 34 des Ventilelements 30 eingeführt werden kann, ist im Boden 51 ausgebildet, und es ist ein zylindrischer Neigungsregulierabschnitt 54, der sich von einem Öffnungsrand des Einführungslochs 53 zur dem Außenwandabschnitt 52 entgegengesetzten Seite erstreckt, bereitgestellt. Die Innendurchmesser des Einführungslochs 53 und des Neigungsregulierabschnitts 54 des Zwischenraumbildungselements 50 sind auf kleinere Werte gesetzt als der Außendurchmesser des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30. Der Neigungsregulierabschnitt 54 ist gleitend an der Außenrandfläche des Vorsprungs 34 des Ventilelements 30 ausgebildet und reguliert die Neigung des Zwischenraumbildungselements 50 in Bezug auf das Ventilelement 30. Dadurch kann das Auftreten einer Abweichung des Vorhubbetrags infolge einer Neigung des Zwischenraumbildungselements 50 in Bezug auf das Ventilelement 30 vermieden werden. Das Zwischenraumbildungselement 50 weist eine Last infolge einer plastischen Verformung auf, die kleiner als jene des Ventilelements 30 ist, und besteht beispielsweise aus einem austenitischen Stahlmaterial.
  • Der Innenraum des Zwischenraumbildungselements 50 ist so ausgebildet, dass die Höhe Hs (Längenabmessung von der Bodenfläche 51a zur öffnungsseitigen Spitze des Außenwandabschnitts 52) größer ist als die Höhe Hc des Flanschabschnitts 33 (Längenabmessung zwischen der Eingriffsfläche 33a und der Kontaktfläche 33b des Flanschabschnitts 33) und der Innendurchmesser (Innendurchmesser des Außenwandabschnitts 52) größer ist als der Außendurchmesser des Flanschabschnitts 33. Das Zwischenraumbildungselement 50 ist so ausgelegt, dass der öffnungsseitige Endabschnitt 52a (Kontaktabschnitt) des Außenwandabschnitts 52 an den beweglichen Kern 42 angrenzt, wenn er an der Kontaktfläche 33b (Referenzposition) des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 angeordnet ist, wodurch ein Zwischenraum G2 gebildet ist, der den Vorhub zwischen der Eingriffsfläche 33a (dem Eingriffsabschnitt) des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 und der Bodenfläche 423a (dem Eingriffsabschnitt) der Aussparung 423 des beweglichen Kerns 42 definiert. Das heißt, dass der Betrag des Vorhubs (Vorhubbetrag) eine Abmessung D2 ist, die durch Subtrahieren der Höhenabmessung Hc des Flanschabschnitts 33 von der Höhenabmessung Hs des Innenraums 50a des Zwischenraumbildungselements 50 erhalten wird. Wenn der bewegliche Kern 42 aus dem in 2 dargestellten Zustand zum festen Kern 41 hin verschoben wird, bis der Zwischenraum G2 0 wird, wird das Ventilelement nicht verschoben und wird der Ventil-geschlossen-Zustand aufrechterhalten.
  • Wie in 2 dargestellt ist, empfängt das Zwischenraumbildungselement 50, wenn sich das Ventilelement 30 im Ventil-geschlossen-Zustand befindet und sich der bewegliche Kern 42 im stationären Zustand befindet, die Vorspannkraft der dritten Vorspannfeder 63 in Ventilschließrichtung und liegt die Bodenfläche 51a an die Kontaktfläche 33b (Referenzposition) des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 an, so dass sie an der Referenzposition (Kontaktfläche 33b des Flanschabschnitts 33) des Ventilelements 30 positioniert ist. Das heißt, dass die Größe (Abmessung) des Zwischenraums G3 zwischen der Bodenfläche 51 a des Zwischenraumbildungselements 50 und der Kontaktfläche 33b des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 0 ist. Andererseits empfängt der bewegliche Kern 42 die Vorspannkraft der zweiten Vorspannfeder 62 und liegt die Bodenfläche 423a der Aussparung 423 des Einführungslochs 421 an den öffnungsseitigen Endabschnitt (Spitzenabschnitt) 52a des Außenwandabschnitts 52 des Zwischenraumbildungselements 50 an. Weil die Vorspannkraft der zweiten Vorspannfeder 62 zu dieser Zeit kleiner als die Vorspannkraft einer dritten Feder 134 ist und die Höhenabmessung Hs des Innenraums 50a des Zwischenraumbildungselements 50 zu dieser Zeit größer als die Höhenabmessung Hc des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 ist, kann der bewegliche Kern 42 das durch die dritte Vorspannfeder 63 vorgespannte Zwischenraumbildungselement 50 nicht zurück drücken und steht die Bodenfläche 423a des beweglichen Kerns 42 nicht in Eingriff mit der Eingriffsfläche 33a des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30. Das heißt, dass die Größe des Zwischenraums G2 zwischen der Bodenfläche 423a des beweglichen Kerns 42 und der Eingriffsfläche 33a des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 dem Vorhubbetrag entspricht und die Größe D2 ist, die durch Subtrahieren der Höhenabmessung Hc des Flanschabschnitts 33 von der Höhenabmessung Hc des Innenraums 50a des Zwischenraumbildungselements 50 erhalten wird. Der Vorhubbetrag D2 ist kleiner festgelegt als die Größe (Abmessung) D1 des Zwischenraums G1 zwischen der ersten Endfläche 42a (Kollisionsfläche) des beweglichen Kerns 42 und der Endfläche 41b (Kollisionsfläche) des festen Kerns 41 (D2 < D1).
  • Die Endfläche 41b (Kollisionsfläche) des festen Kerns 41, die erste Endfläche (Kollisionsfläche) 42a des beweglichen Kerns 42, die Bodenfläche 51 a des Zwischenraumbildungselements 50, die Eingriffsfläche 33a des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 und die Kontaktfläche 33b können plattiert sein, um die Haltbarkeit zu verbessern. Wenn beispielsweise ein verhältnismäßig weicher magnetischer Edelstahl für den beweglichen Kern 42 verwendet wird, können die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit durch die Verwendung einer Hartchromplattierung oder stromlosen Nickelplattierung sichergestellt werden.
  • Die Kollisionskraft an den Kontaktabschnitten 423a und 52a zwischen dem beweglichen Kern 42 und dem Zwischenraumbildungselement 50 und den Kontaktabschnitten 33b und 51a zwischen dem Flanschabschnitt 33 des Ventilelements 30 und dem Zwischenraumbildungselement 50 ist jedoch erheblich kleiner als die Kollisionskraft an den Kollisionsflächen 41 b und 42a zwischen dem festen Kern 41 und dem beweglichen Kern 42. Daher ist die Notwendigkeit des Plattierens an den Kontaktabschnitten 423a und 52a zwischen dem beweglichen Kern 42 und dem Zwischenraumbildungselement 50 und den Kontaktabschnitten 33b und 51a zwischen dem Flanschabschnitt 33 des Ventilelements 30 und dem Zwischenraumbildungselement 50 erheblich kleiner als die Notwendigkeit des Plattierens an den Kollisionsflächen 41 b und 42a zwischen dem festen Kern 41 und dem beweglichen Kern 42.
  • Wenn eine Plattierung auf die Kontaktabschnitte 423a und 52a zwischen dem beweglichen Kern 42 und dem Zwischenraumbildungselement 50 und die Kontaktabschnitte 33b und 51a zwischen dem Flanschabschnitt 33 des Ventilelements 30 und dem Zwischenraumbildungselement 50 aufgebracht wird, wird der Vorhubbetrag auf der Grundlage der die Dicke der Plattierung einschließenden Abmessung bestimmt.
  • Die Hubeinstellung des das Ventilelement 30 und den beweglichen Kern 42 aufweisenden beweglichen Abschnitts geschieht folgendermaßen. Der bewegliche Kern 42 wird im einen großen Durchmesser aufweisenden zylindrischen Abschnitt 24 des Düsenhalters 22 angeordnet, und die Elektromagnetspule 43 und das Gehäuse 44 werden am Außenrand des einen großen Durchmesser aufweisenden zylindrischen Abschnitts 24 angeordnet. Nachdem das Zwischenraumbildungselement 50 und die dritte Vorspannfeder 63 in dieser Reihenfolge auf der Seite des Vorsprungs 34 des Ventilelements 30 montiert wurden, wird die Kappe 36 in den Vorsprung 34 des Ventilelements 30 eingepresst. Als nächstes wird das Ventilelement 30, an dem das Element montiert wurde, in das Durchgangsloch 41a des festen Kerns 41 eingeführt und wird der Ventilstangenabschnitt 31 des Ventilelements 30 in den beweglichen Kern 42 eingeführt. Dann werden die erste Vorspannfeder 61 und das Einstellelement 64 in dieser Reihenfolge am Durchgangsloch 41a des festen Kerns 41 angebracht. In diesem Zustand wird das Ventilelement 30 durch eine Spannvorrichtung in die Ventilshließposition gedrückt und wird die Einpressposition des Düsenelements 21 bestimmt, während der Hub des Ventilelements 30 erfasst wird, wenn die Elektromagnetspule 43 erregt wird. Auf diese Weise wird der Hub des beweglichen Kerns 42 eingestellt. Beispielsweise wird die Endfläche 41b des festen Kerns 41 in einem Zustand, in dem die anfängliche Last der ersten Vorspannfeder 61 eingestellt wird, eingestellt, so dass sie der ersten Endfläche 42a des beweglichen Kerns 42 gegenübersteht, während sich der Zwischenraum G1 der magnetischen Anziehung von etwa 70 bis 150 µm zwischen ihnen befindet.
  • Als nächstes wird ein Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils, worauf das Vorhubeinstellungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird, mit Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben. 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Anfangszustands (das Ventilelement befindet sich im stationären Zustand mit geschlossenem Ventil, wobei der bewegliche Kern verschoben ist) beim Ventilöffnungsvorgang des in 2 dargestellten Kraftstoffeinspritzventils. 4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Zwishenzustands (das Ventilelement und der bewegliche Kern sind verschoben) beim Ventilöffnungsvorgang des in 2 dargestellten Kraftstoffeinspritzventils.
  • Ein Antriebsstrom wird der in 1 dargestellten Elektromagnetspule 43 über den Leiterabschnitt 47 zugeführt. Die Erregung oder das Aufheben der Erregung der Elektromagnetspule 43 wird durch eine Steuereinrichtung (nicht dargestellt) gesteuert.
  • In einem Zustand in der Art des in 2 dargestellten, in dem die Elektromagnetspule 43 nicht erregt ist, liegt der Ventilkörper 32 des Ventilelements 30 durch eine Kraft, die durch Subtrahieren der Vorspannkraft der dritten Vorspannfeder 63 von der Vorspannkraft der ersten Vorspannfeder 61 und der zweiten Vorspannfeder 62 erhalten wird, an den Ventilsitz 21b an, wodurch das Ventil geschlossen ist.
  • Zu dieser Zeit ist der bewegliche Kern 42 in einem Zustand stationär, in dem die Bodenfläche 423a der Aussparung 423 an den Spitzenabschnitt 52a auf der Öffnungsseite des Außenwandabschnitts 52 des Zwischenraumbildungselements 50 anliegt. Dieser Zustand wird als stationärer Zustand des geschlossenen Ventils bezeichnet. Im stationären Zustand des geschlossenen Ventils existiert ein Zwischenraum G1 zwischen der ersten Endfläche 42a (Kollisionsfläche) des beweglichen Kerns 42 und der Endfläche 41b (Kollisionsfläche) des festen Kerns 41. Andererseits stehen im Zwischenraumbildungselement 50 der Spitzenabschnitt 52a des Außenwandabschnitts 52 in Kontakt mit der Bodenfläche 423a der Aussparung 423 des beweglichen Kerns 42 und die Bodenfläche 51a des Bodens 51 in Kontakt mit der Kontaktfläche 33b des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30. Daher existiert ein Zwischenraum G2 zwischen der Eingriffsfläche 33a des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 und der Bodenfläche 423a der Aussparung 423 des beweglichen Kerns 42. Zu dieser Zeit ist die Größe (Abmessung) des Zwischenraums G1 D1 (G1 = D1) und ist die Größe (Abmessung) des Zwischenraums G2 D2 (G2 = D2). Der Betrag (Vorhubbetrag) des Vorhubs ist durch die Größe (Abmessung) des Zwischenraums G2 zwischen dem Eingriffsabschnitt des Ventilelements 30 (der Eingriffsfläche 33a des Flanschabschnitts 33) und dem Eingriffsabschnitt des beweglichen Kerns 42 (der Bodenfläche 423a der Aussparung 423) in einem Zustand, in dem das Zwischenraumbildungselement 50 an der Referenzposition des Ventilelements 30 (der Kontaktfläche 33b des Flanschabschnitts 33) angeordnet ist und an den beweglichen Kern 42 anliegt, definiert. Daher ist die Größe D2 des Zwischenraums G2 der Vorhubbetrag. Weil die Bodenfläche 51a des Zwischenraumbildungselements 50 und die Kontaktfläche 33b des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 in Kontakt miteinander stehen, ist die Größe (Abmessung) eines Zwischenraums G3 zwischen der Bodenfläche 51a des Zwischenraumbildungselements 50 und der Kontaktfläche 33b des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 0.
  • Wenn das Erregen der in 1 dargestellten Elektromagnetspule 43 eingeleitet wird, wird ein magnetischer Fluss im den magnetischen Durchgang bildenden festen Kern 41, dem Gehäuse 44 als Joch und dem beweglichen Kern 42 erzeugt und wirkt eine magnetische Anziehungskraft zwischen der Endfläche 41b des festen Kerns 41 und der ersten Endfläche 42a des beweglichen Kerns 42. Wenn die magnetische Anziehungskraft größer als die Vorspannkraft der dritten Vorspannfeder 63 wird, beginnt der bewegliche Kern 42 zum festen Kern 41 verschoben zu werden. Weil zu dieser Zeit das Zwischenraumbildungselement 50 in Kontakt mit dem beweglichen Kern 42 gehalten wird, wird es zum festen Kern 41 verschoben, wenn der bewegliche Kern 42 zum festen Kern 41 verschoben wird. Andererseits wird das Ventilelement 30 nicht durch die Vorspannkraft der ersten Vorspannfeder 61 verschoben und wird ein Zustand aufrechterhalten, in dem der Ventilkörper 32 in Kontakt mit dem Ventilsitz 21b steht.
  • Wenn in 3 der bewegliche Kern 42 zum festen Kern 41 verschoben wird, gelangt die Bodenfläche 423a der Aussparung 423 des beweglichen Kerns 42 in Eingriff mit der Angriffsfläche 33a des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30.
    Das heißt, dass die Größe (Abmessung) des Zwischenraums G2 zwischen dem Eingriffsabschnitt (der Bodenfläche 423a) des beweglichen Kerns 42 und dem Eingriffsabschnitt (der Eingriffsfläche 33a des Flanschabschnitts 33) des Ventilelements 30 0 (G2 = 0) ist. Zu dieser Zeit gelangt der bewegliche Kern 42 mit einer gewissen Geschwindigkeit durch Verschieben des der Größe des Zwischenraums G2 entsprechenden Annäherungsabstands im stationären Zustand des geschlossenen Ventils, ohne das Ventilelement 30 zu begleiten, in Eingriff mit dem Flanschabschnitt 33 des Ventilelements 30. Weil der Zwischenraum G2 im stationären Zustand des geschlossenen Ventils den erforderlichen Vorhubbetrag D2 aufweist, kann das Ventilelement 30 schnell angehoben werden, wenn der bewegliche Kern 42 in Eingriff mit dem Flanschabschnitt 33 des Ventilelements 30 steht, so dass der Ventilöffnungsvorgang des Ventilkörpers 32 schnell eingeleitet wird.
  • Der Zwischenraum G3 wird zwischen der Bodenfläche 51a des Zwischenraumbildungselements 50 und der Kontaktfläche 33b des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 dadurch gebildet, dass das Zwischenraumbildungselement 50 zum festen Kern 41 verschoben wird, wenn der bewegliche Kern 42 zum festen Kern 41 verschoben wird. Zu dieser Zeit gelangt die Bodenfläche 423a des beweglichen Kerns 42 in einem Zustand, in dem der Spitzenabschnitt 52a des Außenwandabschnitts 52 des Zwischenraumbildungselements 50 auf der Öffnungsseite und die Bodenfläche 423a des beweglichen Kerns 42 in Kontakt miteinander stehen, in Eingriff mit der Eingriffsfläche 33a des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30, so dass die Größe (Abmessung) des Zwischenraums G3 D2 ist, die dem Vorhubbetrag (G3 = D2) gleicht. Der Vorhubbetrag stimmt mit einer Abmessung überein, die durch Subtrahieren der Höhenabmessung Hc des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 von der Höhenabmessung Hs des Innenraums 50a des Zwischenraumbildungselements 50 erhalten wird. Das heißt, dass der Vorhubbetrag der Größe (Abmessung) entspricht, in der das Ventilelement 30 und der bewegliche Kern 42 in einem Zustand, in dem der Spitzenabschnitt 52a des Außenwandabschnitts 52 der Zwischenraumbildungselements 50 auf der Öffnungsseite in Kontakt mit der Bodenfläche 423a des beweglichen Kerns 42 steht, gegeneinander verschoben werden können.
  • Wenn der bewegliche Kern 42 zum festen Kern 41 bewegt wird, wird die Größe des Zwischenraums G1 zwischen der ersten Endfläche 42a des beweglichen Kerns 42 und der Endfläche 41b des festen Kerns 41 entsprechend verringert. Die Größe (Abmessung) des Zwischenraums G1 ist D3, wobei es sich um eine durch Subtrahieren des Vorhubbetrags D2 von D1 im geschlossenen Zustand des Ventils erhaltene Größe handelt (G1 = D3 < D1).
  • Wenn der bewegliche Kern 42 in Eingriff mit dem Flanschabschnitt 33 des Ventilelements 30 steht, ist die Vortriebskraft des beweglichen Kerns 42 in Ventilöffnungsrichtung durch die magnetische Anziehungskraft, die durch die Erregung der Elektromagnetspule 43 erzeugt wird, und die kinetische Energie des beweglichen Kerns 42 infolge der Beschleunigung, die dem Annäherungsabstand des Vorhubbetrags D2 entspricht, größer als die Vorspannkraft der ersten Vorspannfeder 61. Daher bewegt sich der bewegliche Kern 42, wie in 4 dargestellt, zusammen mit dem Ventilelement 30 und dem Zwischenraumbildungselement 50 zum festen Kern 41. Dadurch wird der Ventilkörper 32 des Ventilelements 30 vom Ventilsitz 21 b beabstandet, so dass das Ventil geöffnet wird.
  • 4 zeigt den Moment, in dem die erste Endfläche 42a des beweglichen Kerns 42 mit der Endfläche 41b des festen Kerns 41 kollidiert. In diesem Fall ist die Größe des Zwischenraums G1 zwischen der ersten Endfläche 42a des beweglichen Kerns 42 und der Endfläche 41b des festen Kerns 41 0 (G1 = 0). Es werden ein Zustand, in dem der Spitzenabschnitt 52a (Kontaktabschnitt) des Außenwandabschnitts 52 des Zwischenraumbildungselements 50 auf der Öffnungsseite in Kontakt mit der Bodenfläche 423a der Aussparung 423 des beweglichen Kerns 42 steht, und ein Zustand, in dem der Eingriffsabschnitt des Ventilelements 30 (die Eingriffsfläche 33a des Flanschabschnitts 33) in Eingriff mit dem Eingriffsabschnitt des beweglichen Kerns 42 (der Bodenfläche 423a der Aussparung 423) steht, aufrechterhalten. Daher ist die Größe (Abmessung) des Zwischenraums G2 zwischen der Eingriffsfläche 33a des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 und der Bodenfläche 423a des beweglichen Kerns 42 0 (G2 = 0) und ist die Größe (Abmessung) des Zwischenaums G3 zwischen der Bodenfläche 51a des Zwischenraumbildungselements 50 und der Kontaktfläche 33b des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 der Vorhubbetrag D2 (G3 = D2).
  • Anschließend wird das Ventilelement 30 durch die kinetische Energie des Ventilelements 30 weiter vom beweglichen Kern 42 fort verschoben. Das heißt, dass der Eingriff zwischen dem Eingriffsabschnitt des Ventilelements 30 (der Eingriffsfläche 33a des Flanschabschnitts 33) und dem Eingriffsabschnitt des beweglichen Kerns 42 (der Bodenfläche 423a der Aussparung 423) aufgehoben wird. Daher wird der Ventil-offen-Zustand des Ventilelements 30 aufrechterhalten.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist beim Kraftstoffeinspritzventil 1 in einem Zustand, in dem das Zwischenraumbildungselement 50 an der Referenzposition des Ventilelements 30 positioniert ist und an den beweglichen Kern 42 anliegt, der Zwischenraum G2 zwischen dem Eingriffsabschnitt des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 (der Eingriffsfläche 33a des Flanschabschnitts 33) und dem Eingriffsabschnitt des beweglichen Kerns 42 (der Bodenfläche 423a der Aussparung 423) ausgebildet. Dieser Zwischenraum G2 definiert den Vorhub. Weil das Kraftstoffeinspritzventil 1 den Vorhub aufweist, kann der bewegliche Kern 42 kinetische Energie durch die Annäherung um den Vorhubbetrag erhalten, bevor er in Eingriff mit dem Ventilelement 30 gelangt. Dadurch kann der bewegliche Kern 42, wenn er in Eingriff mit dem Ventilelement 30 gelangt, das Ventilelement 30 schnell anheben, so dass ein schneller Öffnungsvorgang des Ventilkörpers 32 ausgeführt werden kann und das Ansprechverhalten des Ventilöffnungsvorgangs verbessert wird.
  • Wenn der Vorhubbetrag zu klein ist, ist die kinetische Energie des beweglichen Kerns 42 zu klein, um für den Ventilöffnungsvorgang verwendet zu werden, und kann das Ventil unter einer Hochdruckbedingung (beispielsweise 25 MPa oder mehr) nicht geöffnet werden. Wenn der Vorhubbetrag umgekehrt zu hoch ist, wird die Wirkung der magnetischen Anziehungskraft auf den beweglichen Kern 42 schwach, wird der bewegliche Kern 42 nicht zum festen Kern 41 gezogen und kann das Ventil nicht geöffnet werden. Deshalb wird der zulässige Bereich der Variation des Vorhubbetrags auf ± einige zehn µm verschmälert.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird der Vorhubbetrag durch die Abmessungsdifferenz zwischen den beiden Komponenten des Zwischenraumbildungselements 50 und des Ventilelements 30 definiert. Insbesondere entspricht eine durch Subtrahieren der Höhenabmessung Hc des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 von der Höhenabmessung Hs des Innenraums 50a des Zwischenraumbildungselements 50 erhaltene Größe dem Vorhubbetrag D2.
  • Deshalb ist es vorstellbar, die Abmessungstoleranz jeder der Komponenten 30 und 50 auf ± einige µm zu setzen, um die Variation des Vorhubbetrags innerhalb des vorstehend beschriebenen zulässigen Bereichs zu halten. Es ist jedoch in Hinblick auf die Bearbeitungsgenauigkeit und die Kosten der Werkzeugmaschine schwierig, die Komponenten 30 und 50 mit solchen Abmessungstoleranzen herzustellen. Wenn andererseits die beiden mit einer Bearbeitungsgenauigkeit unterhalb von ± einigen µm bearbeiteten Komponenten 30 und 50 beliebig zusammengesetzt werden, kann die Variation des Vorhubbetrags den vorstehend beschriebenen zulässigen Bereich überschreiten. Daher ist es vorstellbar, alle Abmessungen der großen Anzahl von zwei Komponenten 30 und 50 tatsächlich zu messen und die beiden Komponenten 30 und 50 so auszuwählen und zu kombinieren, dass die Variation des Vorhubbetrags in den zulässigen Bereich fällt. In diesem Fall sind jedoch viele Arbeitsstunden erforderlich und es ergibt sich das Problem, dass die Kosten zunehmen.
  • Daher kann beim Verfahren zum Einstellen des Vorhubs des Kraftstoffeinspritzventils 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die durch die Abmessungsdifferenz zwischen den beiden Komponenten des Zwischenraumbildungselements 50 und des Ventilelements 30 definierte Variation des Vorhubbetrags innerhalb eines vorgegebenen zulässigen Bereichs gehalten werden, ohne durch die Bearbeitungsgenauigkeit der Komponenten 30 und 50 beeinflusst zu werden.
  • Als nächstes wird ein Verfahren zum Einstellen des Vorhubs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 5 bis 7 beschrieben. 5 ist ein erklärendes Diagramm, das eine erste Stufe des Verfahrens zum Einstellen des Vorhubs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 6 ist ein erklärendes Diagramm, das eine zweite Stufe des Verfahrens zum Einstellen des Vorhubs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 7 ist ein erklärendes Diagramm, das eine dritte Stufe des Verfahrens zum Einstellen des Vorhubs des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Beim Verfahren zum Einstellen des Vorhubs des Kraftstoffeinspritzventils 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Vorhubbetrag D2 (siehe 2), welcher einer durch Subtrahieren der Höhenabmessung Hc (Abstand von der Eingriffsfläche 33a zur Kontaktfläche 33b) des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 von der Höhenabmessung Hs (Abstand von der Bodenfläche 51a zum öffnungsseitigen Endabschnitt 52a) des Innenraums 50a des Zwischenraumbildungselements 50 erhaltenen Abmessung entspricht, so eingestellt, dass er in einen vorgegebenen zulässigen Bereich fällt. Wie in 7 dargestellt ist, besteht ein Merkmal des Vorhubeinstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform darin, dass eine Last L in der von der Bodenfläche 51a zum Flanschabschnitt 33 (Referenzposition) des Ventilelements 30 verlaufenden Richtung auf das Zwischenraumbildungselement 50 angewendet wird, das mit dem Ventilelement 30 zusammengesetzt ist, um das Zwischenraumbildungselement plastisch zu verformen, und dass die Abmessungsdifferenz an einer vorgegebenen Position zwischen zwei Komponenten des Zwischenraumbildungselements 50 und des Ventilelements 30 verkürzt wird, so dass der Vorhubbetrag D2, welcher der Abmessungsdifferenz entspricht, auf einen Zielwert T2 gesetzt wird, von dem erwartet werden kann, dass er das Ansprechverhalten des Ventilöffnungsvorgangs verbessert. Eine spezifische Prozedur des Vorhubeinstellungsverfahrens wird nachstehend dargelegt.
  • Zuerst weist das Zwischenraumbildungselement 50 vor der Einstellung des Vorhubbetrags einen Einstellungsspielraum A1 auf.
    Das heißt, dass ein Zwischenraumbildungselement 50M (ein Zwischenmaterial mit einem vorgegebenen Abschnitt, dessen Abmessung größer ist als das Zwischenraumbildungselement 50 als Endkomponente nach der Vorhubeinstellung) mit einem Einstellungsspielraum A1 und das Ventilelement 30 ohne einen Einstellungsspielraum als Endkomponente präpariert werden. Das Ventilelement 30 und das Zwischenraumbildungselement 50M als Zwischenmaterial werden mit der vorgegebenen Bearbeitungsgenauigkeit bearbeitet. Die Bearbeitungsgenauigkeit kann gering sein. Zu dieser Zeit weisen das Ventilelement 30 und das Zwischenraumbildungselement 50M als Zwischenmaterial infolge der Bearbeitungsgenauigkeit Variationen in Komponentenabmessungen auf.
  • In 5 ist das Zwischenraumbildungselement 50M vor der Einstellung des Vorhubbetrags ein Zwischenmaterial mit einem Einstellungsspielraum A1. Das Zwischenraumbildungselement 50M wird an der Referenzposition angeordnet, wobei die Bodenfläche 51a des Bodens 51 an die Kontaktfläche 33b des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 anliegt. Eine durch Subtrahieren der Höhenabmessung Hc des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 von der Höhenabmessung Hs(b) des Innenraums 50a des Zwischenraumbildungselements 50M als Zwischenmaterial erhaltene Abmessungsdifferenz entspricht dem Vorhubbetrag D2(b) vor der Einstellung. Die Größe des Vorhubbetrags D2(b) vor der Einstellung ist als T1 definiert. Zu dieser Zeit hat der Vorhubbetrag D2(b) vor der Einstellung infolge der Bearbeitungsgenauigkeit des Zwischenraumbildungselements 50M und des Ventilelements 30 eine Abmessungstoleranz von ± α. Das heißt, dass D2(b) = T1 ± α ist.
  • Der Vorhubbetrag D2(b) vor der Einstellung wird schließlich von T1 auf den Zielwert T2 gesetzt. Daher wird die Höhe Hs(b) des Innenraums 50a des Zwischenraumbildungselements 50M als Zwischenmaterial so festgelegt, dass der Vorhubbetrag D2(b) vor der Einstellung einen durch Addieren des Einstellungsspielraums A1 zum Zielwert T2 erhaltenen Wert annimmt. Zu dieser Zeit weisen die Abmessungen des bearbeiteten Ventilelements 30 und des bearbeiteten Zwischenraumbildungselements 50M als Zwischenmaterial Abmessungstoleranzen infolge der Bearbeitungsgenauigkeit auf. Das heißt, dass D2(b) = T1 ± α = T2 + A1 ± α ist. Schließlich wird die Höhenabmessung Hs(b) des Innenraums 50a vor der Einstellung um den Einstellungsspielraum A1 durch plastisches Verformen des Zwischenraumbildungselements 50M verringert, so dass der Vorhubbetrag D2 auf den Zielwert T2 gesetzt wird.
  • Zweitens wird das Zwischenraumbildungselement 50M als Zwischenmaterial, wie in 6 dargestellt, in einem mit dem Ventilelement 30 zusammengesetzten Zustand zwischen eine erste Spannvorrichtung 100 und eine zweite Spannvorrichtung 110 gesetzt. Insbesondere werden das Ventilelement 30 und das Zwischenraumbildungselement 50M als Zwischenmaterial oberhalb der ersten Spannvorrichtung 100 angeordnet und wird die zweite Spannvorrichtung 110 oberhalb der ersten Spannvorrichtung 100 angeordnet, so dass das Ventilelement 30 und das zwischenstehende Zwischenraumbildungselement 50M sandwichförmig eingeschlossen werden.
  • Die erste Spannvorrichtung 100 weist ein Einführungsloch 101 auf, durch das der Ventilstangenabschnitt 31 des Ventilelements 30 eingeführt werden kann. Der Durchmesser des Einführungslochs 101 wird auf einen kleineren Wert gelegt als der Außendurchmesser des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 und etwas größer festgelegt als der Ventilstangenabschnitt 31.
  • Die erste Spannvorrichtung 100 weist eine ringförmige Kontaktfläche 102, die an die Eingriffsfläche 33a des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 am Öffnungsrandabschnitt des Einführungslochs 101 anliegt, und eine erste Andruckfläche 103, an der der Spitzenabschnitt 52a des Außenwandabschnitts 52 des Zwischenraumbildungselements 50 an die Außenrandseite der Kontaktfläche 102 anliegt, auf. Die Kontaktfläche 102 ist an einer Position ausgebildet, die um den Zielwert T2 des Vorhubbetrags D2 höher liegt als die erste Andruckfläche 103. Das heißt, dass die Kontaktfläche 102 eine Stufe S1 mit einer dem Zielwert T2 des Vorhubbetrags D2 entsprechenden Höhe in Bezug auf die erste Andruckfläche 103 bildet. Die Größe der Kontaktfläche 102, an welche die Eingriffsfläche 33a des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 anliegt, wird so festgelegt, dass keine eine plastische Verformung des Flanschabschnitts 33 hervorrufende Spannungen infolge der Anwendung einer später beschriebenen Last erzeugt werden. Beim Vorhubeinstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Flanschabschnitt 33 des Ventilelements 30 nicht plastisch verformt.
  • Die Abmessungsgenauigkeit der Stufe S1 der ersten Spannvorrichtung 100 wird streng gesteuert und ist höher als die Abmessungstoleranz des Ventilelements 30 und des Zwischenraumbildungselements 50M als Zwischenmaterial. Daher ist der Fehler in der Höhenabmessung der Stufe S1 in Bezug auf die erste Andruckfläche 103 der Kontaktfläche 102 verglichen mit der Abmessungstoleranz des Ventilelements 30 und des Zwischenraumbildungselements 50M als Zwischenmaterial vernachlässigbar. Das heißt, dass S1 = T2 ist. Die Höhenabmessung der Stufe S1 bildet einen der Abmessungsdifferenz zwischen den beiden Komponenten entsprechenden Vorhub.
  • Die Kontaktfläche 102 und die erste Andruckfläche 103 sind durch einen ersten zulaufenden Abschnitt 104 verbunden. Der Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten zulaufenden Abschnitt 104 und der ersten Andruckfläche 103 befindet sich innerhalb der Innenrandfläche des Außenwandabschnitts 52 des Zwischenraumbildungsmaterials 50M als Zwischenmaterial. Die das Einführungsloch 101 bildende Innenrandfläche und die Kontaktfläche 102 sind durch einen zweiten zulaufenden Abschnitt 105 verbunden. Der zweite zulaufende Abschnitt 105 hat die Funktion, die Einführung des Ventilkörpers 32 und des Ventilstangenabschnitts 31 des Ventilelements 30 in das Einführungsloch 101 zu führen.
  • Die zweite Spannvorrichtung 110 weist ein Einpassloch 111 auf, in das der Neigungsregulierabschnitt 54 des Zwischenraumbildungselements 50M als Zwischenmaterial eingeführt werden kann. Der Durchmesser des Einpasslochs 111 ist auf einen kleineren Wert gelegt als der Außendurchmesser des Außenwandabschnitts 52 des Zwischenraumbildungselements 50M als Zwischenmaterial und auf einen etwas größeren Wert gelegt als der Außendurchmesser des Neigungsregulierabschnitts 54. Die zweite Spannvorrichtung 110 weist eine zweite Andruckfläche 113 auf, die in Kontakt mit der Außenfläche 51b des Bodens 51 des Zwischenraumbildungselements 50M als Zwischenmaterial steht.
  • In Bezug auf die erste Spannvorrichtung 100 mit einer solchen Konfiguration wird der Ventilstangenabschnitt 31 des Ventilelements 30 in das Einführungsloch 101 eingeführt und wird die Eingriffsfläche 33a des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 in Kontakt mit der Kontaktfläche 102 des abgestuften Abschnitts gebracht. Zu dieser Zeit liegt der Spitzenabschnitt 52a auf der Öffnungsseite des Außenwandabschnitts 52 im mit dem Ventilelement 30 zusammengesetzten Zwischenraumbildungselement 50M als Zwischenmaterial an die erste Andruckfläche an.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist in einem Zustand, in dem das Ventilelement 30 und das Zwischenraumbildungselement 50M als Zwischenmaterial in die erste Spannvorrichtung 100 eingesetzt sind, ein Zwischenraum G4 zwischen der Bodenfläche 51 a des Zwischenraumbildungselements 50M als Zwischenmaterial und der Kontaktfläche 33b des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 ausgebildet. Die Größe des Zwischenraums G4 entspricht dem Einstellungsspielraum A1 des Vorhubs (G4 = A1).
  • Drittens wird, wie in 7 dargestellt ist, das Zwischenraumbildungselement 50M als Zwischenmaterial in einem mit dem Ventilelement 30 zusammengesetzten Zustand sandwichförmig zwischen der ersten Spannvorrichtung 100 und der zweiten Spannvorrichtung 110 angeordnet und wird eine Last L (eine die Dehngrenze des Zwischenraumbildungselements 50M überschreitende Last) in Höhenrichtung (in 7 der Vertikalrichtung) des Innenraums 50a auf das Zwischenraumbildungselement 50M als Zwischenmaterial angewendet, wodurch das Zwischenraumbildungselement 50M als Zwischenmaterial plastisch verformt wird. Die erste Spannvorrichtung 100 und die zweite Spannvorrichtung 110 sind so ausgelegt, dass sie eine solche Stärke aufweisen, dass sie nicht plastisch verformt werden, wenn eine Last auf das Zwischenraumbildungselement 50 angewendet wird.
  • Insbesondere wird das Zwischenraumbildungselement 50 (der Außenwandabschnitt 52) plastisch verformt, bis die Bodenfläche 51a des Innenraums 50a des Zwischenraumbildungselements 50 in Kontakt mit der Kontaktfläche 33b des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 gelangt. Dadurch wird die Größe des Zwischenraums G4 zwischen der Bodenfläche 51a des Zwischenraumbildungselements 50 und der Kontaktfläche 33b des Flanschabschnitts 33 infolge des Einstellungsspielraums A1 0 (G4 = 0). Weil andererseits die erste Spannvorrichtung 100 nicht verformt wird, bleibt die Größe der Stufe S1 der Kontaktfläche 102 der ersten Spannvorrichtung 100 in Bezug auf die erste Andruckfläche 103 beim Zielwert T2 des Vorhubbetrags ungeändert. Dadurch wird die Höhenabmessung Hs(a) des Innenraums 50a nach der Einstellung um den Einstellungsspielraum A1 gegenüber der Höhenabmessung Hs(b) des Innenraums 50a vor der Einstellung verringert. Daher wird der Vorhubbetrag D2(a), der einer durch Subtrahieren der Höhenabmessung Hc des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 von der Höhenabmessung Hs(a) des Innenraums 50a des Zwischenraumbildungselements 50 erhaltenen Abmessung entspricht, zum Zielwert T2.
  • Weil sich der Außenwandabschnitt 52 des Zwischenraumbildungselements 50 zu diesem Zeitpunkt durch plastische Verformung in Radialrichtung ausdehnt, ist der Innendurchmesser des Außenwandabschnitts 52 größer als der Innendurchmesser des Zwischenraumbildungselements 50M als Zwischenmaterial. Der Spitzenabschnitt 52a des Außenwandabschnitts 52 des Zwischenraumbildungselements 50 auf der Öffnungsseite wird gegen die erste Andruckfläche 103 der ersten Spannvorrichtung 100 gedrückt und plastisch verformt, wodurch die Werkzeugmarkierung zerdrückt wird. Dadurch werden die Oberflächenrauigkeit des Spitzenabschnitts 52a des Zwischenraumbildungselements 50 und die Haltbarkeit verbessert, weil der Spitzenabschnitt durch plastische Verformung bearbeitet und gehärtet wird.
  • Abhängig von der Bearbeitungsgenauigkeit des Zwischenraumbildungselements 50 und des Ventilelements 30 kann die Bodenfläche 51a des Zwischenraumbildungselements 50 etwas geneigt in Bezug auf die Kontaktfläche 33b des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 gebildet werden. Weil gemäß der vorliegenden Ausführungsform jedoch das Zwischenraumbildungselement 50M als Zwischenmaterial plastisch verformt wird, bis die Bodenfläche 51a des Zwischenraumbildungselements 50 an die Kontaktfläche 33b des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 anliegt, befindet sich der Kontaktabschnitt der Kontaktfläche 33b des Flanschabschnitts 33 in der Bodenfläche 51a des Zwischenraumbildungselements 50 nach der plastischen Verformung in einem der Form der Kontaktfläche 33b folgenden verformten Zustand. Daher kann die Kollisionsfläche zwischen der Bodenfläche 51a des Zwischenraumbildungselements 50 und der Kontaktfläche 33b des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 maximiert werden. Dadurch können die Spannungen zur Zeit einer Kollision zwischen beiden Komponenten, die an der Bodenfläche 51a des Zwischenraumbildungselements 50 und dem Flanschabschnitt 33 des Ventilelements 30 erzeugt werden, verringert werden und wird die Haltbarkeit beider Komponenten 30 und 50 verbessert.
  • Wie vorstehend beschrieben, werden beim Verfahren zum Einstellen des Vorhubs des Kraftstoffeinspritzventils 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Vorhubbetrag D2 des Kraftstoffeinspritzventils 1 eingestellt, welches das Ventilelement 30 mit dem Ventilkörper 32 am Spitzenabschnitt, das auf dem Ventilsitz 21b aufsitzen und davon getrennt werden kann, den beweglichen Kern 42 (das bewegliche Element), der in Ventilöffnungs-/-schließrichtung in Bezug auf das Ventilelement 30 verschoben und in Eingriff mit dem Ventilelement 30 gebracht werden kann, und das Zwischenraumbildungselement 50, das in Ventilöffnungs-/-schließrichtung in Bezug auf das Ventilelement 30 und den beweglichen Kern 42 (das bewegliche Element) verschiebbar ist und den Zwischenraum G2 bildet, der in einem Zustand, in dem der erste Abschnitt 51a an der Referenzposition 33b des Ventilelements 30 positioniert ist, durch den in Kontakt mit dem beweglichen Kern 42 (dem beweglichen Element) stehenden zweiten Abschnitt 52a einen Vorhub zwischen dem Eingriffsabschnitt 33a und 423a des Ventilelements 30 und dem beweglichen Kern 42 (dem beweglichen Element) definiert, aufweist. Das Zwischenraumbildungselement 50 weist vor der Einstellung des Vorhubbetrags D2 den Einstellungsspielraum A1 auf. Beim Vorhubeinstellungsverfahren wird die Last L in einer Richtung, die vom ersten Abschnitt 51 a zur Referenzposition 33b des Ventilelements 30 verläuft, in einem mit dem Ventilelement 30 zusammengesetzten Zustand auf das Zwischenraumbildungselement 50 angewendet und wird das Zwischenraumbildungselement 50 plastisch verformt, so dass die relative Länge (Höhenabmessung Hs des Innenraums) zwischen dem ersten Abschnitt 51a und dem zweiten Abschnitt 52a verkürzt wird, und wird der Vorhubbetrag D2 auf den Zielwert T2 gesetzt.
  • Gemäß diesem Verfahren kann die Abmessungsdifferenz (entsprechend dem Vorhubbetrag) an der vorgegebenen Position zwischen den beiden Komponenten des Ventilelements 30 und des Zwischenraumbildungselements 50 durch plastisches Verformen des mit dem Ventilelement 30 zusammengesetzten Zwischenraumbildungselements 50 auf den Zielwert T2 verringert werden. Daher kann selbst dann, wenn die beiden Komponenten 30 und 50 infolge der Bearbeitungsgenauigkeit eine große Abmessungstoleranz aufweisen, der Einfluss der Abmessungsoleranz auf die Abmessungsdifferenz an der vorgegebenen Position zwischen den beiden Komponenten 30 und 50 nach der Einstellung verringert werden. Das heißt, dass die Variation im Vorhubbetrag D2 unabhängig von der Bearbeitungsgenauigkeit der Komponenten 30 und 50 verringert werden kann.
  • Beim Vorhubeinstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Last L durch sandwichförmiges Anordnen des mit dem Ventilelement 30 zusammengesetzten Zwischenraumbildungselements 50 zwischen der ersten Spannvorrichtung 100 und der zweiten Spannvorrichtung 110 auf das Zwischenraumbildungselement 50 angewendet.
  • Gemäß diesem Verfahren kann die Abmessungsdifferenz (entsprechend dem Vorhubbetrag D2) an einer vorgegebenen Position zwischen den beiden Komponenten 30 und 50 lediglich durch einfaches sandwichförmiges Anordnen der beiden Komponenten des Ventilelements 30 und des Zwischenraumbildungselements 50 durch die beiden Spannvorrichtungen 100 und 110 eingestellt werden, ohne einer komplizierten Prozedur zu folgen. Daher kann die Einstellung des Vorhubbetrags D2 einfach ausgeführt werden.
  • Beim Vorhubeinstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die erste Spannvorrichtung 100 die Kontaktfläche 102, an welche die Eingriffsfläche 33a (der Eingriffsabschnitt oder der erste Seitenabschnitt) des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 anliegt, und die erste Andruckfläche 103, an welche der öffnungsseitige Endabschnitt 52a (der zweite Abschnitt) des Zwischenraumbildungselements 50 anliegt, auf. Die Kontaktfläche 102 bildet eine Stufe S1 mit einer dem Zielwert T2 des Vorhubbetrags in Bezug auf die erste Andruckfläche 103 entsprechenden Höhe. Die plastische Verformung des Zwischenraumbildungselements 50 geschieht, bis die Bodenfläche 51a (der erste Abschnitt) des Zwischenraumbildungselements 50 in einem Zustand, in dem die Eingriffsfläche 33a (der Eingriffsabschnitt oder der erste Seitenabschnitt) des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 in Kontakt mit der Kontaktfläche 102 der ersten Spannvorrichtung 100 steht, und in einem Zustand, in dem der öffnungsseitige Endabschnitt 52a (der zweite Abschnitt) des Zwischenraumbildungselements 50 in Kontakt mit der ersten Andruckfläche 103 der ersten Spannvorrichtung 100 steht, in Kontakt mit der Kontaktfläche 33b (der Referenzposition oder dem zweiten Seitenabschnitt) des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 gelangt.
  • Durch dieses Verfahren kann lediglich durch plastisches Verformen des Zwischenraumbildungselements 50, bis die Bodenfläche 51a (der erste Abschnitt) des Zwischenraumbildungselements 50 in Kontakt mit der Kontaktfläche 33b (der Referenzposition oder dem zweiten Seitenabschnitt) des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 gelangt, ein Zwischenraum mit einer Höhe der Stufe S1 der ersten Spannvorrichtung zwischen dem öffnungsseitigen Endabschnitt 52a (zweiten Abschnitt) des Zwischenraumbildungselements 50 und der Eingriffsfläche 33a (dem Eingriffsabschnitt oder dem ersten Seitenabschnitt) des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 gebildet werden. Daher kann der Vorhubbetrag D2 gemäß der Genauigkeit der Höhenabmessung der Stufe S1 der ersten Spannvorrichtung eingestellt werden, ohne durch die Bearbeitungsgenauigkeit der beiden Komponenten des Zwischenraumbildungselements 50 und des Ventilelements 30 beeinflusst zu werden. Daher kann die Variation des Vorhubbetrags D2 einfach verringert werden, ohne durch die Bearbeitungsgenauigkeit der Komponenten 30 und 50 beeinflusst zu werden.
  • Beim Kraftstoffeinspritzventil 1, bei dem das Vorhubeinstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, weist das Ventilelement 30 den Ventilstangenabschnitt 31, in dem der Ventilkörper 32 an einem Endabschnitt bereitgestellt ist und sich in Ventilöffnungs-/-schließrichtung erstreckt, und den Flanschabschnitt 33, der am anderen Endabschnitt des Ventilstangenabschnitts 31 bereitgestellt ist und vom Ventilstangenabschnitt 31 radial nach außen vorsteht, auf. Beim Flanschabschnitt 33 bildet die der Seite des Ventilkörpers 32 gegenüberstehende Eingriffsfläche 33a (der erste Seitenabschnitt) einen Eingriffsabschnitt in Bezug auf den beweglichen Kern 42 (das bewegliche Element) und bildet die Kontaktfläche 33b (der zweite Seitenabschnitt), welcher der Seite gegenübersteht, die dem Ventilkörper 32 entgegengesetzt ist, eine Referenzposition. Das Zwischenraumbildungselement 50 weist den Innenraum 50a auf, der den Flanschabschnitt 33 aufnehmen kann, und es handelt sich dabei um einen mit einem Boden versehenen zylindrischen Körper, der zur Seite des beweglichen Kerns 42 (des beweglichen Elements) offen ist. Die Höhenabmessung Hs von der Bodenfläche 51a des Innenraums 50a des Zwischenraumbildungselements 50 bis zum Öffnungsende wird auf einen größeren Wert gelegt als die Höhenabmessung Hc von der Eingriffsfläche 33a (vom ersten Seitenabschnitt) des Flanschelements 33 bis zur Kontaktfläche 33b (bis zum zweiten Seitenabschnitt). Beim Zwischenraumbildungselement 50 bildet die Bodenfläche 51a den ersten Abschnitt und bildet der öffnungsseitige Endabschnitt 52a den zweiten Abschnitt. Die plastische Verformung des Zwischenraumbildungselements 50 geschieht, bis die Bodenfläche 51a des Zwischenraumbildungselements 50 in einem Zustand, in dem das Zwischenraumbildungselement 50 und das Ventilelement 30 so angeordnet sind, dass die Abmessungsdifferenz zwischen dem öffnungsseitigen Endabschnitt 52a des Zwischenraumbildungselements 50 und der Eingriffsfläche 33a (des ersten Seitenabschnitts) des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 den Zielwert T2 des Vorhubbetrags D2 annimmt, in Kontakt mit der Kontaktfläche 33b (dem zweiten Seitenabschnitt) des Flanschabschnitts 33 gelangt.
  • Bei dieser Konfiguration kann die Abmessungsdifferenz (entsprechend dem Vorhubbetrag D2) zwischen dem öffnungsseitigen Endabschnitt 52a des Zwischenraumbildungselements 50 und der Eingriffsfläche 33a des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 auf den Zielwert T2 gesetzt werden, indem lediglich das Zwischenraumbildungselement 50 plastisch verformt wird, bis die Bodenfläche 51a des Zwischenraumbildungselements 50 in Kontakt mit der Kontaktfläche 33b des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 gelangt. Daher kann der Vorhubbetrag D2 auf den Zielwert eingestellt werden, ohne durch die Bearbeitungsgenauigkeit der beiden Komponenten des Zwischenraumbildungselements 50 und des Ventilelements 30 beeinflusst zu werden. Daher kann die Variation des Vorhubbetrags D2 einfach verringert werden, ohne durch die Bearbeitungsgenauigkeit der Komponenten 30 und 50 beeinflusst zu werden.
  • Beim Vorhubeinstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die erste Spannvorrichtung 100 das Einführungsloch 101, durch das der Ventilkörper 32 und der Ventilstangenabschnitt 31 des Ventilelements 30 eingeführt werden können, auf, und ist die Kontaktfläche 102 der ersten Spannvorrichtung 100 am Öffnungsrandabschnitt des Einführungslochs 101 ausgebildet. Wenn die Last L auf das Zwischenraumbildungselement 50 angewendet wird, steht der Flanschabschnitt 33 des Ventilelements 30 in einem Zustand, in dem der Ventilkörper 32 und der Ventilstangenabschnitt 31 in das Einführungsloch 101 der ersten Spannvorrichtung 100 eingeführt sind, in Kontakt mit der Kontaktfläche 102 der ersten Spannvorrichtung 100.
  • Bei dieser Konfiguration kann das Ventilelement 30 leicht in Bezug auf die erste Spannvorrichtung 100 positioniert werden und kann eine Positionsverschiebung des Ventilelements 30 und des Zwischenraumbildungselements 50 vermieden werden, wenn die Last L auf das Zwischenraumbildungselement 50 angewendet wird.
  • Beim Vorhubeinstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist das Ventilelement 30 den sich vom Flanschabschnitt 33 zur entgegengesetzten Seite des Ventilstangenabschnitts 31 erstreckenden Vorsprung 34 auf und weist das Zwischenraumbildungselement 50 den zylindrischen Neigungsregulierabschnitt 54 auf, der auf dem Vorsprung 34 des Ventilelements 30 gleiten kann. Die zweite Spannvorrichtung 110 weist das Einpassloch 111, in das der Neigungsregulierabschnitt 54 eingepasst werden kann, und die zweite Andruckfläche 113, die auf der Außenrandseite des Einpasslochs 111 in Kontakt mit dem Boden 51 des Zwischenraumbildungselements 50 steht, auf. Die Last L wird auf das Zwischenraumbildungselement 50 angewendet, indem die zweite Andruckfläche 113 der zweiten Spannvorrichtung 110 in einem Zustand, in dem das Einpassloch 111 der zweiten Spannvorrichtung 110 in den Neigungsregulierabschnitt 54 des Zwischenraumbildungselements 50 eingepasst ist, in Kontakt mit dem Boden 51 des Zwischenraumbildungselements 50 gebracht wird.
  • Durch diese Konfiguration wird die Positionierung der zweiten Spannvorrichtung 110 in Bezug auf das Ventilelement 30 und das Zwischenraumbildungselement 50 einfach. Ferner wird, wenn die Last L auf das Zwischenraumbildungselement 50 angewendet wird, die Neigung des Zwischenraumbildungselements 50 in Bezug auf das Ventilelement 30 unterdrückt, so dass die Last L in einer geeigneten Richtung auf das Zwischenraumbildungselement 50 angewendet werden kann und der Vorhubbetrag D2 geeignet eingestellt werden kann.
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem das vorliegende Hubeinstellungsverfahren auf das elektromagnetische Kraftstoffeinspritzventil 1 angewendet wird, welches das Ventilelement 30 elektromagnetisch antreibt. Das Hubeinstellungsverfahren kann jedoch auch auf ein Kraftstoffeinspritzventil angewendet werden, welches das Ventilelement 30 durch den piezoelektrischen Effekt oder ein magnetostriktives Phänomen antreibt.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt, sondern es können verschiedene Modifikationen enthalten sein. Die vorstehenden Ausführungsformen wurden im Interesse eines klaren Verständnisses der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben und sind nicht notwendigerweise auf jene beschränkt, die alle beschriebenen Konfigurationen aufweisen. Einige der Konfigurationen einer bestimmten Ausführungsform können durch die Konfigurationen der anderen Ausführungsformen ersetzt werden, und die Konfigurationen der anderen Ausführungsformen können zu den Konfigurationen einer bestimmten Ausführungsform hinzugefügt werden. Zusätzlich können einige der Konfigurationen jeder Ausführungsform fortgelassen werden, durch andere Konfigurationen ersetzt werden und zu anderen Konfigurationen hinzugefügt werden.
  • Beispielsweise wurde gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Beispiel der Konfiguration beschrieben, wobei die erste Endfläche 42a des beweglichen Kerns 42 und die Endfläche 41b des festen Kerns 41 in Kontakt miteinander gelangen. Es ist jedoch auch möglich, einen Vorsprung an zumindest einer von der ersten Endfläche 42a des beweglichen Kerns 42 und der Endfläche 41b des festen Kerns 41 bereitzustellen, so dass der Vorsprung eines Elements und die Endfläche des anderen Elements oder die Vorsprünge beider Elemente aneinander anliegen. In diesem Fall ist der vorstehend beschriebene Zwischenraum G1 ein Zwischenraum zwischen beiden aneinander anliegenden Abschnitten des festen Kerns 41 und des beweglichen Kerns 42.
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wurde das Beispiel der Konfiguration beschrieben, wobei die Aussparung 423 im beweglichen Kern 42 ausgebildet ist. Die Aussparung 423 kann jedoch auch nicht im beweglichen Kern 42 ausgebildet sein. In diesem Fall greift die erste Endfläche 42a des beweglichen Kerns 42 in die Eingriffsfläche 33a des Flanschabschnitts 33 des Ventilelements 30 ein und dient als Kontaktabschnitt, der an den Spitzenabschnitt 52a auf der Öffnungsseite des Außenwandabschnitts 52 des Zwischenraumbildungselements 50 anliegt. Selbst in diesem Fall können die gleichen Wirkungen erhalten werden wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kraftstoffeinspritzventil
    21b
    Ventilsitz
    30
    Ventilelement
    31
    Ventilstangenabschnitt
    32
    Ventilkörper
    33
    Flanschabschnitt (Eingriffsabschnitt)
    33a
    Eingriffsfläche (Eingriffsabschnitt, erster Seitenabschnitt)
    33b
    Kontaktfläche (Referenzposition, zweiter Seitenabschnitt)
    34
    Vorsprung
    33b
    Kontaktfläche (Referenzposition)
    41
    fester Kern
    42
    beweglicher Kern (bewegliches Element)
    423a
    Bodenfläche (Eingriffsabschnitt)
    50
    Zwischenraumbildungselement
    50a
    Innenraum
    51a
    Bodenfläche (erster Abschnitt)
    52a
    öffnungsseitiger Endabschnitt (zweiter Abschnitt)
    54
    Neigungsregulierabschnitt
    100
    erste Spannvorrichtung
    101
    Einführungsloch
    102
    Kontaktfläche
    103
    erste Andruckfläche
    110
    zweite Spannvorrichtung
    111
    Einpassloch
    113
    zweite Andruckfläche
    G2
    Zwischenraum
    Hs
    Höhenabmessung des Innenraums
    Hc
    Höhenabmessung des Flanschabschnitts
    S1
    Stufe
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2016/042896 [0004]

Claims (7)

  1. Vorhubeinstellungsverfahren zum Einstellen eines Vorhubbetrags eines Kraftstoffeinspritzventils, welches Folgendes aufweist: ein Ventilelement mit einem Ventilkörper an einem Spitzenabschnitt, wobei der Ventilkörper auf einem Ventilsitz sitzen und von diesem getrennt werden kann, ein bewegliches Element, das in Ventilöffnungs-/-schließrichtung in Bezug auf das Ventilelement verschiebbar ist und mit dem Ventilelement in Eingriff gebracht werden kann, und ein Zwischenraumbildungselement, das in Ventilöffnungs-/-schließrichtung in Bezug auf das Ventilelement und das bewegliche Element verschiebbar ausgelegt ist, wobei das Zwischenraumbildungselement einen Zwischenraum bildet, der durch einen zweiten Abschnitt, der in einem Zustand, in dem der erste Abschnitt an einer Referenzposition des Ventilelements positioniert ist, an das bewegliche Element anliegt, einen Vorhub zwischen dem Ventilelement und dem Eingriffsabschnitt des beweglichen Elements definiert, wobei das Zwischenraumbildungselement vor der Einstellung des Vorhubbetrags einen Einstellungsspielraum aufweist, eine Last in der vom ersten Abschnitt zur Referenzposition des Ventilelements verlaufenden Richtung in einem Zustand, in dem es mit dem Ventilelement zusammengesetzt ist, auf das Zwischenraumbildungselement angewendet wird, und das Zwischenraumbildungselement plastisch verformt wird, um die relative Länge zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt zu verringern, um einen Vorhubbetrag auf einen Zielwert zu setzen.
  2. Vorhubeinstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei eine Last durch sandwichförmiges Anordnen des mit dem Ventilelement zusammengesetzten Zwischenraumbildungselements zwischen einer ersten Spannvorrichtung und einer zweiten Spannvorrichtung auf das Zwischenraumbildungselement angewendet wird.
  3. Vorhubeinstellungsverfahren nach Anspruch 2, wobei die erste Spannvorrichtung eine Kontaktfläche, an welche ein Eingriffsabschnitt des Ventilelements anliegt, und eine erste Andruckfläche, an welche der zweite Abschnitt des Zwischenraumbildungselements anliegt, aufweist, die Kontaktfläche eine Stufe mit einer einem Zielwert des Vorhubbetrags in Bezug auf die erste Andruckfläche entsprechenden Höhe bildet und eine plastische Verformung des Zwischenraumbildungselements ausgeführt wird, bis der erste Abschnitt des Zwischenraumbildungselements in einem Zustand, in dem der Eingriffsabschnitt des Ventilelements an die Kontaktfläche der ersten Spannvorrichtung anliegt, und in einem Zustand, in dem der zweite Abschnitt des Zwischenraumbildungselements an die erste Andruckfläche der ersten Spannvorrichtung anliegt, an die Referenzposition des Ventilelements anliegt.
  4. Vorhubeinstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Ventilelement einen Ventilstangenabschnitt, in dem der Ventilkörper an einem Endabschnitt bereitgestellt ist und sich in Ventilöffnungs-/- schließrichtung erstreckt, und einen Flanschabschnitt, der am anderen Endabschnitt des Ventilstangenabschnitts bereitgestellt ist und in Radialrichtung vom Ventilstangenabschnitt nach außen vorsteht, aufweist, im Flanschabschnitt ein erster Seitenabschnitt, welcher der Seite des Ventilkörpers gegenübersteht, einen Eingriffsabschnitt in Bezug auf das bewegliche Element bildet, und ein zweiter Seitenabschnitt, welcher einer Seite gegenübersteht, die dem Ventilelement entgegengesetzt ist, die Referenzposition bildet, das Zwischenraumbildungselement ein mit einem Boden versehener zylindrischer Körper ist, der einen Innenraum aufweist, welcher in der Lage ist, den Flanschabschnitt und die Öffnung zum beweglichen Element aufzunehmen, die Höhenabmessung von einer Bodenfläche zu einem Öffnungsende des Innenraums des Zwischenraumbildungselements auf einen größeren Wert gelegt wird als die Höhenabmessung vom ersten Seitenabschnitt zum zweiten Seitenabschnitt des Flanschabschnitts, die Bodenfläche des Zwischenraumbildungselements den ersten Abschnitt bildet und ein öffnungsseitiger Endabschnitt den zweiten Abschnitt bildet und eine plastische Verformung des Zwischenraumbildungselements ausgeführt wird, bis die Bodenfläche des Zwischenraumbildungselements in einem Zustand, in dem das Zwischenraumbildungselement und das Ventilelement so angeordnet sind, dass die Abmessungsdifferenz zwischen dem öffnungsseitigen Endabschnitt des Zwischenraumbildungselements und dem ersten Seitenabschnitt des Flanschabschnitts des Ventilelements einen Zielwert des Vorhubbetrags annimmt, in Kontakt mit dem zweiten Seitenabschnitt des Flanschabschnitts gelangt.
  5. Vorhubeinstellungsverfahren nach Anspruch 4, wobei eine Last durch sandwichförmiges Anordnen des mit dem Ventilelement zusammengesetzten Zwischenraumbildungselements zwischen einer ersten Spannvorrichtung und einer zweiten Spannvorrichtung auf das Zwischenraumbildungselement angewendet wird, die erste Spannvorrichtung eine Kontaktfläche, an welche der erste Seitenabschnitt des Flanschabschnitts anliegt, und eine erste Andruckfläche, an welche der öffnungsseitige Endabschnitt des Zwischenraumbildungselements anliegt, aufweist, die Kontaktfläche eine Stufe mit einer einem Zielwert des Vorhubbetrags in Bezug auf die erste Andruckfläche entsprechenden Höhe bildet und eine plastische Verformung des Zwischenraumbildungselements ausgeführt wird, bis die Bodenfläche des Zwischenraumbildungselements in einem Zustand, in dem der erste Seitenabschnitt des Flanschabschnitts des Ventilelements an die Kontaktfläche der ersten Spannvorrichtung anliegt, und in einem Zustand, in dem der öffnungsseitige Endabschnitt des Zwischenraumbildungselements an die erste Andruckfläche der ersten Spannvorrichtung anliegt, an den zweiten Seitenabschnitt des Flanschabschnitts anliegt.
  6. Vorhubeinstellungsverfahren nach Anspruch 5, wobei die erste Spannvorrichtung ein erstes Einführungsloch aufweist, durch das der Ventilkörper und der Ventilstangenabschnitt des Ventilelements eingeführt werden können, die Kontaktfläche der ersten Spannvorrichtung an einem Öffnungsrand des ersten Einführungslochs ausgebildet ist und wenn eine Last auf das Zwischenraumbildungselement angewendet wird, das Ventilelement so ausgelegt ist, dass der Flanschabschnitt in einem Zustand, in dem der Ventilkörper und der Ventilstangenabschnitt in das erste Einführungsloch der ersten Spannvorrichtung eingeführt sind, in Kontakt mit der Kontaktfläche der ersten Spannvorrichtung steht.
  7. Vorhubeinstellungsverfahren nach Anspruch 6, wobei das Ventilelement einen Vorsprung aufweist, der sich vom Flanschabschnitt zu einer dem Ventilstangenabschnitt entgegengesetzten Seite erstreckt, das Zwischenraumbildungselement einen zylindrischen Neigungsregulierabschnitt aufweist, der auf dem Vorsprung des Ventilelements gleiten kann, die zweite Spannvorrichtung ein Einpassloch, in das der Neigungsregulierabschnitt eingepasst werden kann, und eine zweite Andruckfläche, die auf einer Außenrandseite des Einpasslochs in Kontakt mit dem Boden des Zwischenraumbildungselements steht, aufweist und eine Last auf das Zwischenraumbildungselement angewendet wird, indem die zweite Andruckfläche der zweiten Spannvorrichtung in einem Zustand, in dem das Einpassloch der zweiten Spannvorrichtung in den Neigungsregulierabschnitt des Zwischenraumbildungselements eingepasst ist, in Kontakt mit dem Boden des Zwischenraumbildungselements gebracht wird.
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