DE10323398A1 - Kraftstoffeinspritzventil - Google Patents

Abstract

Ein Kraftstoffeinspritzventil eines Verbrennungsmotors für ein Fahrzeug umfasst eine Düsenplatte mit einer Vielzahl von Düsenlöchern. Kraftstoffeinspritzstrahlen werden von den Düsenlöchern eingespritzt und zusammengeführt. Die Dicke der Düsenplatte ist gleich oder größer als der Durchmesser der Düsenlöcher.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil, das vorzugsweise als Kraftstoffeinspritzventil in einem Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug verwendet wird.
• Die vorläufige japanische Patentveröffentlichung 2001- 27169 gibt ein Kraftstoffeinspritzventil an. Die Düsenplatten eines derartigen Kraftstoffeinspritzventils aus dem Stand der Technik können in zwei Gruppen unterteilt werden. Die eine Gruppe umfasst zusammenführende Platten, bei denen die in der Düsenplatte ausgebildeten Düsenlöcher derart geneigt sind, dass die aus den Düsenlöchern ausgestoßenen Kraftstoffstrahlen zusammengeführt werden. Die andere Gruppe umfasst nicht zusammenführende Düsenplatten, bei denen die Düsenlöcher derart geneigt sind, dass die aus den Düsenlöcher ausgestoßenen Kraftstoffstrahlen nicht zusammengeführt werden.
• Bei einer nicht zusammenführenden Düsenplatte kann ein Einspritzstrahl des Kraftstoffes in einen breiten Bereich ausgestoßen werden, um eine Atomisierung des Kraftstoffes zu fördern, indem die Dicke der Düsenplatte kleiner als der Durchmesser der Düsenlöcher gewählt wird.
• Je kürzer jedoch bei einer zusammenführenden Düsenplatte, bei der die Dicke der Düsenplatte kleiner als der Durchmesser der Düsenlöcher gewählt ist, die Länge der Düsenlöcher ist, desto weniger neigen die Einspritzstrahlen des Kraftstoffes dazu, in einer geraden Linie auszutreten. Die Strahlen aus den einzelnen Düsenlöchern werden also nicht korrekt zusammengeführt, sodass es schwierig ist, die Atomisierung der Kraftstoffes zu fördern.
• Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzventil anzugeben, das die Atomisierung des von einer zusammenführenden Düsenplatte eingespritzten Kraftstoffes fördern kann.
• Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftstoffeinspritzventil angegeben, welches umfasst: ein Gehäuse mit einem Kraftstoffdurchgang, ein in dem Gehäuse angeordnetes Ventilsitzglied, das einen Ventilsitz umfasst, ein verschiebbar in dem Gehäuse angeordnetes Ventilelement, das gewöhnlich auf dem Ventilsitz ruht, und eine den Ventilsitz bedeckende Düsenplatte, wobei die Düsenplatte eine Vielzahl von Düsenlochsätzen mit jeweils einer Vielzahl von Düsenlöchern umfasst, wobei jedes Düsenlochsatz Kraftstoffeinspritzstrahle einspritzt und die Kraftstoffeinspritzstrahle zusammenführt, wenn das Ventilelement aus dem Ventilsitz gehoben wird, wobei die Dicke der Düsenplatte gleich oder größer als der Durchmesser der Düsenlöcher ist.
• Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein mit einem Verbrennungsmotor verbundenes Kraftstoffeinspritzventil angegeben, welches umfasst: ein Gehäuse mit einem Kraftstoffdurchgang, ein in dem Gehäuse angeordnetes Ventilsitzglied, das einen Ventilsitz umfasst, ein verschiebbar in dem Gehäuse angeordnetes Ventilelement und eine den Ventilsitz bedeckende Düsenplatte, wobei die Düsenplatte sechs Düsenlochsätze umfasst, wobei jeder Düsenlochsatz zwei Düsenlöcher umfasst, wobei jeder Düsenlochsatz zwei Kraftstoffeinspritzstrahle einspritzt und die zwei Kraftstoffeinspritzstrahle zusammenführt, wenn das Ventilelement aus dem Ventilsitz gehoben wird, wobei die Düsenlochsätze zwei Düsenlochsatzgruppen bilden, wobei die Düsenlochsatzgruppen angeordnet sind, um die zusammengeführten Kraftstoffeinspritzstrahlen in zwei unterschiedliche Richtungen zu lenken, wobei das Verhältnis zwischen der Dicke der Düsenplatte und dem Durchmesser der Düsenlöcher gleich oder größer als ein Wert von 1,0 ist.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftstoffventil angegeben, welches umfasst: ein Gehäuse, das einen Kraftstoffdurchgang definiert, ein in dem Gehäuse angeordnetes Ventilsitzglied, das einen Ventilsitz definiert, ein verschiebbar in dem Gehäuse angeordnetes Ventilelement und eine den Ventilsitz bedeckende Düsenplatte, wobei die Düsenplatte eine Vielzahl von Düsenlochsatzgruppen umfasst, die symmetrisch zu einer Mittellinie der Düsenplatte angeordnet sind, wobei jede der Düsenlochsatzgruppen eine Vielzahl von Düsenlochsätzen umfasst, wobei jeder der Düsenlochsätze eine Vielzahl von Düsenlöchern umfasst, wobei jeder Düsenlochsatz Kraftstoffeinspritzstrahle einspritzt und die Kraftstoffeinspritzstrahle zusammenführt, wenn das Ventilelement verschoben wird, um einen Zwischenraum zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz zu bilden, wobei jeder Düsenlochsatz ein Sprühmuster in der sich von der Mittellinie der Düsenplatte entfernenden Richtung bildet und wobei die Dicke t der Düsenplatte und der Durchmesser d der Düsenlöcher in einem Verhältnis zueinander stehen, das die Gleichung t/d ≥ 1,0 erfüllt.
• Andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
• Fig. 1 ist eine Querschnittansicht, die ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
• Fig. 2 ist eine vergrößerte Querschnittansicht eines Endes des Ventilgehäuses von Fig. 1.
• Fig. 3 ist eine Querschnittansicht, die nur die Düsenplatte von Fig. 2 zeigt.
• Fig. 4 ist eine Draufsicht, die nur die Düsenplatte von Fig. 3 zeigt.
• Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht, welche die Düsenlochsätze von Fig. 4 während einer Einspritzoperation zeigt.
• Fig. 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die ein Paar von Düsenlöchern, die einen Düsenlochsatz bilden, in der Richtung der Pfeile VI-VI von Fig. 5 zeigt.
• Fig. 7 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die eine nicht zusammenführende Düsenplatte und die darin enthaltenen Düsenlöcher wie in Fig. 6 zeigt.
• Fig. 8 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen dem Tröpfchendurchmesser des eingespritzten Kraftstoffes und dem dimensionalen Verhältnis zwischen der Dicke der Düsenplatte und dem Durchmesser der Düsenlöcher jeweils für zusammenführende und nicht zusammenführende Düsenplatten zeigt.
• Fig. 9 ist eine Querschnittansicht, die ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
• Fig. 10 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die ein Ende des elektromagnetischen Rohrkörpers von Fig. 9 zeigt.
• Fig. 11 ist eine Querschnittansicht, die nur die Düsenplatte von Fig. 10 zeigt.
• Fig. 12 ist eine Draufsicht, die nur die Düsenplatte zeigt.
• Mit Bezug auf Fig. 1 bis 8 wird im Folgenden eine erste Ausführungsform eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug erläutert.
• Ein Gehäuse 1, das im wesentlichen rohrförmig ist, bildet den Hauptkörper eines Kraftstoffeinspritzventils. Das Gehäuse 1 umfasst ein Ventilgehäuse 2, ein Kraftstoffeinlassrohr 3 und ein Magnetpfad-Erzeugungsglied 5.
• Das Ventilgehäuse 2, das nicht gestuft ist, ist an einem Ende des Gehäuses 1 angeordnet und aus einem magnetischen Material wie etwa einem elektromagnetischen rostfreien Stahl hergestellt. Das Ventilgehäuse 2 umfasst einen Rohrteil 2A mit großem Durchmesser und einen Rohrteil 2B mit kleinem Durchmesser, der einstückig mit dem Rohrteil 2A an einem Ende desselben ausgebildet ist. Eine Kunstharzabdeckung 14 ist an der Basis des Rohrteils 2A mit großem Durchmesser angebracht.
• Das Kraftstoffeinlassrohr 3 ist aus einem magnetischen Material wie etwa einem elektromagnetischen rostfreien Stahl hergestellt und ist über ein rohrförmiges Verbindungsglied 4 aus einem nicht-magnetischen Material mit der Basis des Ventilgehäuses 2 verbunden. Das Kraftstoffeinlassrohr 3 ist über ein Magnetpfad-Erzeugungsglied 5 magnetisch mit dem Ventilgehäuse 2 verbunden. Das Magnetpfad-Erzeugungsglied 5 ist ein schmales Stück aus einem magnetischen Metall, das an einem äußeren Umfang einer elektromagnetischen Spule 13 angeordnet ist.
• Wenn also die elektromagnetische Spule 13 mit Strom versorgt wird, kann ein geschlossener Magnetkreis durch das Ventilgehäuse 2, das Kraftstoffeinlassrohr 3, das Magnetpfad- Erzeugungsglied 5 und einen Anziehungsteil 11 eines Ventilelements 9 gebildet werden. Ein Kraftstoffdurchgang 6, der sich axial von der Basis des Kraftstoffeinlassrohrs 3 bis zu einem Ventilsitzglied 8 innerhalb des Ventilgehäuses 2 erstreckt, und ein Kraftstofffilter 7 zum Filtern des zu dem Kraftstoffdurchgang 6 zugeführten Kraftstoffs sind in dem Gehäuse 1 angeordnet.
• Ein Ventilsitzglied 8 ist in den Rohrteil 2B mit kleinem Durchmesser des Ventilgehäuses 2 eingesetzt. Das Ventilsitzglied 8 ist aus einem Metall- oder Kunststoffmaterial ausgebildet und weist wie in Fig. 2 gezeigt eine Rohrform auf. Ein Ventilelement-Einsteckloch 8A ist an einem Innenumfang an der Basis des Ventilsitzglied 8 definiert. Ein im wesentlichen konischer Ventilsitz 8B ist an einem Ende des Ventilelement-Einstecklochs 8A ausgebildet und definiert eine kreisförmige Einspritzöffnung 8C.
• Das Ventilelement 9 ist verschiebbar in dem Ventilgehäuse 2 angeordnet und umfasst eine Ventilstange 10, die durch das Biegen eines Materials wie etwa einer Metallplatte zu einer Rohrform gebildet wird, einen Anziehungsteil 11, der aus einem magnetischen oder ähnlichen Material zu einer Rohrform geformt wurde und an der Basis der Ventilstange 10 befestigt ist, und einen Ventilteil 12, der kugelförmig ist und auf dem Ventilsitz 8B des Ventilsitzteils 8 ruht bzw. von diesem abgehoben werden kann. Eine Vielzahl von Vertiefungsteilen 12A sind am äußeren Umfang des Ventilteils 12 ausgebildet, um Zwischenräume zwischen dem Ventilteil 12 und dem Innenumfang des Ventilsitzglied 8 wie in Fig. 1 und 2 gezeigt zu bilden.
• Wenn sich das Ventilelement 9 schließt, um den Kraftstofffluss zu unterbrechen, wird der Ventilteil 12 aufgrund der Federkraft einer Ventilfeder 16 in einem Ruhezustand auf dem Ventilsitz 8B des Ventilsitzglieds 8 gehalten, wobei in diesem Zustand der Anziehungsteil 11 und das Kraftstoffeinlassrohr 3 durch einen Abstand entlang einer gemeinsamen Achse getrennt werden. Wenn die elektromagnetische Spule 13 mit Strom versorgt wird, wird ein Magnetfeld durch die elektromagnetische Spule 13 erzeugt, wodurch der Anziehungsteil 11 des Ventilelements 9 magnetisch durch das Kraftstoffeinlassrohr 3 angezogen wird. Das Ventilelement 9 verschiebt sich dabei axial gegen die Federkraft der Ventilfeder 16, sodass der Ventilteil 12 von dem Ventilsitz 8B abgehoben wird und damit das Ventil geöffnet wird.
• Die elektromagnetische Spule 13 ist an einem äußeren Umfang des Kraftstoffeinlassrohrs 3 als Aktuator angeordnet und ist durch eine Kunstharzabdeckung 14 bedeckt, die sich wie in Fig. 1 gezeigt über das Ventilgehäuse 2 und das Kraftstoffeinlassrohr 3 erstreckt. Ein Magnetfeld wird erzeugt, indem die elektromagnetische Spule 13 über eine Steckverbindung auf der Kunstharzabdeckung 14 mit Strom versorgt wird, und das Ventilelement 9 wird geöffnet.
• Die Ventilfeder 16 ist innerhalb des Kraftstoffeinlassrohrs 3 in komprimierter Form angeordnet. Die Ventilfeder 16 ist zwischen dem Ventilelement 9 und einem Rohrelement 17 angeordnet, das innerhalb des Kraftstoffeinlassrohrs 3 fixiert ist, und übt eine Kraft auf das Ventilelement 9 in der Richtung des Ventilsitzglieds 8 aus, um das Ventil in der geschlossenen Position zu halten. Wenn sich das Ventilelement 9 gegen die Federkraft der Ventilfeder 16 öffnet, wird der Kraftstoff im Kraftstoffdurchgang 6 ablenkend von der Düsenplatte 18 nach links und rechts in einen Einlasskrümmer oder einen ähnlichen Bereich eingespritzt.
• Die Düsenplatte 18 bedeckt eine Einspritzöffnung 8C des Ventilsitzglieds 8 an einer Außenseiten der Einspritzöffnung 8C. Wie in Fig. 2 und 4 gezeigt, umfasst die Düsenplatte 18 einen flachen Teil 18A, der etwa durch das Pressen einer Metallplatte als kreisförmige Platte ausgebildet ist, sowie einen Randteil 18B, der im wesentlichen in einer L-Form am Außenumfang des flachen Teils 18A ausgebildet ist.
• Der flache Teil 18A ist durch einen Schweißteil 19 mit einem Ende eines Ventilsitzteils 8 verbunden, und der Randteil 18B ist mittels eines Schweißteils 20 am Innenumfang des Rohrteils 2B mit kleinem Durchmesser des Ventilgehäuses 2 befestigt.
• Eine Vielzahl von Düsenlöchern 21 ist auf dem flachen Teil 18A der Düsenplatte 18 angeordnet. Wie in Fig. 4 und 5 gezeigt, sind insgesamt 12 Löcher in einem zentralen Bereich des flachen Teils 18A ausgebildet, wobei der Kraftstoff in dem Gehäuse 1 durch diese Düsenlöcher ausgestoßen wird, wenn sich das Ventilelement 9 öffnet.
• Jedes Düsenloch 21 weist zwei benachbarte Düsenlöcher 21A und 21B auf, wobei insgesamt sechs Düsenlochsätze 22, 23, 24, 25, 26, 27 gebildet werden. Eine Achse X-X läuft durch die Düsenplatte 18 und unterteilt diese in zwei symmetrische Hälften, sodass die Düsenlochsätze in zwei Gruppen von jeweils drei Sätzen unterteilt werden, wobei die Düsenlochsätze 22, 23 und 24 auf einer Seite und die Düsenlochsätze 25, 26 und 27 symmetrisch auf der anderen Seite angeordnet sind.
• Wie in Fig. 6 gezeigt, sind die entsprechenden Lochmitten A-A und B-B der Düsenlöcher 21A und 21B jedes Düsenlochsatzes 22 bis 27 mit einem Winkel 6 in Bezug auf die Achse Y-Y geneigt, die orthogonal zu dem flachen Teil 18A der Düsenplatte 18 ist. Die Lochzentren A-A und B-B schneiden sich, um eine V-Form zu bilden, die um die Achse Y-Y zentriert ist.
• Auf diese Weise ist jeder Düsenlochsatz 22 bis 27 als ein zusammenführender Düsenlochsatz vorgesehen, der die Einspritzstrahlen des aus den entsprechenden Düsenlöchern 21A und 21B eingespritzten Kraftstoffs in den durch F angegebenen Richtungen zusammenführt.
• Die Düsenlochsätze 22 bis 27 atomisieren den Kraftstoff, indem sie die Einspritzstrahlen des aus den Düsenlöchern 21A und 21B ausgestoßenen Kraftstoffes zusammenführen und den Kraftstoff in den in Fig. 5 gezeigten Sprühmustern 28, 29, 30, 31, 32 und 33 ausstoßen.
• Die Plattendicke t der Düsenplatte 18 (flacher Teil 18A) und der Lochdurchmesser d der Düsenlöcher 21A und 21B weisen ein dimensionales Verhältnis t/d auf, das die folgende Gleichung (1) erfüllt:
  
  t/d ≥ 1,0 (1)
  
• Gemäß dieser ersten Ausführungsform ist die Plattendicke t der Düsenplatte 18 innerhalb eines Bereichs von 0,3 mm ≥ d ≥ 0,05 mm gewählt, und ist der Lochdurchmesser d der Düsenlöcher 21A, 21B innerhalb eines Bereichs von 0,3 mm ≥ d ≥ 0,05 mm gewählt, was in Fig. 6 zu erkennen ist.
• Es ist also möglich, die Länge L der Düsenlöcher 21A und 21B in der Düsenplatte 18 lang zu wählen, sodass die Einspritzstrahlen geradlinig aus den entsprechenden Düsenlöchern 21A und 21B in den durch F angegebenen Richtungen ausgestoßen werden können.
• Dadurch kann sichergestellt werden, dass die aus den Düsenlöchern 21A und 218 jedes Düsenlochsatzes 22 bis 27 ausgestoßenen Einspritzstrahlen korrekt zusammengeführt werden, sodass die Atomisierung des Kraftstoffes gefördert werden kann und die Sprühmuster 28 bis 33 aus den Düsenlochsätzen 22 bis 27 auf eine größere Fläche verbreitert werden können.
• Im Folgenden wird der Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der vorliegenden Ausführungsform erläutert.
• Zuerst wird ein Magnetfeld durch das Ventilgehäuse 2, das Kraftstoffeinlassrohr 3 und das Magnetfeld-Erzeugungsglied 5 gebildet, wenn Strom über die Steckverbindung 15 zu der elektromagnetischen Spule 13 geführt wird, sodass das Anziehungsteil 11 des Ventilelements 9 magnetisch zu einer Endoberfläche des Kraftstoffeinlassrohrs 3 gezogen wird.
• Daraus resultiert, dass der Ventilteil 12 des Ventilelements 9 aus dem Ventilsitz 8B des Ventilsitzglieds 8 gehoben wird und sich das Ventilelement 9 gegen die Kraft der Ventilfeder 16 öffnet. Der Kraftstoff in dem Kraftstoffdurchgang 6 wird aus der Einspritzöffnung 8C des Ventilsitzglieds 8 jeweils durch die Düsenlochsätze 22, 23, 24, 25, 26, 27 der Düsenplatte 18 ausgestoßen.
• Dabei werden wie in Fig. 6 gezeigt die Einspritzstrahlen des aus den Düsenlöchern 21A, 21B des Düsenlochsatzes 22 in den durch F angegebenen Richtungen ausgestoßenen Kraftstoffs zusammengeführt. Wie in Fig. 5 gezeigt, wird der durch die Zusammenführung der Einspritzstrahlen atomisierte Kraftstoff in dem Sprühmuster 28 aus dem Düsenlochsatz 22 ausgestoßen.
• Kraftstoff wird in gleicher Weise aus den anderen Düsenlochsätzen 23, 24, 25, 26 und 27 in den Sprühmustern 29, 30, 31, 32 und 33 ausgestoßen, sodass der aus den Düsenlochsätzen 22 bis 27 ausgestoßene Kraftstoff in einem entsprechend gemischten Zustand zu einem Motor-Einlasskrümmer zugeführt wird (nicht gezeigt).
• Der Tröpfchendurchmesser der aus den Düsenlöchern 21A und 21B der zusammenführenden Düsenplatte 18 gemäß der ersten Ausführungsform ausgestoßenen Kraftstoffs wird mit demjenigen einer nicht zusammenführenden Düsenplatte mit Bezug auf Fig. 7 und 8 verglichen.
• Wie in Fig. 7 gezeigt, weist die nicht zusammenführende Düsenplatte 18' eine Plattendicke t auf, die derjenigen der zusammenführenden Düsenplatte 18 gemäß der ersten Ausführungsform entspricht, und die darin ausgebildeten Düsenlöcher 21A' und 21B' weisen einen Lochdurchmesser d auf, der demjenigen der Düsenlöcher 21A und 21B gemäß der ersten Ausführungsform entspricht. Die Düsenlöcher 21A' und 218' sind jedoch in der Düsenplatte 18' derart ausgebildet, dass die Achsen A-A und B-B von entsprechenden Düsenlöchern 21A' und 21B' eine umgekehrte V-Form bilden. Die Düsenlöcher 21A' und 21B' bilden einen nicht zusammenführenden Düsenlochsatz, um die Einspritzstrahlen des Kraftstoffs in unterschiedlichen Richtungen auszustoßen, sodass diese nicht zusammengeführt werden.
• Die Tröpfchendurchmesser des aus den Düsenlöchern 21A und 21B der Düsenplatte 18 ausgestoßenen Kraftstoffs und des aus den Düsenlöchern 21A' und 21B' der Düsenplatte 18' ausgestoßenen Kraftstoffs werden verglichen, wobei angenommen wird, dass der Durchmesser d der Düsenlöcher 21A und 21B demjenigen der Düsenlöcher 21A' und 21B' entspricht, wobei das dimensionale Verhältnis t/d der Plattendicke t und des Lochdurchmessers d in Übereinstimmung mit der Plattendicke t der Düsenplatten 18 und 18' variiert.
• Ein Ergebnis für den aus den Düsenlöchern 21A und 21B der zusammenführenden Düsenplatte 18 gemäß der ersten Ausführungsform ausgestoßenen Kraftstoff ist in Fig. 8 durch die Kennlinie 34 gezeigt, die eine zusammenführende Einspritzung wiedergibt. Dabei wird der Tröpfchendurchmesser um so kleiner, je größer das dimensionale Verhältnis t/d zwischen der Plattendicke t und dem Lochdurchmesser d wird. Wie durch die Kennlinie 35 für eine nicht zusammenführende Einspritzung angegeben, wird dagegen der Tröpfchendurchmesser des aus den Düsenlöchern 21A' und 21B' der nicht zusammenführenden Düsenplatte 18' ausgestoßenen Kraftstoffes umso größer, je größer das dimensionale Verhältnis t/d wird.
• In dem Bereich, in dem das dimensionale Verhältnis t/d ungefähr 0,8 beträgt, ist der Tröpfchendurchmesser des aus den Düsenlöchern 21A und 21B der zusammenführenden Düsenplatte 18 gemäß der ersten Ausführungsform ausgestoßene Kraftstoffs im wesentlichen gleich demjenigen der nicht zusammenführenden Düsenplatte 18'. Wenn jedoch das dimensionale Verhältnis t/d größer oder gleich 1,0 ist, wird der Kraftstoff natürlich viel feiner atomisiert als bei der nicht zusammenführenden Düsenplatte 18'.
• Auf diese Weise weisen die Plattendicke t der Düsenplatte 18 und der Lochdurchmesser d der Düsenlöcher 21A und 21B gemäß der ersten Ausführungsform ein dimensionales Verhältnis t/d auf, das die Gleichung t/d 1,0 erfüllt.
• Es ist also möglich, die Länge L der Düsenlöcher 21A und 21B in der Düsenplatte 18 größer zu wählen, sodass die Einspritzstrahlen des Kraftstoffs geradlinig aus den Düsenlöchern 21A, 21B in den durch F angegebenen Richtungen ausgestoßen werden.
• Die aus den Düsenlöchern 21A und 21B jedes Düsenlochsatzes 22 bis 27 ausgestoßenen Einspritzstrahlen können also korrekt zusammengeführt werden, wodurch die Atomisierung des Kraftstoffes gefördert wird. Dementsprechend kann der aus den Düsenlochsätzen 22 bis 27 ausgestoßene Kraftstoff korrekt gemischt werden, indem die Sprühmuster 28 bis 33 auf eine größere Fläche verbreitet werden, was eine effizientere Verbrennung des Kraftstoffs in einer Verbrennungskammer des Motors ermöglicht.
• In der ersten Ausführungsform ist die Platendicke t der Düsenplatte 18 (flacher Teil 18A) innerhalb eines Bereichs von 0,3 mm ≥ t ≥ 0,05 mm gewählt und ist der Lochdurchmesser d jedes Düsenlochs 21A, 21B innerhalb eines Bereichs von 0,3 mm ≥ d ≥ 0,05 mm gewählt.
• Deshalb können die Düsenlöcher 21A und 21B in der Düsenplatte 18 unter Verwendung eines gewöhnlichen Werkzeugs zum Ausbilden von Löchern wie etwa eines Bohrers ausgebildet werden, wodurch eine Reduktion der Herstellungskosten für die Düsenplatte 18 ermöglicht wird.
• Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 9 bis 12 erläutert. Ein Merkmal der zweiten Ausführungsform besteht darin, dass sie auf ein Kraftstoffeinspritzventil angewendet wird, dessen Gehäuse ein magnetischer Zylinder ist.
• Ein Gehäuse 41 ist als äußeres Gehäuse eines Kraftstoffeinspritzventils ausgebildet und umfasst einen magnetischen Zylinder 42, ein Joch 52 und eine Kunstharzabdeckung. In diesem Fall sind das Ventilgehäuse 2, das Kraftstoffeinlassrohr 3 und das Verbindungsglied 5 der ersten Ausführungsform einstückig als magnetischer Zylinder 42 vorgesehen.
• Der magnetische Zylinder 42 bildet einen Hauptkörper des Gehäuses 41 und ist ein dünnes Metallrohr, das etwa durch ein Tiefziehverarbeitung eines magnetischen rostfreien Stahls oder eines ähnlichen Materials mit Stufen ausgebildet ist.
• Die Basis des magnetischen Zylinders 42 weist einen noch größeren Durchmesser auf als der sich daran anschließende Teil 42A großen Durchmessers. Hieran schließt sich axial als Zwischenteil ein Teil 42B mittleren Durchmessers an, der einen kleinen Durchmesser als der Teil 42A aufweist. Und hieran schließt sich axial als Endteil ein Teil 42C kleinen Durchmessers an, der einen noch kleineren Durchmesser als der Teil 42B aufweist. Die Basis des Teils 42A großen Durchmessers des magnetischen Zylinders 42 ist mit einer Motorkraftstoffleitung (nicht gezeigt) oder einer ähnlichen Kraftstoffzufuhreinrichtung verbunden.
• Ein magnetischer Widerstandsteil 42D ist an einer Position axial in der Mitte des Teils 42C kleinen Durchmessers ausgebildet, wobei diese Position mit einem Abstand C zusammenfällt, der zwischen einem Kernrohr 45 und einem Ankerteil 49 eines Ventilelements 48 vorhanden ist. Deshalb sind beide Abschnitte des Teils 42C kleinen Durchmessers auf beiden axialen Seiten des magnetischen Widerstandsteils 42D im wesentlichen magnetisch abgeschnitten.
• Ein Kraftstoffdurchgang 42 ist innerhalb des magnetischen Zylinders angeordnet, und die Basis des Teils 42A großen Durchmessers bildet eine entsprechende Kraftstoffeinlassöffnung. Der Kraftstoffdurchlass 43 erstreckt sich axial von der Kraftstoffeinlassöffnung bis zu dem Ventilsitzglied 47. Ein Kraftstofffilter 44 ist am Basisende des Teils 42A großen Durchmessers angeordnet um den von einer Kraftstoffleitung in den Kraftstoffdurchgang 43 fließenden Kraftstoff zu filtern.
• Ein Kernrohr 45 ist in den magnetischen Zylinder 42 eingesetzt und ist Teil eines geschlossenen Magnetkreises, der durch eine elektromagnetische Spule 54 erzeugt wird. Das Kernrohr 45 regelt auch, wie weit sich das Ventilelement 48 öffnen kann. Das Kernrohr 45 ist mittels einer Presspassung innerhalb des Teils 42B mittleren Durchmessers des magnetischen Zylinders 42 installiert, wobei eine Endoberfläche desselben einer Endoberfläche eines Ankerteils 94 des Ventilelements 48 zugewandt ist. Ein Abstand S existiert zwischen dem Kernrohr 45 und dem Ankerteil 49.
• Eine Federlager 46 ist mittels einer Presspassung innerhalb des Kernrohrs 45 installiert und in einer dünnen Rohrform ausgebildet. Eine Ventilfeder 51 wird zwischen dem Federlager 46 und dem Ventilelement 48 gehalten, und weil das Federlager 46 in das Kernrohr pressgepasst ist, kann die Federkraft der Ventilfeder 51 in Übereinstimmung damit eingestellt werden, wie tief das Federlager 46 in das Kernrohr 45 pressgepasst ist.
• Das Ventilsitzglied 47 ist innerhalb des Teils 42C kleinen Durchmessers des magnetischen Zylinders 42 auf einer Seite des Ventilelements 48 gegenüber dem Kernrohr 45 angeordnet. Wie aus Fig. 10 deutlich wird, ist ein Ventilsitzglied 47 als zylindrische Stange ausgebildet, die ein Ventilelement- Einsetzloch 47A definiert. Ein Ventilsitz 47B ist an einem Innenumfang des Ventilsitzglieds 47 angeordnet und definiert eine Einspritzöffnung 47C im wesentlichen genauso wie in der ersten Ausführungsform. Das Ventilsitzglied 47 ist innerhalb des Teils 42C kleinen Durchmessers des magnetischen Zylinders 42 pressgepasst und ist um den gesamten Außenumfang desselben an dem Teil 42C kleinen Durchmessers festgeschweißt. Eine Düsenplatte 57 ist an eine Endoberfläche des Ventilsitzglieds 47 geschweißt, um die Einspritzöffnung 47C zu bedecken.
• Das Ventilelement 48 ist innerhalb des Teils 42C kleinen Durchmessers des magnetischen Zylinders 42 zwischen dem Kernrohr 45 und dem Ventilsitzglied 47 enthalten und kann axial verschoben werden. Das Ventilelement 48 umfasst einen Ankerteil 49, der in einer gestuften Rohrform und aus einem magnetischen Metallmaterial ausgebildet ist, sowie einen Ventilteil 50, der kugelförmig ausgebildet ist und an einem Endteil des Ankerteils 49 fixiert ist. Der Ventilteil 50 ruht auf dem Ventilsitz 47B des Ventilsitzglieds 47 oder wird von demselben abgehoben.
• Der Ventilteil 50 des Ventilelements 48 wird gewöhnlich in einem Ruhezustand auf dem Ventilsitz 47B des Ventilsitzglieds 47 gehalten, wobei in diesem Zustand ein Abstand S axial zwischen der Endoberfläche des Ankerteils 49 und der Endoberfläche des Kernrohrs 45 vorhanden ist. Wenn die elektromagnetische Spule 54 mit Strom versorgt wird, wird der Ankerteil 49 magnetisch zu dem Kernrohr 45 gezogen, sodass sich das Ventilelement 48 öffnet, weil der Ventilteil 50 von dem Ventilsitz 47B des Ventilsitzgliedes 47 gegen die Federkraft der Ventilfeder 51 gehoben wird.
• Die Ventilfeder 51 ist zwischen dem Federlager 46 und dem Ventilelement 48 angeordnet und übt gewöhnlich eine Kraft auf das Ventilelement in einer Schließrichtung des Ventils aus (in der Richtung, in welcher der Ventilteil 50 auf dem Ventilsitz 47B des Ventilsitzglieds 47 ruht). Die Federkraft der Ventilfeder 51 kann in Übereinstimmung damit angepasst werden, wie tief das Federlager 46 in das Kernrohr 45 pressgepasst ist.
• Das Joch 52 ist an einem Außenumfang des magnetischen Zylinders 42 angeordnet und in einer gestuften Rohrform aus einem magnetischen Metallmaterial ausgebildet, wobei es einen Teil des Gehäuses 41 bildet. Das Joch 52 ist fest auf einen Außenumfang des Teils 42C mit kleinem Durchmesser des magnetischen Zylinders 42 pressgepasst. Ein Verbindungskern 53 ist zwischen dem Teil 42B mittleren Durchmessers des magnetischen Zylinders 42 und dem Joch 52 angeordnet und aus einem magnetischen Material mit im wesentlichen einer C-Form um den Außenumfang des Teils mittleren Durchmessers 42B ausgebildet.
• Die elektromagnetische Spule 54 ist zwischen dem magnetischen Zylinder 42 und dem Joch als Aktuator vorgesehen und umfasst im wesentlichen eine Spulenform 54A aus einem rohrförmigen Kunstharzmaterial und eine Spule 54B, die um die Spulenform 54A gewickelt ist. Ein Innenumfang der Spulenform 54A ist mit dem Teil 42B mittleren Umfangs des magnetischen Zylinders 42 verbunden.
• Wenn die elektromagnetische Spule 54 mit Strom versorgt wird, bilden der Teil 42C kleinen Durchmessers des magnetischen Zylinders 42, das Kernrohr 45, der Ankerteil 49 des Ventilelements 48, das Joch 52 und der Verbindungskern 53 einen geschlossenen magnetischen Kreis. Der Ankerteil 49 des Ventilelements 48 wird magnetisch durch das Kernrohr 45 aufgrund des geschlossenen magnetischen Kreises angezogen, der durch den Abstand S zwischen dem Kernrohr 45 und dem Ankerteil 49 des Ventilelements 48 verläuft.
• Die Kunstharzabdeckung 55 ist auf dem Außenumfang des magnetischen Zylinders 42 angeordnet und befindet sich in einem Zustand, in dem die Elemente einschließlich des Jochs 52, des Verbindungskerns 53 und der elektromagnetischen Spule 54 auf dem Außenumfang des magnetischen Zylinders 42angeordnet sind, wobei eine Steckverbindung 56 einstückig an einer Außenoberfläche etwa mittels Spritzgießen ausgebildet ist.
• Wenn also die elektromagnetische Spule 54 über die Steckverbindung 56 mit Strom versorgt wird, öffnet sich das Ventilelement 48 und wird der zu dem Kraftstoffdurchgang 43 im magnetischen Zylinder 42 zugeführte Kraftstoff durch eine Einspritzöffnung 47C des Ventilsitzglieds und dann durch die Düsenplatte 57 in einen Motoreinlasskrümmer eingespritzt.
• Wie in Fig. 10 bis 12 gezeigt, bedeckt die Düsenplatte 57 die Einspritzöffnung 47C des Ventilsitzglieds 47 an einer Außenseite. Die Düsenplatte 57 ist aus einem Material wie etwa einer kreisförmigen Metallplatte mit einer vorbestimmten Dicke ausgebildet und ist mit der Endoberfläche des Ventilsitzglieds 47 mittels eines Schweißteils 58 in wesentlichen genauso wie in der ersten Ausführungsform verbunden.
• Eine Vielzahl von Düsenlöchern 59 sind mittig in der Düsenplatte 57 angeordnet. Zwei benachbarte Löcher 59A und 59B bilden einen Lochsatz, wobei insgesamt sechs Düsenlochsätze 60, 61, 62, 63, 64 und 65 im wesentlichen genauso wie in der ersten Ausführungsform vorgesehen sind. Der Lochdurchmesser, der Neigungswinkel, der Abstand und die anderen Attribute der Düsenlöcher 60 bis 65 sind im wesentlichen genauso wie in der ersten Ausführungsform beschaffen, sodass die zuvor genannte Formel und die Bedingungen erfüllt werden.
• Die Düsenplatte 57 ist als eine zusammenführende Düsenplatte ausgebildet, wobei die Einspritzstrahlen des aus entsprechenden Düsenlöchern 59A und 59B der Düsenlochsätze 60 bis 65 ausgestoßenen Kraftstoffes zusammengeführt werden.
• Auf diese Weise können in der zweiten Ausführungsform Ergebnisse erzielt werden, die im wesentlichen denen der ersten Ausführungsform entsprechen, wobei die zusammenführende Düsenplatte 57 weiterhin auf ein Kraftstoffeinspritzventil angewendet werden kann, das einen magnetischen Zylinder 42 umfasst.
• Diese Patentanmeldung basiert auf den älteren japanischen Patentanmeldungen Nr. 2003-023128 und 2002-157919. Der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-023128 mit Einreichungsdatum vom 31. Januar 2003 und der japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-157919 mit Einreichungsdatum vom 30. Mai 2002 sind hier unter Bezugnahme eingeschlossen.
• Die Erfindung wurde mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Modifikationen und Variationen der oben beschriebenen Ausführungsformen können durch den Fachmann auf der Basis der vorstehenden Lehren vorgenommen werden. Der Umfang der Erfindung ist durch die folgenden Ansprüche definiert.
• Es können zum Beispiel zwischen zwei und fünf Sätze bzw. sieben oder mehr Sätze von Düsenlöchern vorgesehen werden. Außerdem kann ein Düsenlochsatz drei oder auch vier Löcher umfassen.

Claims (16)

1. Kraftstoffeinspritzventil mit:
einem Gehäuse (1), das einen Kraftstoffdurchgang (6) umfasst,
einem Ventilsitzglied (8), das in dem Gehäuse (1) angeordnet ist, wobei das Ventilsitzglied (8) einen Ventilsitz (8B) umfasst,
einem Ventilelement (9), das verschiebbar in dem Gehäuse (1) angeordnet ist, wobei es sich in einem ruhenden Zustand oder in einem abgehobenen Zustand relativ zu dem Ventilsitz (8B) befinden kann, und
einer Düsenplatte (18), die den Ventilsitz (8B) bedeckt, wobei die Düsenplatte (18) eine Vielzahl von Düsenlochsätzen (22, 23, 24, 25, 26, 27) umfasst, die jeweils eine Vielzahl von Düsenlöchern (21A, 21B) umfassen, wobei jeder Düsenlochsatz (22, 23, 24, 25, 26, 27) Einspritzstrahlen einspritzt und die Kraftstoffeinspritzstrahlen zusammenführt, wenn das Ventilelement (9) von dem Ventilsitz (8B) abgehoben wird,
wobei die Dicke (t) der Düsenplatte (18) gleich oder größer als der Durchmesser (d) der Düsenlöcher ist.

2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (t) der Düsenplatte (18) und der Durchmesser (d) der Düsenlöcher (21A, 21B) vorbestimmt sind, wobei das Verhältnis der Dicke (t) der Düsenplatte (18) zu dem Durchmesser (d) der Düsenlöcher (21A, 21B) gleich oder größer als ein Wert von 1,0 ist.

3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (t) der Düsenplatte (18) und der Durchmesser (d) der Düsenlöcher (21A, 21B) jeweils kleiner oder gleich einem ersten Wert und größer oder gleich einem zweiten Wert sind.

4. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wert bei 0,33 liegt und dass der zweite Wert bei 0,05 liegt.

5. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenplatte (18) sechs Düsenlochsätze (22, 23, 24, 25, 26, 27) umfasst.

6. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Düsenlochsatz (22, 23, 24, 25, 26, 27) zwei Düsenlöcher (21A, 21B) umfasst.

7. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenplatte (18) wenigstens zwei Düsenlochsätze (22, 23, 24, 25, 26, 27) umfasst, wobei jeder Düsenlochsatz (22, 23, 24, 25, 26, 27) zwischen zwei und vier Düsenlöchern (21A, 21B) umfasst.

8. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (9) wenigstens teilweise aus einem magnetischen Material hergestellt ist und dass das Gehäuse (1) eine elektromagnetische Einrichtung umfasst, um das Ventilelement (9) zu verschieben und von dem Ventilsitz (8B) abzuheben.

9. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Einrichtung eine Vielzahl von Elementen umfasst, die bei einer Versorgung mit Strom in ihrer Kombination einen geschlossenen magnetischen Kreis bilden, um das Ventilelement (9) zu verschieben.

10. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Elementen ein Kraftstoffeinlassrohr (3), ein Magnetpfad- Erzeugungsglied (5) in Kontakt mit dem Kraftstoffeinlassrohr (3) und ein Ventilgehäuse (2) in Kontakt mit dem Magnetpfad- Erzeugungsglied (5) umfasst, wobei das Ventilgehäuse (2) in Kontakt mit dem Ventilelement (9) ist und dieses aufnimmt, wobei das Ventilelement (9) zu dem Kraftstoffeinlassrohr (3) gezogen wird, wenn die Vielzahl von Elementen mit Strom versorgt wird.

11. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Elementen umfasst:
eine magnetische Stange, wobei die magnetische Stange zwei magnetisch geteilte Hälften umfasst, wobei die zwei magnetisch geteilten Hälften axial durch einen magnetischen Widerstandsteil (42D) getrennt werden,
einen Verbindungskern (53), der die magnetische Stange an einer ihrer magnetisch getrennten Hälften kontaktiert, und
ein Joch (52), das den Verbindungskern (53) und die magnetische Stange an ihrer anderen magnetisch getrennten Hälfte kontaktiert,
wobei die magnetische Stange das Ventilelement (9) und ein Kernrohr (45) zum Anziehen des Ventilelements (9) aufnimmt, wobei ein Abstand zwischen dem Ventilelement (9) und dem Kernrohr (45) vorhanden ist, wobei der magnetische Widerstandsteil (42D) an einer Position ausgebildet ist, die dem Abstand entspricht, und wobei das Ventilelement (9) zu dem Kernrohr (45) gezogen wird, wenn die Vielzahl von Elementen mit Strom versorgt wird.

12. Kraftstoffeinspritzventil, das mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, wobei das Kraftstoffeinspritzventil umfasst:
ein Gehäuse (1), das einen Kraftstoffdurchgang (6) umfasst,
ein Ventilsitzglied (8), das in dem Gehäuse (1) angeordnet ist, wobei das Ventilsitzglied (8) einen Ventilsitz (8B) umfasst,
ein Ventilelement (9), das verschiebbar in dem Gehäuse (2) angeordnet ist, und
eine Düsenplatte (18), die den Ventilsitz (8B) bedeckt,
wobei die Düsenplatte (18) sechs Düsenlochsätze (22, 23, 24, 25, 26, 27) umfasst, wobei jeder Düsenlochsatz (22, 23, 24, 25, 26, 27) zwei Düsenlöcher (21A, 21B) umfasst, wobei jeder Düsenlochsatz (22, 23, 24, 25, 26, 27) zwei Kraftstoffeinspritzstrahlen einspritzt und die zwei Kraftstoffeinspritzstrahlen zusammenführt, wenn das Ventilelement (9) von dem Ventilsitz (8B) abgehoben wird, wobei die Düsenlochsätze (22, 23, 24, 25, 26, 27) zwei Düsenlochsatzgruppen bilden, wobei die Düsenlochsatzgruppen angeordnet sind, um die zusammengeführten Kraftstoffeinspritzstrahlen in zwei unterschiedliche Richtungen zu richten,
wobei das Verhältnis zwischen der Dicke (t) der Düsenplatte (18) und dem Durchmesser (d) der Düsenlöcher (21A, 21B) gleich oder größer als ein Wert von 1,0 ist.

13. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes und ein zweites Düsenloch (21A, 21B) jedes Düsenlochsatzes (22, 23, 24, 25, 26, 27) symmetrisch mit einem bestimmten Winkel in Bezug auf eine Y-Y- Achse geneigt sind, wobei eine erste Achse A-A des ersten Düsenloches (21A) und eine zweite Achse B-B des zweiten Düsenloches (21B) die Y-Y-Achse an einem Punkt schneiden, der sich innerhalb des Motor befindet.

14. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenlochsatzgruppen symmetrisch zu der X-X-Achse angeordnet sind.

15. Kraftstoffeinspritzventil mit:
einem Gehäuse (2), das einen Kraftstoffdurchgang (6) definiert,
einem Ventilsitzglied (8), das in dem Gehäuse (2) angeordnet ist, wobei das Ventilsitzglied (8) einen Ventilsitz (8B) definiert,
einer Düsenplatte (18), die den Ventilsitz (8B) bedeckt, wobei die Düsenplatte (18) eine Vielzahl von Düsenlochsatzgruppen umfasst, die symmetrisch in Bezug auf eine Mittellinie der Düsenplatte (18) angeordnet sind, wobei jede der Düsenlochsatzgruppen eine Vielzahl von Düsenlochsätzen (22, 23, 24, 25, 26, 27) umfasst, wobei jeder der Düsenlochsätze (22, 23, 24, 25, 26, 27) eine Vielzahl von Düsenlöchern (21A, 21B) umfasst, wobei jeder Düsenlochsatz (22, 23, 24, 25, 26, 27) Kraftstoffeinspritzstrahlen einspritzt und die Kraftstoffeinspritzstrahlen zusammenführt, wenn das Ventilelement (9) verschoben wird, um einen Zwischenraum zwischen dem Ventilelement (9) und dem Ventilsitz (8B) zu bilden, wobei jeder Düsenlochsatz (22, 23, 24, 25, 26, 27) ein Sprühmuster in der sich von der Mittellinie der Düsenplatte (18) entfernenden Richtung bildet,
wobei die Dicke (t) der Düsenplatte (18) und der Durchmesser (d) der Düsenlöcher (21A, 21B) ein Verhältnis zueinander aufweisen, das die Gleichung t/d ≥ 1,0 erfüllt.

16. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenplatte (18) zwei Düsenlochsatzgruppen umfasst, wobei jede Düsenlochsatzgruppe wenigstens zwei Düsenlochsätze (22, 23, 24, 25, 26, 27) umfasst, wobei jeder Düsenlochsatz (22, 23, 24, 25, 26, 27) zwischen zwei und vier Düsenlöcher (21A, 21B) umfasst.