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Kraftstoffeinspritzventil - Dokument DE102006040823A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102006040823A1 18.10.2007
Titel Kraftstoffeinspritzventil
Anmelder Mitsubishi Electric Corp., Tokyo, JP
Erfinder Kitagawa, Kazunori, Tokyo, JP;
Onishi, Yoshihiko, Tokyo, JP
Vertreter HOFFMANN & EITLE, 81925 München
DE-Anmeldedatum 14.11.2006
DE-Aktenzeichen 102006040823
Offenlegungstag 18.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.10.2007
IPC-Hauptklasse F02M 51/06(2006.01)A, F, I, 20061114, B, H, DE
Zusammenfassung Kraftstoffeinspritzventil mit: Einer Solenoideinheit (2), die einen Kern (5), einen Anker (8) und eine Spule (6) aufweist; und einer Ventileinheit (9), die ein Ventilelement (10), das mit dem Anker (8) verbunden ist, um sich mit diesem zu bewegen, und einen Ventilsitz (12) umfasst, der eine Bewegung in Ventilschließstellung des Ventilelementes (10) reguliert und der durch das sich von diesem trennende oder mit diesem in Kontakt kommende Ventilelement (10) geöffnet und geschlossen wird, sowie einen Anschlag (14) zum Regulieren einer Bewegung in Ventilöffnungsrichtung des Ventilelementes (10); und die mit der Solenoideinheit (2) verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlraum vorgesehen ist, der mit einem Spalt (30), der zwischen dem Kern (5) und dem gegenüberliegenden Anker (8) ausgebildet ist, kommuniziert, wobei die Kavität einen Resonator zur Rückstoßunterdrückung des Ventilelementes (10) bildet. Der Rückstoß des Ventilelements (10), der zum Zeitpunkt des Öffnens/Schließens des Ventils erzeugt wird, kann effektiv unterdrückt werden.

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines Verbrennungsmotors, und, genauer gesagt, auf einen Aufbau eines Kraftstoffeinspritzventils, der es ermöglicht, den Rückstoß zum Zeitpunkt des Öffnens und Schließens einer Nadel (eines Ventilelementes) zu unterdrücken.

2. BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Um den Bereich der Verbrennungssteuerung in einem Verbrennungsmotor zu erweitern, ist es normalerweise erforderlich gewesen, die Steuerbarkeit des Durchflusses eines Kraftstoffeinspritzventils zu verbessern.

Als ein Verfahren zum Erweitern des Bereichs geringer Durchflussraten der steuerbaren Kraftstoffdurchflussmenge ist die Unterdrückung des Rückstoßes einer Nadel (eines Ventilelementes) bekannt.

Da die Nadel beim Öffnen des Ventils in Ventilschließrichtung und beim Schließen des Ventils in Ventilöffnungsrichtung bewegt wird, besteht aufgrund des Rückstoßes der Nadel beispielsweise das Problem, dass die minimale Antriebszeitdauer der Nadel beim Öffnen des Ventils und die minimale Durchflussrate beim Schließen des Ventils vergrößert werden. Die Einstellung von Kraftstoffdurchflussraten kann in Abhängigkeit von der Länge von Pulssignalen (Ventilöffnungszeitdauersignale), die an ein Kraftstoffeinspritzventil übermittelt werden, erfolgen.

Während einer Periode des instabilen Hubs der Nadel (d.h. die Bewegung in Ventilöffnungsrichtung einer Nadel) aufgrund des Rückstoßes der Nadel beim Öffnen des Ventils ist es jedoch erforderlich, stets Ventilöffnungssignale zu übermitteln, um so die minimale Durchflussrate zu regulieren.

Wenn der Rückstoß der Nadel beim Schließen des Ventils erfolgt, wobei es sich hierbei um eine kurze Zeitdauer handelt, wird das Ventil nach seinem Schließen ferner erneut geöffnet, so dass überflüssiger Brennstoff eingespritzt wird, was zu einer Erhöhung der einzuspritzenden minimalen Kraftstoffdurchflussrate führt.

Aufgrund des Rückstoßes der Nadel wird ferner Kraftstoff von einem Spalt zwischen der Nadel und einem Ventilsitz eingespritzt (sekundäre Einspritzung).

Da diese sekundäre Einspritzung eine nicht steuerbare Einspritzung ist, besteht ein Problem dahingehend, dass eine abnormale Verbrennung in einem Zylinder eines Motors stattfindet, und dass Ablagerungen an einem Kraftstoffeinspritzventil anhaften.

Ferner bestehen derartige Ablagerungen aus Produkten von Kohlenstoffpartikeln und Teer, die bei der Verbrennung des Kraftstoffs erzeugt werden, und die Kohlenstoffpartikel haften mit dem Teer an dem Ventil. Wenn Ablagerungen an einer Kraftstoffeinspritzöffnung anhaften, entsteht ein weiteres Problem dahingehend, dass ein kleinerer Querschnitt der Einspritzöffnung zu einer kleineren Kraftstoffdurchflussrate führt.

Da es sich bei der sekundären Einspritzung um eine kraftlose Einspritzung handelt, besteht eine Tendenz dahingehend, dass Kraftstoff an der Einspritzöffnung anhaftet, wodurch die Erzeugung von Ablagerungen um einen Faktor erhöht wird.

Entsprechend wurden auf dem Gebiet der Kraftstoffeinspritzventile zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor verschiedene Versuche unternommen, den Rückstoß zu unterdrücken, der beim Öffnen/Schließen einer Nadel (Ventilelement) auftritt.

Beispielsweise schlägt die veröffentlichte japanische Übersetzung einer PCT-Anmeldung Nr. 528672/2002 ein Verfahren vor, bei dem eine Pufferfeder (genauer gesagt einer Belleville-Feder, die eine Nadel ringförmig umgibt) zwischen einem Anker (beweglicher Eisenkern) und einem Anschlag eingesetzt ist, wobei die Pufferfeder die Rückstoßkraft absorbieren soll, die aufgrund der Druckkraft der Nadel zum Zeitpunkt der Ventilschließbewegung der Nadel auftritt, wodurch der Rückstoß der Nadel unterdrückt wird.

Jedoch weist das Verfahren zum Unterdrücken des Rückstoßes einer Nadel, das in der veröffentlichten japanischen Übersetzung einer PCT-Anmeldung Nr. 538672/2002 vorgeschlagen ist, die nachfolgend genannten Probleme auf:

  • – Eine verlässliche Funktionssicherheit des Gleitbereichs zwischen der Nadel und dem Anker ist erforderlich.
  • – Eine Pufferfeder und Elemente zum Fixieren der Pufferfeder werden hinzugefügt, so dass die Anzahl von Bauteilen zunimmt und der Aufbau komplizierter wird.
  • – Da die Unterdrückungseffekte des Rückstoßes von dem Gewicht des Ankers und der Pufferfeder zum Zeitpunkt des Schließens des Ventils und von dem Gewicht der Nadel und der Pufferfeder zum Zeitpunkt des Öffnens des Ventils abhängen, wenn sich das Gewicht des Ankers und das Gewicht der Nadel voneinander unterscheiden, ist der Einstellbereich der Rückstoßunterdrückungseffekte beschränkt.
  • – Da eine Druckkraft der Nadel durch die Nadel und die Pufferfeder absorbiert wird, wird die Nadel nicht weniger als ein vorbestimmtes Bewegungsmaß angehoben, was zu einer schlechteren Steuerbarkeit der Durchflussrate führt.

Ferner schlägt die japanische Patentschrift Nr. 3723800 (Patentschrift 2) ein weiteres Verfahren vor, bei dem ein Durchlass, der mit einem Luftspalt, der zwischen einem Anker und einem Kern (ortsfester Eisenkern) ausgebildet ist, kommuniziert, und eine Volumenkammer vorgesehen sind, die über diesen Durchlass mit dem Luftspalt kommuniziert; wobei der genannte Durchlass und die Volumenkammer derart aufgebaut und dimensioniert sind, dass Druckwellen, die in dem Luftspalt auftreten, phaseninvertiert und zum Luftspalt zurückgesendet werden, und dass der Druck in diesem Luftspalt vergrößert wird, wodurch der Rückstoß einer Nadel unterdrückt wird.

Ferner ist der Helmholtz-Resonator mit dem zuvor genannten Durchlass und der Druckkammer ausgebildet.

Jedoch weist das zuvor beschriebene Rückstoßunterdrückungsverfahren der Nadel, das in der japanischen Patentschrift Nr. 3723800 beschrieben ist, das nachfolgend genannte Problem auf:

  • – Um dem Aufbau eines Kraftstoffeinspritzventils die meisten Rückstossunterdrückungseffekte zu verleihen, ist es erforderlich, dass eine Druckpulsationsperiode des Luftspalts zwischen dem Anker und dem Kern mit einer Resonanzfrequenz des Resonators übereinstimmt.

Indem die Druckpulsation des Luftspalts zwischen dem Anker und dem Kern gemessen wird, kann der Aufbau des Resonators in Übereinstimmung mit dessen Pulsationsperiode eingestellt werden.

Tatsächlich ist zwischen dem Luftspalt, der zwischen dem Anker und dem Kern vorgesehen ist, und dem Resonator ein weiterer Luftspalt (Seitenspalt) vorhanden, der zwischen dem Anker und einem Halteelement angeordnet ist.

Entsprechend wird die Druckpulsationsperiode, die in dem Luftspalt zwischen dem Anker und dem Kern aufgetreten ist, zum Zeitpunkt des Erreichens des Resonators geändert, wodurch der optimale Aufbau nur schwer zu erzielen ist.

  • – Da ein zu einem Resonator weisender Ölweg (Kraftstoffdurchlass) durch zwei Luftspalte gebildet ist, nämlich aus einem Luftspalt zwischen dem Kern und dem Anker und einem weiteren Luftspalt (Seitenspalt) zwischen dem Anker und dem Halteelement, wird eine Strecke, über die Druck übertragen werden muss, länger. Entsprechend können hinreichende Rückstoßunterdrückungseffekte nicht erzielt werden.

Da sich ein Kraftstoffdruck während des Betriebs erhöht, wird der zuvor genannte Nachteil ferner noch größer.

  • – Der Resonator ist in dem Halteelement angeordnet, so dass die mechanische Festigkeit (Druckbeständigkeitseigenschaften) des Halteelementes verringert wird.

Entsprechend ist es erforderlich, die schlechtere Druckbeständigkeit zu verhindern, was zu einem größeren Durchmesser des Halteelementes führt, wodurch wiederum die Größe des Kraftstoffeinspritzventils sowie seine Kosten zunehmen.

Wie zuvor beschrieben wurde, wurden verschiedene Versuche unternommen, um den Rückstoß zu unterdrücken. Jedoch besteht ein neuester Trend dahingehend, dass die Last, die ein Fluiddruck auf eine Nadel ausübt, beispielsweise aufgrund eines höheren Druckes des verwendeten Kraftstoffs erhöht wird, und es besteht ein Problem dahingehend, dass der ausreichende Effekt nicht durch die bislang vorgeschlagene Maßnahme erzielt werden kann.

Ferner ist es erforderlich, eine Pufferfeder (Belleville-Feder) zwischen dem Anker und dem Anschlag einzusetzen, oder eine Druckkammer an einem Ort vorzusehen, der mit dem Luftspalt zwischen dem Kern und dem Anker und mit dem Luftspalt zwischen dem Anker und dem Halteelement kommuniziert, um einen Resonator auszubilden. Somit besteht ein weiteres Problem darin, dass die Anzahl von Bauteilen erhöht wird und dass der Aufbau kompliziert ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung soll die zuvor genannten Probleme lösen, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffeinspritzventil zu schaffen, bei dem ein Resonator direkt als eine einfache Konstruktion an der Fläche in einem Luftspalt zwischen einem Kern und einem Anker ausgebildet ist, um auf diese Weise den Rückstoß einer Nadel effektiv zu unterdrücken, der zum Zeitpunkt des Öffnens/Schließens des Ventils erzeugt wird, ohne dabei die Anzahl von Bauteilen zu erhöhen oder einen komplizierten Aufbau zu erzeugen.

Ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Solenoideinheit, die einen Kern, einen Anker und eine Spule aufweist; und eine Ventileinheit, die ein Ventilelement aufweist, das mit dem zuvor genannten Anker verbunden ist, um sich mit diesem zu bewegen, einen Ventilsitz, der eine Bewegung in Ventilschließrichtung des genannten Ventilelements regelt und durch das zuvor genannte Ventilelement, das sich von diesem trennt oder mit diesem in Kontakt kommt, geöffnet und geschlossen wird, und einen Anschlag zum Regulieren einer Bewegung in Ventilöffnungsrichtung des zuvor genannten Ventilelementes; und die mit der zuvor genannten Solenoideinheit verbunden ist. Bei diesem Kraftstoffeinspritzventil ist ein Hohlraum vorgesehen, der mit einem Spalt, der zwischen dem genannten Kern und dem gegenüberliegenden Anker ausgebildet ist, in Verbindung steht, und der genannte Hohlraum bildet einen Resonator zur Rückstoßunterdrückung des genannten Ventilelementes.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung ein Resonator zur Rückstoßunterdrückung eines Ventilelementes (Nadel) direkt als eine einfache Konstruktion an dem Spalt, der zwischen dem Kern und dem Anker ausgebildet ist, erzeugt wird, ist es möglich, eine hohe Ansprechbarkeit eines Kraftstoffeinspritzventils zu erzeugen und den Rückstoß einer Nadel, der beim Öffnen/Schließen des Ventils auftritt, effektiv zu unterdrücken, und zwar trotz der einfachen Konstruktion.

Die zuvor genannte und auch weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der genauen Beschreibung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlicher.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1(a) und (b) sind Ansichten, die jeweils einen Aufbau eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.

2 ist eine vergrößerte Ansicht des in 1(a) mit dem Bezugszeichen G bezeichneten Bereichs.

3 ist ein Diagramm, das Rückstoßunterdrückungseffekte des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.

4(a) und (b) sind Ansichten, die jeweils einen Aufbau eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigen.

5(a) und (b) sind Ansichten, die jeweils einen Aufbau eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer dritten Ausführungsform zeigen.

6(a) und (b) sind Ansichten, die jeweils einen Aufbau eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer vierten Ausführungsform zeigen.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden nachfolgend mehrere bevorzugte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugsziffern auf gleiche oder ähnliche Bauteile.

Ausführungsform 1:

1 zeigt einen Aufbau eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei 1(a) den Gesamtaufbau des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform und 1(b) eine Endfläche eines Kerns entlang der Linie A-A in 1(a) zeigt.

In den Zeichnungen bezeichnet die Bezugsziffer 1 ein Kraftstoffeinspritzventil, und das Kraftstoffeinspritzventil 1 umfasst eine Solenoideinheit 2 und eine Ventileinheit 9.

Die Solenoideinheit 2 umfasst ein Gehäuse 3, einen Halter 4, einen Kern 5, bei dem es sich um einen ortsfesten Eisenkern handelt, eine Spule 6, einen Anschluss 7 und einen Anker, bei dem es sich um einen bewegbaren Eisenkern handelt.

Ferner bilden der Kern 5, die Spule 6 und der Anker 8 einen magnetischen Kreis der Solenoideinheit 2.

Die Ventileinheit 9 ist derart ausgebildet, dass der Anker 8 und eine Nadel (Ventilelement) 10, die ein Lager und einen Sitzbereich einschließt, mittels Schweißen aneinander befestigt sind, und ist gleitbar in Richtung des Kerns 5 an einem Körper (Ventilkörper) 13 befestigt, der ein Lager 11 und einen Ventilsitz (Sitz) 12 aufweist.

Ferner ist das Ende der Nadel 10 sphärisch ausgebildet, und dieses sphärische Ende sitzt auf einem Konusbereich des Ventilsitzes 12, wodurch eine Dichtung für den Kraftstoff erzeugt wird.

Zudem ist das Ende eines Sitzbereiches der Nadel 10 als ein sphärischer Bereich ausgebildet, der den Konusbereich des Ventilsitzes 12 berührt.

Ferner sind das Halteelement 4 der Solenoideinheit 2 und der Körper 13 der Ventileinheit 9 über einen Anschlag 14 mittels Schweißen aneinander befestigt, wobei der Anschlag 14 zum Einstellen eines Hubmaßes der Nadel 10 dient.

Zudem werden der Anker 8 und die Nadel 10 mit Hilfe einer Feder 15 auf den Ventilsitz 12 gepresst. Ferner wird die Federkraft der Feder 15 mit Hilfe einer Stange 16 eingestellt.

In der Zeichnung bezeichnet die Bezugsziffer 18 einen Sitz eines O-Rings 19 zu Dichtzwecken. Die Bezugsziffer 20 bezeichnet einen Filter, der beispielsweise zum Entfernen von Staub dient, der in dem über eine Kraftstoffzuführleitung zuzuführenden Kraftstoff vorhanden ist.

Nachfolgend werden Operationen beschrieben.

Als Antwort auf ein Ventilöffnungs-Operationssignal von einer nicht dargestellten Steuerung wird die Spule 6 des Kraftstoffeinspritzventils 1 erregt, um einen magnetischen Fluss an dem magnetischen Kreis der Solenoideinheit 2 zu erzeugen.

Auf diese Weise wird zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen des Kerns (ortsfester Eisenkern) 5 und des Ankers (bewegbarer Eisenkern) 8 eine Anziehungskraft erzeugt. Solange die erzeugte Anziehungskraft nicht geringer als eine Federkraft der Feder 15 ist, zieht der Kern 5 den Anker 8 an. Diese Anziehungsoperation dauert an, bis die Nadel 10 mit dem Anschlag 14 in Kontakt kommt.

Zu diesem Zeitpunkt wird zwischen der Nadel 10 und dem Ventilsitz 12 ein Spalt ausgebildet, und Kraftstoff wird eingespritzt.

Daraufhin wird als Antwort auf das Ventilschließoperationssignal von der nicht dargestellten Steuerung kein magnetischer Fluss an dem magnetischen Kreis der Solenoideinheit 2 erzeugt.

Die an dem Anker 8 erzeugte Anziehungskraft wird spontan aufgehoben, so dass aufgrund der Federkraft der sich in Ventilschließstellung befindenden Feder 15 kein Spalt zwischen der Nadel 10 und dem Ventilsitz 12 vorhanden ist, und die Kraftstoffeinspritzwirkung wird dann gestoppt.

Ferner wird das Bewegungsmaß der Nadel 10 mit Hilfe des Anschlags 14 zum Zeitpunkt des Öffnens des Ventils und mit Hilfe des Ventilsitzes 12 zum Zeitpunkt des Schließens des Ventils reguliert.

Das Kraftstoffeinspritzventil muss eine hohe Ansprechbarkeit bei der Ventilöffnungs-/Schließoperation aufweisen, um die Strömungseigenschaften zu verbessern. Aus diesem Grund sind die Anziehungskraft und die Federkraft groß gewählt.

Entsprechend bewegt sich die Nadel 10 mit hoher Geschwindigkeit gegen den Anschlag 14 oder den Ventilsitz 12, weshalb ein Rückstoß (Rückprall) der Nadel 10 zum Zeitpunkt der Ventilöffnungs-/Schließoperation stattfindet.

Die zu diesem Zeitpunkt erzeugte Aufprallenergie, die sich aus der Masse und der Aufprallgeschwindigkeit des Ankers 8 und der Nadel 10 zusammensetzt, wird größer. Diese Aufprallenergie wird in eine Rückstoßkraft umgewandelt, wodurch die Nadel 10 zurückgestoßen wird.

Ferner werden der Anker 8 und die Nadel 10 mit Kraftstoff des Kraftstoffeinspritzventils beaufschlagt, und sie werden durch den Kraftstoffdruck beeinflusst, der zu diesem Operationszeitpunkt ausgeübt wird.

Ein Anker 8 mit einem großen Außendurchmesser ist für einen Kraftstoffdruck besonders empfänglich.

Insbesondere besteht ein neuerlicher Trend darin, dass für einen hohen Kraftstoffdruck geeignete Vorrichtungen erforderlich sind, um die Leistung zu verbessern, weshalb es erforderlich ist, weitere Maßnahmen gegen den besagten Rückstoß zu ergreifen.

Ferner sind ein Spalt (normalerweise als ein Luftspalt bezeichnet), der an einem Bereich ausgebildet ist, wo sich der Kern 5 und der Anker 8 gegenüberliegen, ein Raum, der zwischen dem Anker 8 und dem Anschlag 14 ausgebildet ist, und ein Kraftstoffdurchlass, der die Verbindung zwischen dem besagten Spalt und dem Raum bildet, stets mit Kraftstoff gefüllt, selbst wenn sich die Ventileinheit 9 in der Ventilöffnungs-/Schließoperation befindet.

Nachfolgend wird das Prinzip der Rückstoßunterdrückung beschrieben.

Es wird davon ausgegangen, dass gemäß der in den 1 oder 2 gezeigten Erfindung kein rohrförmiger Hohlraum vorhanden ist, der als Resonator wirkt.

Nachfolgend wird zunächst die Druckänderung bei einem herkömmlichen Kraftstoffeinspritzventil, bei dem kein Resonator vorhanden ist, beschrieben, die vorne und hinten am Anker 8 während der Ventilöffnungs-/Schließoperation der Nadel 10 auftritt.

Bei einem Volumen V1 des Spaltes, der in dem Bereich ausgebildet ist, in dem sich der Kern 5 und der Anker 8 gegenüberliegen, einem Volumen V2 des Raumes, der zwischen dem Anker 8 und dem Anschlag 14 ausgebildet ist, einer Volumenänderung &Dgr;V aufgrund des Hubs (der Bewegung) der Nadel 10, entsprechenden Druckänderungen &Dgr;P1 und &Dgr;P2 und einem Volumenelastizitätsmodul K des Kraftstoffs können die unmittelbaren Druckänderungen, die während der Ventilöffnungs-/Schließoperation der Nadel 10 auftreten, entsprechend wie folgt ausgedrückt werden: &Dgr;P1 = (&Dgr;V/V1) * K &Dgr;P2 = (&Dgr;V/V2) * K, wobei "*" ein Produkt darstellt.

Aufgrund des Aufbaus des Kraftstoffeinspritzventils gilt jedoch V1 ≤ V2, so dass P1 ≥ P2 ist. Das bedeutet, dass P1 (also der Druck an dem Spalt, der in dem Bereich gebildet ist, in dem der Kern 5 und der Anker 8 einander gegenüberliegen) eine größere Druckänderung hervorruft.

Zum Zeitpunkt des Öffnens des Ventils wird der Druck des Luftspalts, der in dem Bereich ausgebildet ist, in dem sich der Kern 5 und der Anker 8 einander gegenüberliegen, nur um &Dgr;P1 erhöht, da V1 nur um &Dgr;V abnimmt.

Da V2 ferner nur um &Dgr;V erhöht wird, nimmt der Druck in dem Raum, der in dem Bereich gebildet ist, in dem sich der Anker 8 und der Anschlag 14 gegenüberliegen, nur um &Dgr;P2 ab.

Der Druck am Spalt (v1) oberhalb des Ankers 8 wird also erhöht, während der Druck an dem Raum (v2) unterhalb des Ankers 8 abnimmt, wodurch eine Kraft auf den Anker 8 in die Ventilschließrichtung ausgeübt wird. Entsprechend wird der Rückstoß zum Zeitpunkt des Öffnens des Ventils größer.

Ähnlich wird der Druck zum Zeitpunkt des Schließens des Ventils nur um &Dgr;P1 verringert, da V1 nur um &Dgr;V erhöht wird.

Ferner wird der Druck nur um &Dgr;P2 erhöht, da V2 nur um &Dgr;V verringert wird.

Da der Druck an dem Spalt (v1) oberhalb des Ankers 8 verringert wird, während der Druck an dem Raum (v2) unterhalb des Ankers 8 erhöht wird, wird entsprechend einer Kraft auf den Anker 8 in die Ventilöffnungsrichtung ausgeübt. Entsprechend wird der Rückstoß zum Zeitpunkt des Schließens des Ventils vergrößert.

Ferner handelt es sich bei diesem Zustand um einen momentaner Zustand, der unmittelbar nach dem Öffnen bzw. Schließen des Ventils stattfindet, und der Differenzdruck wird innerhalb einer kurzen Zeitdauer eliminiert.

Beispielsweise anhand von Versuchen wurde festgestellt, dass die aufgrund der Druckänderung, die kurz nach dem Öffnen bzw. Schließen des Ventils stattfindet, erzeugten Kräfte den Rückstoß der Nadel 10 vergrößern. Diese Tendenz ist erheblich, wenn ein Kraftstoffdruck zunimmt.

Andererseits ist es durch Verringern des Differenzdruckes, der aufgrund dieser Druckänderung erzeugt wird, möglich, den Rückstoß der Nadel 10 zu unterdrücken.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlraum (beispielsweise der nachfolgend beschriebene rohrförmige Hohlraum, bei dem es sich um ein gebohrtes Loch handelt), der als Resonator wirkt, an den Endflächen des Kerns 5 oder des Ankers 8 vorgesehen wird, die den zwischen diesen liegenden Spalt ausbilden (also die einander gegenüberliegenden Flächen des Kerns 5 und des Ankers 8).

Allgemein ist es erforderlich, dass ein Kraftstoffeinspritzventil eine hohe Ansprechbarkeit aufweist. Die zu erzeugende Druckschwingung ist eine Stoßdruckänderung mit hoher Frequenz.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher kein "Helmholtz-Resonator mit kompliziertem Aufbau, der aus einer Volumenkammer und einem ringförmigen Spalt ausgebildet ist, der ein Durchlass ist, der mit dieser Volumenkammer kommuniziert", vorgesehen, wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 3723800 offenbart ist, sondern ein zweigartiger Resonator mit einfachem Aufbau, wodurch das Auftreten einer Druckdifferenz zwischen dem Luftspalt und dem Resonator unterdrückt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es somit nicht erforderlich, die Anzahl von Bauteilen zu erhöhen oder einen komplizierten Aufbau zu wählen; aufgrund des Lageeffektes eines ausgebildeten Resonators ist es ferner möglich, eine höhere Ansprechbarkeit zu erzielen, die zur Verbesserung der Operationsgeschwindigkeit des Kraftstoffeinspritzventils und des hohen Kraftstoffdruckes vorgesehen wird, um den Vorteil einer Rückstoßunterdrückung zu erzielen.

Nachfolgend werden die Merkmale und die Operation des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform genauer beschrieben.

2 ist eine vergrößerte Ansicht des in 1(a) mit dem Bezugszeichen G bezeichneten Bereichs.

Unter Bezugnahme auf 1 oder 2 bezeichnet die Bezugsziffer 5a "einen als Resonator dienenden rohrförmigen Hohlraum", der in einem inneren Teil des Kerns 5 orthogonal zu der Endfläche des Kerns 5 an der Endfläche des Kerns 5 gegenüber dem Anker 8 erzeugt ist.

Ferner bezeichnet unter Bezugnahme auf 2 das Bezugszeichen "L" eine Tiefe des rohrförmigen Hohlraums 5a, und "&phgr;" ist eine Bohrung (Durchmesser) des ringförmigen Hohlraums 5a.

Dieser ringförmige Hohlraum 5a ist nur an der Endflächenseite des Kerns 5 offen, und es existiert keine Öffnung oder kein Durchlass, aus dem Kraftstoff austreten kann, außer der zuvor genannten Öffnung (es handelt sich also nicht um ein Durchgangsloch, sondern um ein Sackloch). Dieser rohrförmige Hohlraum 5a wird nachfolgend auch als "gebohrtes Loch" bezeichnet.

Wie zuvor beschrieben wurde, weist der in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 3723800 gezeigte Resonator einen komplizierten Aufbau auf, bei dem ein Durchlass in dem Raum (also ein Spalt) ausgebildet ist, in dem eine Druckpulsation absorbiert werden soll, und eine Druckkammer ist in der inneren Aussparung dieses Durchlasses vorgesehen.

Hingegen ist der als ein Resonator wirkende rohrförmige Hohlraum 5a gemäß dieser ersten Ausführungsform lediglich ein gerades Loch, das einen so genannten "zweigartigen" Resonator bildet.

Wie in 1(b) gezeigt ist, ist dieser zweigartige, rohrförmige Hohlraum 5a, der als Resonator wirkt, in dem zentralen Bereich der radialen Richtung der ringförmigen Endfläche eines Kerns 5 angeordnet, weshalb es möglich ist, stabile Eigenschaften zu erzielen (also Rückstoßunterdrückungseigenschaften).

Gemäß der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform werden der Spalt 30, der zwischen der Endfläche des Kerns 5, in welcher der rohrförmige Hohlraum 5a erzeugt ist, und der Endfläche des Ankers 8 ausgebildet ist, und der Raum 31, der zwischen dem Anker 8 und dem Anschlag 14 ausgebildet ist, mit Hilfe eines Durchlasses 32 miteinander verbunden.

Unter Bezugnahme auf 2 ist V1 ein Volumen des Spaltes 30, V2 ein Volumen des Raumes 31, &Dgr;V eine Volumenänderung von V1 und V2 durch die Ventilöffnungs-/Schließoperation der Nadel 10, &Dgr;P1 eine Druckänderung des Volumen-V1-Bereichs durch die Ventilöffnungs-/Schließoperation der Nadel 10 und &Dgr;P2 eine Druckänderung des Volumen-V2-Bereichs durch die Ventilöffnungs-/Schließoperation der Nadel 10.

Wenn kein Resonator vorhanden ist, wie zuvor beschrieben, wird der Rückstoß aufgrund des Auftretens von &Dgr;P1 und &Dgr;P2 vergrößert.

Gemäß dieser ersten Ausführungsform kann &Dgr;P1 jedoch durch das Bereitstellen eines Resonators (beispielsweise eines ringförmigen Hohlraums 5a) verringert werden, so dass der Rückstoß der Nadel 10 nachlässt, wodurch die Rückstoßhöhe verringert wird.

Aufgrund der Natur des Erzeugnisses (beispielsweise ein Kraftstoffeinspritzventil) besteht die Beziehung V1 ≤ v2, so dass &Dgr;P1 ≥ &Dgr;P2 ist.

Ferner wird eine Resonanzfrequenz "f" eines allgemeinen zweigartigen Resonators erzielt, welche die nachfolgende Gleichung erfüllt: f = [(2n – 1)/4L] *C, wobei:

f
eine Resonanzfrequenz in Hz ist,
n
eine ganze Zahl (1, 2, 3, ...) ist,
L
eine Zweigrohrtiefe in m ist, und
C
eine Kraftstoffausbreitungsgeschwindigkeit in m/s ist.

Wie aus der vorgenannten Gleichung hervorgeht, wird eine Resonanzfrequenz "f" nur mit einer Tiefe eines Zweigrohrs (rohrförmiger Hohlraum) bestimmt, so dass ein einfaches gebohrtes Loch als Zweigrohr ausreichend sein kann.

Somit ist es möglich, den Kostenanstieg zu vermeiden.

Obwohl der Lochdurchmesser (Bohrung) des Zweigrohrs jede Größe aufweisen kann, ist es möglich, einen größeren Rückstoßunterdrückungseffekt zu erzielen, wenn der Lochdurchmesser größer gewählt wird.

3 ist ein Diagramm, das Rückstoßwellenformen von Nadeln zeigt, die bei der Operation des herkömmlichen Ventils (Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem Stand der Technik) ohne jeglichen Rückstoßunterdrückungsmechanismus und das Kraftstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt werden.

Wie anhand des Diagramms ersichtlich ist, wird der Rückstoß bei der Verwendung des Ventils gemäß der vorliegenden Erfindung (Kraftstoffeinspritzventil gemäß der ersten Ausführungsform) im Gegensatz zum herkömmlichen Ventil sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen des Ventils unterdrückt.

Das Kraftstoffeinspritzventil gemäß dieser ersten Ausführungsform weist insbesondere einen großen Rückstoßunterdrückungseffekt beim Schließen des Ventils auf.

Obwohl in der obigen Beschreibung der Fall eines rohrförmiger Hohlraums 5a als Beispiel gewählt wurde, ist der Aufbau eine: Hohlraums 5a nicht auf die Rohrform beschränkt.

Obwohl ein rohrförmiger Hohlraum 5a in dem inneren Teil des Kerns 5 orthogonal zu der Endfläche des Kerns 5 an der Endfläche des Kerns 5 gegenüber des Ankers 8 erzeugt ist, wird ein rohrförmiger Hohlraum 5a bevorzugt, der nicht orthogonal zu der Endfläche des Kerns 5 angeordnet ist, sondern in gewissem Maße geneigt ist.

Wie zuvor beschrieben wurde, umfasst ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß dieser ersten Ausführungsform: eine Solenoideinheit 2, die einen Kern 5, einen Anker 8 und eine Spule 6 aufweist; und eine Ventileinheit 9, die ein Ventilelement 10, das mit dem Anker 8 verbunden ist, um sich mit diesem zu bewegen, und einen Ventilsitz aufweist, der eine Bewegung in Ventilschließrichtung des Ventilelements 10 reguliert, und der durch das sich von diesem trennende oder mit diesem in Kontakt kommende Ventilelement 10 geöffnet und geschlossen wird, sowie ein Anschlag 14 zum Regulieren einer Bewegung in Ventilöffnungsrichtung des Ventilelements 10; und die mit der Solenoideinheit 2 verbunden ist; und bei der ein Hohlraum vorgesehen ist, der mit einem Spalt 30, der zwischen dem Kern 5 und dem gegenüberliegenden Anker 8 ausgebildet ist, kommuniziert, wobei dieser Hohlraum einen Resonator zur Rückstoßunterdrückung des Ventilelements 10 bildet.

Gemäß dieser ersten Ausführungsform ist kein herkömmlicher "Resonator mit dem komplizierten Aufbau, bei dem ein Durchlass in dem Raum (Spalt) ausgebildet ist, wo eine Druckpulsation absorbiert werden soll, bei dem eine Volumenkammer in der inneren Aussparung dieses Durchlasses angeordnet ist", ausgebildet, sondern es ist ein Resonator zum Unterdrücken des Rückstoßes an der Nadel ausgebildet, bei dem ein Hohlraum (beispielsweise ein hohlförmiger Hohlraum), der mit dem Spalt, der zwischen einem Kern und einem gegenüberliegenden Anker ausgebildet ist, kommuniziert, vorgesehen ist. Dementsprechend wird die Anzahl von Bauteilen nicht erhöht, und der Aufbau ist einfacher, wodurch eine bessere Produktivität erzielt wird.

Ferner ist der Resonator in der Nähe des Spaltes positioniert, wo die Druckpulsation absorbiert werden soll, so dass es möglich ist, eine hohe Ansprechbarkeit bei der Ventilöffnungs-/Schließoperation zu erzielen, die für eine Verbesserung der Operationsgeschwindigkeit des Kraftstoffeinspritzventils und hohen Kraftstoffdruck sowie zum Erzielen der vorteilhaften Rückstoßunterdrückung vorgesehen wird.

Ferner ist bei dem Kraftstoffeinspritzventil gemäß der ersten Ausführungsform ein Raum 31 zwischen dem Anker 8 und dem Anschlag 14 vorgesehen; und dieser Raum 31 und der Spalt 30 kommunizieren mit einem Kraftstoffdurchlass und sind stets mit Kraftstoff gefüllt, selbst bei der Ventilöffnungs-/Schließoperation der Ventileinheit 9.

Selbst wenn die Ventileinheit 9 die Ventilöffnungs-/Schließoperation durchführt, ist es somit möglich, den Rückstoß des Ventilelementes 10 stets effektiv zu unterdrücken.

Ferner ist der Hohlraum des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform in einem inneren Teil des Kerns 5 orthogonal zu der Fläche des Kerns 5 gegenüber dem Anker 8 ausgebildet.

Wenn das Volumen des Kerns 5 größer als das Volumen des Ankers 8 ist, ist es möglich, das Volumen eines Hohlraums zu vergrößern, um den Pulsationsunterdrückungseffekt zu verbessern.

Ferner ist der Hohlraum des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform ein rohrförmiger Hohlraum 5a mit einfachem Aufbau, bei dem es sich um ein gebohrtes Loch (Sackloch) handelt.

Entsprechend ist es möglich, einen Hohlraum einfach mit hoher Verarbeitbarkeit zu erzeugen.

Ausführungsform 2:

4 ist eine Ansicht, die einen Aufbau eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

4(a) zeigt den Gesamtaufbau des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der zweiten Ausführungsform, und 4(b) zeigt die Endfläche eines Ankers entlang der in 4(a) gezeigten Linie B-B.

Unter Bezugnahme auf 4 bezeichnet die Bezugsziffer 8a "einen als Resonator dienenden, rohrförmigen Hohlraum", der in einem inneren Teil des Ankers 8 orthogonal zu der Endfläche des Ankers 8 an der Endfläche des Ankers 8 gegenüber dem Kern 5 ausgebildet ist.

Das Kraftstoffeinspritzventil gemäß dieser zweiten Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass ein als ein Resonator zum Unterdrücken des Rückstoßes der Nadel 10 dienender, rohrförmiger Hohlraum an der Ankerseite ausgebildet ist.

Gemäß der zweiten Ausführungsform ist es aufgrund des zuvor beschriebenen Aufbaus ebenso wie im Fall der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform möglich, den Rückstoß der Nadel 10 zu unterdrücken.

Aufgrund der Tatsache, dass ein als Resonator dienender, rohrförmiger Hohlraum in dem Anker 8, bei dem es sich um ein bewegliches Teil handelt, ausgebildet ist, wird ferner das Gewicht des Ankers 8 reduziert, wodurch eine höhere Ansprechbarkeit der Nadel 10 (also eine höhere Ansprechbarkeit des Kraftstoffeinspritzventils) erzielt wird.

Der Anker 8 ist kleiner als ein Kern 5, wobei die Tiefe des rohrförmigen Hohlraums 8a verglichen mit der zuvor beschriebenen, ersten Ausführungsform hingegen beschränkt ist und ihr Volumen kleiner sein kann.

Entsprechend wird das Kraftstoffeinspritzventil gemäß der zweiten Ausführungsform vorzugsweise dann eingesetzt, wenn die Druckpulsation im hohen Frequenzbereich absorbiert werden soll.

Wie zuvor beschrieben wurde, ist die Kavität des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dieser zweiten Ausführungsform in dem inneren Teil des Ankers 8 orthogonal zu der Fläche des Ankers 8 gegenüber dem Kern 5 ausgebildet.

Da der als ein Resonator wirkende rohrförmige Hohlraum in dem inneren Teil des Ankers 8 ausgebildet ist, wird das Gewicht des Ankers 8 entsprechend reduziert, so dass eine höhere Ansprechbarkeit des Kraftstoffeinspritzventils erzielt wird.

Ausführungsform 3:

5 ist eine Ansicht, die einen Aufbau eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

5(a) zeigt den Gesamtaufbau des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der dritten Ausführungsform, und 5(b) zeigt die Endfläche eines Kerns entlang der in 5(a) gezeigten Linie C-C.

Gemäß der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform ist ein rohrförmiger Hohlraum in dem inneren Teil des Kerns 5 orthogonal zu der Endfläche des Kerns 5 an der Endfläche des Kerns 5 gegenüber dem Anker 8 ausgebildet.

Andererseits ist das Kraftstoffeinspritzventil gemäß dieser dritten Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von rohrförmigen Hohlräumen in dem inneren Teil des Kerns 5 orthogonal zu der Endfläche des Kerns 5 an der Endfläche des Kerns 5 gegenüber dem Anker 8 ausgebildet ist.

Unter Bezugnahme auf 5 bezeichnen die Bezugsziffern 5a, 5b, ... 5f rohrförmige Hohlräume, die in dem inneren Teil des Kerns 5 orthogonal zu der Endfläche des Kerns 5 ausgebildet sind.

In dem Fall eines rohrförmigen Hohlraums, wie bei der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform, gibt es an der Endfläche des Ankers 8 ungleichmäßig ausgebildete Punkte, an denen eine Druckpulsation unterdrückt wird, sowie Punkte, an denen eine Druckpulsation nicht unterdrückt wird, weshalb der auf den Anker 8 auszuübende Druck ungleichmäßig ist. Entsprechend wird die Bewegung einer Nadel 10 zum Zeitpunkt des Öffnens/Schließens des Ventils instabil.

Um diesem Problem zu begegnen, sind eine Mehrzahl von rohrförmigen Hohlräumen gleichmäßig voneinander beabstandet an der Endfläche des Ankers 8 ausgebildet, wodurch der auf die Endfläche des Ankers 8 ausgeübte Druck gleichmäßig wird, was zu einer stabilen Bewegung der Nadel 10 führt.

Ferner wird der Gesamtquerschnittbereich der Hohlräume größer, ebenso wie das Volumen der Hohlräume, so dass ein größerer Pulsationsunterdrückungseffekt erzielt wird.

Ferner ist ein Beispiel in 5 gezeigt, bei dem sechs rohrförmige Hohlräume an der Seite des Kerns 5 ausgebildet sind. Jedoch ist die Anzahl nicht auf sechs begrenzt, und es kann jede andere Anzahl von rohrförmigen Hohlräumen gewählt werden.

Zudem wird, wie in 5 gezeigt ist, bevorzugt, dass die Mehrzahl von rohrförmigen Hohlräumen 5a, 5b, ... 5f nicht immer die gleiche, sondern verschiedene Tiefen aufweisen, wenn dies erwünscht ist.

Indem die Tiefe der rohrförmigen Hohlräume unterschiedlich gewählt wird, ist es möglich, das Frequenzband der zu absorbierenden Druckpulsation zu erweitern.

Ferner ist es, wie in 5(b) gezeigt ist, wünschenswert, dass eine Mehrzahl von rohrförmigen Hohlräumen in regelmäßigen Abständen an dem zentralen Bereich der ringförmigen Endfläche des Kerns 5 ausgebildet ist.

Ferner bezeichnet unter Bezugnahme auf 5(b) "&phgr;E" einen Durchmesser eines ringförmigen Rings, der eine Mehrzahl von rohrförmigen Hohlräumen ausbildet, und "F" ist ein Abstand zwischen den rohrförmigen Hohlräumen.

Wie zuvor beschrieben wurde, umfasst das Kraftstoffeinspritzventil gemäß der dritten Ausführungsform eine Mehrzahl von Hohlräumen, die in einem inneren Teil des Kerns 5 ausgebildet sind.

Entsprechend ist der auf die Endfläche des Ankers 8 ausgeübte Druck im Wesentlichen gleichmäßig. Somit wird die Bewegung der Nadel 10 zum Zeitpunkt des Öffnens/Schließens des Ventils stabil, und der Pulsationsunterdrückungseffekt wird größer.

Ferner handelt es sich bei der Mehrzahl von in einem inneren Teil des Kerns 5 auszubildenden Hohlräumen um rohrförmige Hohlräume 5a, 5b ... mit unterschiedlichen Durchmessern und Tiefen. Entsprechend wird die Bewegung einer Nadel 10 zum Zeitpunkt des Öffnens/Schließens des Ventils gleichmäßig, wobei es ferner möglich ist, mit sehr guter Verarbeitbarkeit ein Kraftstoffeinspritzventil mit großem Pulsationsunterdrückungseffekt herzustellen.

Ferner ist die Mehrzahl von rohrförmigen Hohlräumen in regelmäßigen Abständen im Wesentlichen an dem zentralen Bereich der ringförmigen Endfläche ausgebildet, an der sich der Kern und der Anker gegenüberliegen. Auf diese Weise wird der auf die Endfläche des Ankers 8 ausgeübte Druck gleichmäßig, wodurch auch die Bewegung der Nadel zum Zeitpunkt des Öffnens/Schließens des Ventils stabiler wird.

Ausführungsform 4:

6 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.

Ferner zeigt 6(a) den Gesamtaufbau eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der vierten Ausführungsform, und 6(b) zeigt die Endfläche eines Kerns entlang der in 6(a) gezeigten Linie D-D.

Gemäß der zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsform ist ein rohrförmiger Hohlraum in dem inneren Teil des Ankers 8 orthogonal zu der Endfläche des Ankers 8 an der Endfläche des Ankers 8 gegenüber dem Kern 5 ausgebildet.

Das Kraftstoffeinspritzventil gemäß dieser vierten Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass an der Endfläche eines Ankers 8 gegenüber einem Kern 5 eine Mehrzahl von rohrförmigen Hohlräumen in dem inneren Teil des Ankers 8 orthogonal zu der Endfläche des Ankers 8 ausgebildet ist.

Unter Bezugnahme auf 6 bezeichnen die Bezugsziffern 8a, 8b, ... 8f die Mehrzahl von rohrförmigen Hohlräumen, die in dem inneren Teil des Ankers orthogonal zu der Endfläche des Ankers 8 ausgebildet ist.

Wie bei der zuvor beschriebenen dritten Ausführungsform ist im Fall eines rohrförmigen Hohlraums der auf den Anker 8 auszuübende Druck ungleichmäßig, da an der Endfläche des Ankers 8 ungleichmäßig ausgebildete Punkte vorhanden sind, an denen eine Druckpulsation unterdrückt wird, sowie Punkte, an denen eine Druckpulsation nicht unterdrückt wird. Entsprechend wird die Bewegung einer Nadel 10 instabil.

Um dem zu begegnen, wird eine Mehrzahl von rohrförmigen Hohlräumen gleichmäßig voneinander beabstandet an der Endfläche des Ankers 8 ausgebildet, wodurch der auf die Endfläche des Ankers 8 ausgeübte Druck gleichmäßig wird, was zu einer stabilen Bewegung der Nadel 10 führt.

Ferner wird der gesamte Querschnittbereich der Hohlräume größer, ebenso wie das Volumen der Hohlräume größer wird, so dass ein größerer Pulsationsunterdrückungseffekt erzielt wird.

Ferner ist ein Beispiel in 5 gezeigt, bei dem sechs rohrförmige Hohlräume an dem Kern 5 ausgebildet sind. Jedoch ist die Anzahl nicht auf sechs begrenzt, und es kann ebenso irgendeine andere Anzahl von rohrförmigen Hohlräumen gewählt werden.

Ferner ist es, wie in 6 gezeigt ist, bevorzugt, dass die Vielzahl von rohrförmigen Hohlräumen 8a, 8b, ... 8f nicht immer die gleiche, sondern unterschiedliche Tiefen aufweisen, wenn dies gewünscht ist.

Aufgrund der unterschiedlichen Tiefen der rohrförmigen Hohlräume ist es möglich, das Frequenzband der zu absorbierenden Druckpulsation zu erweitern.

Ferner ist es, wie in 6(b) gezeigt ist, wünschenswert, dass die Mehrzahl von rohrförmigen Hohlräumen in regelmäßigen Abständen an dem zentralen Bereich der ringförmigen Endfläche des Ankers ausgebildet ist.

Unter Bezugnahme auf 8(b) bezeichnet "&phgr;H" einen Durchmesser eines ringförmigen Rings, der die Mehrzahl von rohrförmigen Hohlräumen ausbildet, und "I" einen Abstand zwischen den rohrförmigen Hohlräumen.

Wie zuvor beschrieben wurde, ist bei dem Kraftstoffeinspritzventil gemäß dieser dritten Ausführungsform eine Mehrzahl von Kavitäten vorgesehen, die in einem inneren Teil des Kerns 5 auszubilden ist.

Entsprechend wird die auf die Endfläche des Ankers 8 ausgeübte Kraft im Wesentlichen gleichmäßig. Folglich wird die Bewegung der Nadel 10 zum Zeitpunkt des Öffnens/Schließens des Ventils stabil, und der Pulsationsunterdrückungseffekt wird größer.

Ferner handelt es sich bei der Mehrzahl von in einem inneren Teil des Ankers 8 auszubildenden Hohlräumen um rohrförmige Hohlräume 8a, 8b, ... mit unterschiedlichen Durchmessern und Tiefen. Entsprechend wird die Bewegung einer Nadel 10 zum Zeitpunkt des Öffnens/Schließens des Ventils stabil, und es ist möglich, mit sehr guter Verarbeitbarkeit ein Kraftstoffeinspritzventil mit einem großen Pulsationsunterdrückungseffekt herzustellen.

Ferner ist die Mehrzahl von rohrförmigen Hohlräumen in regelmäßigen Abständen im Wesentlichen an dem zentralen Bereich der ringförmigen Endfläche angeordnet, wo der Kern und der Anker einander gegenüberliegen. Entsprechend wirkt der auf die Endfläche des Ankers 8 ausgeübter Druck noch gleichmäßiger, und die Bewegung der Nadel zum Zeitpunkt des Öffnens/Schließens des Ventils wird stabiler.

Während die vorliegend bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, sollte klar sein, dass diese Offenbarungen nur Darstellungszwecken dienen, und dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, um den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, der durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist.


Anspruch[de]
Kraftstoffeinspritzventil mit:

einer Solenoideinheit (2), die einen Kern (5), einen Anker (8) und eine Spule (6) aufweist; und

einer Ventileinheit (9), die ein Ventilelement (10), das mit dem Anker (8) verbunden ist, um sich mit diesem zu bewegen, und einen Ventilsitz (12) umfasst, der eine Bewegung in Ventilschließstellung des Ventilelementes (10) reguliert und der durch das sich von diesem trennende oder mit diesem in Kontakt kommende Ventilelement (10) geöffnet und geschlossen wird, sowie einen Anschlag (14) zum Regulieren einer Bewegung in Ventilöffnungsrichtung des Ventilelementes (10); und die mit der Solenoideinheit (2) verbunden ist;

dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlraum vorgesehen ist, der mit einem Spalt (30), der zwischen dem Kern (5) und dem gegenüberliegenden Anker (8) ausgebildet ist, kommuniziert, wobei der Hohlraum einen Resonator zur Rückstoßunterdrückung des Ventilelementes (10) bildet.
Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Raum (31) zwischen dem Anker (8) und dem Anschlag (4) ausgebildet ist; und dass der Raum (31) und der Spalt (30) mit einem Kraftstoffdurchlass kommunizieren und stets mit Brennstoff gefüllt sind, selbst wenn die Ventileinheit (9) eine Ventilöffnungs-/Schließoperation durchführt. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum in einem inneren Teil des Kerns (5) orthogonal zu der Fläche des Kerns (5) gegenüber dem Anker (8) ausgebildet ist. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum in einem inneren Teil des Ankers (8) orthogonal zu der Fläche des Ankers (8) gegenüber dem Kern (5) ausgebildet ist. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Hohlräumen in dem inneren Teil des Kerns (5) ausgebildet ist. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Hohlräumen in einem inneren Teil des Ankers (8) ausgebildet ist. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum ein mit einem Boden versehener, rohrförmiger Hohlraum (5a bis 5f, 8a bis 8f) ist. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von in dem inneren Bereich des Kerns (5) auszubildenden Hohlräume mit einem Boden versehene rohrförmige Hohlräume (5a bis 5f) mit jeweils unterschiedlichen Durchmessern und Tiefen sind. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von in dem inneren Teil des Ankers (8) auszubildenden Hohlräumen mit einem Boden versehene rohrförmige Hohlräume (8a bis 8f) mit jeweils unterschiedlichen Durchmessern und Tiefen sind. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von mit einem Boden versehenen Hohlräume (5a bis 5f, 8a bis 8f) in regelmäßigen Intervallen im Wesentlichen an dem zentralen Bereich einer ringförmigen Endfläche angeordnet sind, wo der Kern (5) und der Anker (8) einander gegenüberliegen.






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