DE102013224815A1

DE102013224815A1 - Druckregelventil für gasförmigen kraftstoff

Info

Publication number: DE102013224815A1
Application number: DE102013224815.6A
Authority: DE
Inventors: Akira Takagi; Makoto Kondo; Yuichi Takemura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2014-06-05
Also published as: US20140283794A1; JP2014111907A; JP5713210B2

Abstract

Ein Druckregelventil (1) regelt den Druck eines gasförmigen Kraftstoffs entsprechend einem Kraftmaschinenbetriebszustand. Das Druckregelventil hat einen beweglichen Ventilkörper (36), eine Krümmerkammer (253), die mit einem Ansaugkrümmer in Verbindung steht, und einen Durchlass (316), der mit einer Einspritzdüse verbunden ist. Ein Ansaugkrümmerdruck von der Krümmerkammer (253) bewegt den beweglichen Ventilkörper (36) in einer Ventilöffnungsrichtung, und ein Ausgangsdruck von dem Durchlass (317) bewegt den beweglichen Ventilkörper (36) in einer Ventilschließrichtung. Auf diese Weise ändert das Drucksteuerungsventil (1) die Größe eines Differenzdrucks zwischen dem Ausgangsdruck und dem Ansaugkrümmerdruck entsprechend einer Größe des Ansaugkrümmerdrucks.

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Druckregelventil zum Regeln eines Drucks eines gasförmigen Kraftstoffs.
Im Allgemeinen enthält ein Zufuhrsystem gasförmigen Kraftstoffs, das dazu verwendet wird, einer Brennkraftmaschine (nachstehend "Kraftmaschine") gasförmigen Kraftstoff zuzuführen, ein Druckregelventil, um einen Druck des gasförmigen Kraftstoffs, der in einem Kraftstofftank gespeichert wird, zu mindern. Der Druck des gasförmigen Kraftstoffs im Kraftstofftank wird gemindert, indem eine Einspritzdüse verwendet wird, die den gasförmigen Kraftstoff in die Kraftmaschine einspritzt. Zum Beispiel offenbart das Patentdokument 1 (d. h. JP 2005-004553 A ) ein Druckregelventil, das einen Ventilkörper hat, auf den ein Druck des gasförmigen Kraftstoffs aufgebracht wird, der der Einspritzdüse für gasförmigen Kraftstoff zuzuführen ist (nachstehend "Ausgangsdruck"). Eine Relativposition dieses Ventilkörpers ändert sich bezogen auf einen Ventilsitz als solches entsprechend dem Ausgangsdruck. Des Weiteren offenbart ein Patentdokument 2 (d. h. JP 2010-515993 A ) einen Fluiddruckmodulator, der ein elektromagnetisches Stellglied hat, das entsprechend einem Kraftmaschinenbetriebszustand eine anziehende elektromagnetische Kraft erzeugt. In ähnlicher Weise wird die Relativposition des Ventilkörpers bezogen auf den Ventilsitz durch eine solche anziehende elektromagnetische Kraft geändert. Darüber hinaus offenbart ein Patentdokument 3 (d. h. JP 5013888 B ) ein Druckminderungsventil mit einer Membran, auf das ein Ansaugkrümmerdruck der Kraftmaschine aufgebracht wird. Die Relativposition des Ventilkörpers, der mit der Membran verbunden ist, ändert sich bezogen auf den Ventilsitz so, dass ein Differenzdruck über dem Ausgangsdruck und dem Ansaugkrümmerdruck einen konstanten Wert hat.
Da bei dem Druckminderungsventil des Patentdokuments 1 der Eingangsdruck des gasförmigen Kraftstoffs, der dem Druckminderungsventil vom Kraftstofftank zugeführt wird, auf den Ventilkörper aufgebracht wird, kann jedoch der Ausgangsdruck des gasförmigen Kraftstoffs instabil werden, wenn der Druck gasförmigen Kraftstoffs hohen Drucks geregelt wird.
Aufgrund der komplexen Gestaltung des elektromagnetischen Stellglieds in dem Fluiddruckmodulator des Patentdokuments 2 kann der Druck des gasförmigen Kraftstoffs unregelbar werden, wenn das elektromagnetische Stellglied versagt.
Des Weiteren hat das Druckminderungsventil im Patentdokument 3 einen verhältnismäßig engen stabilen Betriebsbereichs (d. h. dynamischen Bereich), in dem eine stabile Korrelation zwischen (i) der Einspritzpulsbreite, die in eine Einspritzdüse eingegeben wird, der das Druckminderungsventil den gasförmigen Kraftstoff zuführt, und (ii) einer Einspritzmenge des gasförmigen Kraftstoffs beobachtet wird. Daher kann das Druckminderungsventil dem Ansaugkrümmer keine passende Menge des gasförmigen Kraftstoffs zuführen, wenn die Kraftmaschine bei Bedingungen mit geringer Geschwindigkeit und geringer Last oder bei Bedingungen mit hoher Geschwindigkeit und hoher Last arbeitet.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Druckregelventil zur Verfügung zu stellen, um einen Druck eines gasförmigen Kraftstoffs entsprechend einem Betrieb einer Kraftmaschine zu regeln.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung hat das Druckregelventil für ein Zufuhrsystem gasförmigen Kraftstoffs einen Kraftstofftank zum Speichern eines gasförmigen Kraftstoffs und eine Einspritzdüse zum Einspritzen des gasförmigen Kraftstoffs in einen Ansaugkrümmer, der mit einer Brennkraftmaschine verbunden ist. Das Druckregelventil weist außerdem ein Gehäuse mit einer Einlassöffnung, die den gasförmigen Kraftstoff vom Kraftstofftank liefert, und eine Auslassöffnung, die der Einspritzdüse druckgeregelten gasförmigen Kraftstoff liefert, einen ersten Druckaufnehmer, der einen der Einspritzdüse gelieferten Druck aufnimmt, und einen zweiten Druckaufnehmer auf, der einen Ansaugkrümmerdruck aufnimmt. Des Weiteren weist das Druckregelventil einen beweglichen Ventilkörper, der zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung positioniert ist und durch eine erste aufgenommene Kraft, die von dem ersten Druckaufnehmer aufgenommen wird, und eine zweite aufgenommene Kraft, die von dem zweiten Druckaufnehmer aufgenommen wird, vorbelastet wird, und ein Sitzelement auf, das selektiv den beweglichen Ventilkörper berührt, um eine Verbindung zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung zu öffnen und zu schließen. Der bewegliche Ventilkörper ändert als solches einen Differenzdruck zwischen dem der Einspritzdüse gelieferten Druck und dem Ansaugkrümmerdruck.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hat das Druckregelventil für ein Zufuhrsystem gasförmigen Kraftstoffs einen Kraftstofftank zum Speichern eines gasförmigen Kraftstoffs und eine Einspritzdüse zum Einspritzen des gasförmigen Kraftstoffs in einen Ansaugkrümmer, der mit einer Brennkraftmaschine verbunden ist. Das Druckregelventil weist außerdem ein Gehäuse mit einer Einlassöffnung, die den gasförmigen Kraftstoff vom Kraftstofftank liefert, und eine Auslassöffnung auf, die der Einspritzdüse druckgeregelten gasförmigen Kraftstoff liefert. Des Weiteren weist das Druckregelventil einen beweglichen Ventilkörper, der gleitfähig zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung angeordnet ist, und selektiv für einen Verbindungsdurchlass zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung sorgt, und ein Sitzelement auf, das selektiv den beweglichen Ventilkörper berührt, um den Verbindungsdurchlass zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung zu öffnen und zu schließen, wobei das Sitzelement, das selektiv ein erstes Ende des beweglichen Ventilkörpers auf einem Ventilsitz berüht, und der Ventilsitz einen Sitzdurchmesser haben, der als ein erster Durchmesser definiert ist. Ein erstes Vorbelastungselement belastet den beweglichen Ventilkörper in einer Richtung vor, die den beweglichen Ventilkörper dazu bringt, sich von dem Sitzelement weg zu bewegen. Eine erste Dichtung hat einen Durchmesser, der gleich dem ersten Durchmesser ist, um Luftdichtheit zwischen (i) einer ersten Druckkammer, die an einem ersten Ende des beweglichen Ventilkörpers positioniert ist, und (ii) einer Krümmerkammer, die das erste Vorbelastungselement beherbergt und einen Ansaugkrümmerdruck aufnimmt, zu bewahren. Ein Träger ist mit einem zweiten Ende des beweglichen Ventilkörpers verbunden. Der Träger hat einen Außendurchmesser, der größer als der erste Durchmesser ist, und ist gleitfähig angeordnet, um eine Bewegung des beweglichen Ventilkörpers zu tragen. Ein Trennabschnitt trennt das Innere des Gehäuses an einer Position zwischen dem Träger und der ersten Dichtung. Der Trennabschnitt hat einen Außendurchmesser, der größer als der Außendurchmesser des Trägers ist. Eine zweite Dichtung ist auf dem Träger positioniert und hat einen Dichtungsdurchmesser, der als ein zweiter Durchmesser definiert ist, der größer als der erste Durchmesser ist. Eine dritte Dichtung ist auf dem Trennabschnitt positioniert und hat einen Dichtungsdurchmesser, der als ein dritter Durchmesser definiert ist, der größer als der zweite Durchmesser ist. Die zweite Dichtung bewahrt Luftdichtheit zwischen (i) einer Atmosphärenkammer, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht und zwischen der zweiten Dichtung und der dritten Dichtung definiert ist, und (ii) der Auslassöffnung. Des Weiteren bewahrt die dritte Dichtung Luftdichtheit zwischen der Krümmerkammer und der Atmosphärenkammer.
Das erfindungsgemäße Druckregelventil zum Regeln eines Drucks des gasförmigen Kraftstoffs ändert entsprechend einer Größe des Ansaugkrümmerdrucks die Größe eines Differenzdrucks über (i) einem der Einspritzdüse zu liefernden Druck des gasförmigen Kraftstoffs und (ii) einem Ansaugkrümmerdruck, indem es den Ventilkörper verwendet, auf den die erste aufgenommene Kraft, die ein Druck des gasförmigen Kraftstoffs ist, der der Einspritzdüse geliefert wird, und die zweite aufgenommene Kraft, die ein Ansaugkrümmerdruck der Brennkraftmaschine ist, aufgebracht wird. Die erste aufgenommene Kraft und die zweite aufgenommene Kraft bewegen den Ventilkörper in einander entgegengesetzten Richtungen. Auf diese Weise wird der Einspritzdüse, die einen verhältnismäßig engen dynamischen Bereich hat, ein gasförmiger Kraftstoff mit einem geregelten Druck geliefert, der entsprechend einem Druck in dem Ansaugkrümmer geregelt wird. Daher wird der dynamische Bereich des Zufuhrsystems gasförmigen Kraftstoffs als Ganzes, einschließlich der Einspritzdüse, vergrößert. Somit kann das erfindungsgemäße Druckregelventil für gasförmigen Kraftstoff einen Druck des gasförmigen Kraftstoffs richtig regeln für (i) einen Betrieb der Kraftmaschine mit geringer Geschwindigkeit und geringer Last, der wahrscheinlich eine verhältnismäßig geringe Menge gasförmigen Kraftstoffs verwendet, und (ii) einen Betrieb der Kraftmaschine mit hoher Geschwindigkeit und hoher Last, der eine verhältnismäßig große Menge des gasförmigen Kraftstoffs verlangt.
Des Weiteren führt das erfindungsgemäße Druckregelventil für gasförmigen der Einspritzdüse entsprechend einem Druck im Ansaugkrümmer bei einem geeigneten Druck Kraftstoff zu, ohne teure oder komplizierte elektromagnetische Stellglieder zu verwenden. Daher ist die Gestaltung des Druckregelventils für gasförmigen Kraftstoff einfacher und die Volumengröße dieses Ventils geringer.
Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung deutlicher, die unter Bezugnahme der beigefügten Zeichnungen erfolgt, die Folgendes zeigen:
1 ein Diagramm der Gestaltung eines Zufuhrsystems gasförmigen Kraftstoffs, bei dem ein Druckregelventil für gasförmigen Kraftstoff in einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung angewandt wird;
2 eine Schnittansicht des Druckregelventils für gasförmigen Kraftstoff in dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 eine Schnittansicht des Druckregelventils für gasförmigen Kraftstoff in dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Erläuterung einer Arbeitsweise des Ventils;
4 ein Diagramm, das einen Zusammenhang zwischen einem Ansaugkrümmerdruck und einem Ausgangsdruck in dem Druckregelventil für gasförmigen Kraftstoff in dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
5 eine Schnittansicht des Druckregelventils für gasförmigen Kraftstoff in einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
6 eine Schnittansicht des Druckregelventils für gasförmigen Kraftstoff bei einer Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung; und
7 eine Schnittansicht des Druckregelventils für gasförmigen Kraftstoff in einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Beruhend auf den Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 stellt eine Gestaltung eines Zufuhrsystems gasförmigen Kraftstoffs dar, bei dem die Erfindung angewandt wird. Ein Zufuhrsystem gasförmigen Kraftstoffs 5 kann in einem Fahrzeug eingebaut sein, das als Kraftstoff zum Beispiel komprimiertes Erdgas verwendet. Das Zufuhrsystem gasförmigen Kraftstoffs 5 ist zusammen mit anderen Teilen mit einer Kraftstoffeinfüllöffnung 10, einem Kraftstofftank 12, einem Druckregelventil 1, einer Einspritzdüse 17 und einer ECU 9 versehen.
Der gasförmige Kraftstoff hohen Drucks, der von außen durch die Kraftstoffeinfüllöffnung 10 zugeführt wird, wird über ein Verbindungsrohr 6 in dem Kraftstofftank 12 gespeichert. Die Kraftstoffeinfüllöffnung 10 hat eine Rückströmverhinderungsfunktion, durch die der von der Kraftstoffeinfüllöffnung 10 zugeführte gasförmige Kraftstoff daran gehindert wird, zur Atmosphäre zurückzuströmen. Das Verbindungsrohr 6 hat ein darauf ausgebildetes Gasfüllventil 11.
Auf dem Kraftstofftank 12 ist ein Kraftstofftankventil 13 ausgebildet. Das Kraftstofftankventil 13 hat eine Rückströmverhinderungsfunktion, die eine Strömung des gasförmigen Kraftstoffs vom Kraftstofftank 12 zur Kraftstoffeinfüllöffnung 10 verhindert, eine Überschussströmungsverhinderungsfunktion, die eine Strömung des gasförmigen Kraftstoffs vom Kraftstofftank 12 unterbricht, wenn der gasförmige Kraftstoff mit gleich viel wie oder mehr als einer vorbestimmten Menge durch ein Verbindungsrohr 7 strömt, und eine Druckfreigabesicherheitsfunktion, die zu dem Zweck, eine Explosion des Tanks 12 zu verhindern, einen Innendruck des Kraftstofftanks 12 zur Atmosphäre freigibt, wenn der Innendruck des Tanks 12 zunimmt.
Das Kraftstofftankventil 13 ist über das Verbindungsrohr 7 mit dem Druckregelventil 1 verbunden. Das Verbindungsrohr 7 hat darauf ausgebildet ein Erstabsperrventil 14, das das Verbindungsrohr 7 entsprechend einer manuellen Betätigung manuell unterbrechen kann, und ein Hauptabsperrventil 15, das das Verbindungsrohr 7 entsprechend einer elektrischen Betätigung elektrisch unterbrechen kann.
Das Druckregelventil 1 mindert einen Druck des gasförmigen Kraftstoffs, der über das Verbindungsrohr 7 zugeführt wird, (nachstehend "Eingangsdruck") auf ein Druckniveau, das der Einspritzdüse 17 zugeführt werden kann. Zum Beispiel mindert das Druckregelventil 1 den gasförmigen Kraftstoff mit 20 MPa in dem Kraftstofftank 12 auf einen Druckbereich zwischen 0,2 und 0,65 MPa (d. h. einen Druck, der der Einspritzdüse 17 zugeführt werden kann). Das Druckregelventil 1 kann einen Druck des gasförmigen Kraftstoffs, der der Einspritzdüse 17 zugeführt wird, (nachstehend "Ausgangsdruck") im Voraus regeln, sodass er innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Das Druckregelventil 1 ist über ein Verbindungsrohr 181 mit einem Ansaugkrümmer 18 verbunden. Die Einzelheiten des Aufbaus des Druckregelventils 1 werden unten beschrieben.
Nach der Minderung des Drucks durch das Druckregelventil 1 wird mit einem Ölfilter 16 Öl aus dem gasförmigen Kraftstoff entfernt, der der Einspritzdüse 17 dann über ein Verbindungsrohr 8 zugeführt wird. Die Einspritzdüse 17 spritzt den gasförmigen Kraftstoff entsprechend einem Befehl einer ECU 9, die mit der Einspritzdüse 17 elektrisch verbunden ist, in den Ansaugkrümmer 18 ein. Die Einspritzdüse 17 hat darauf einen Temperatursensor und einen Drucksensor ausgebildet, die nicht dargestellt sind. Die Informationen über die Temperatur und den Druck des gasförmigen Kraftstoffs, die jeweils von dem Temperatursensor und dem Drucksensor erfasst werden, werden an die ECU 9 ausgegeben. Die ECU 9 gibt ein Signal an das Hauptabsperrventil 15 zur Unterbrechung des Verbindungsrohrs 7 aus, wenn der Druck des gasförmigen Kraftstoffs, der der Einspritzdüse 17 zugeführt wird, größer oder gleich einem voreingestellten Druck ist.
Der gasförmige Kraftstoff, der in den Ansaugkrümmer 18 eingespritzt wird, wird mit Luft gemischt, die von der Atmosphäre eingeleitet wird, und er wird von einer Ansaugöffnung einer Brennkraftmaschine, mit der der Ansaugkrümmer 18 verbunden ist, in einen Zylinder 191 eingeleitet. In der Kraftmaschine 19 wird durch eine durch den Anstieg eines Kolbens 192 hervorgerufene Kompression und Verbrennung eines Mischgases, das ein Gemisch des gasförmigen Kraftstoffs und der Luft ist, ein Drehmoment erzeugt.
Auf diese Weise mindern das Druckregelventil 1 und die Einspritzdüse 17 des Zufuhrsystems gasförmigen Kraftstoffs 5 den Druck des gasförmigen Kraftstoffs hohen Drucks auf einen niedrigen Druck, indem der gasförmige Kraftstoff mit der Einspritzdüse 17 eingespritzt wird, um der Kraftmaschine 19 den gasförmigen Kraftstoff geringen Drucks zuzuführen.
Die Einzelheiten der Gestaltung des Druckregelventils 1 werden beruhend auf den 2 und 3 beschrieben. Der Pfeil S in der Zeichnung stellt die Strömungsrichtung des gasförmigen Kraftstoffs dar.
Das Druckregelventil 1 weist zusammen mit anderen Teilen ein erstes Gehäuse 21, ein zweites Gehäuse 22, eine erste Abdeckung 26, eine zweite Abdeckung 31, einen Ventilkörper 36, ein Gleitteil 39, eine Hauptfeder 41, einen Vorbelastungskrafteinsteller 51 und eine Nebenfeder 54 auf.
Das erste Gehäuse 21 ist in der Form eines Zylinders mit einem Fuß ausgebildet, der einen Zylinderteil 211, einen Boden 212 und einen Flansch 213 aufweist, die zu einem Einzelkörper kombiniert sind. Das erste Gehäuse 21 definiert eine erste Druckkammer 251, die einen Teil des Ventilkörpers 36 aufnimmt. Das erste Gehäuse 21 kann in den Ansprüchen ein "Gehäuse" sein.
Der Zylinderteil 211 hat eine Auslassöffnung 214, die mit dem Verbindungsrohr 7 verbunden ist (siehe 1). Die Auslassöffnung 214 erlaubt eine Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite des ersten Gehäuses 21, das heißt eine Verbindung zwischen der ersten Druckkammer 251 und dem Verbindungsrohr 7.
Der Boden 212 ist mit einem Ende des Zylinderteils 211 auf der Seite des zweiten Gehäuses 22 verbunden. Der Boden 212 hat an im Großen und Ganzen seinem mittleren Teil ein Durchgangsloch 215, das eine Verbindung zwischen dem Inneren des ersten Gehäuses 21 und dem Inneren des zweiten Gehäuses 22 erlaubt. In das Durchgangsloch 215 ist ein Axialteil 38 des Ventilkörpers 36 eingeführt. Auf einer Innenwand des Durchgangslochs 215 ist ein Dichtungselement 216 angeordnet. Das Dichtungselement 216 bewahrt Luftdichtheit zwischen der ersten Druckkammer 251 in dem ersten Gehäuse 21 und zum Beispiel einer dritten Druckkammer 253 in dem zweiten Gehäuse 22. Das Dichtungselement 216 kann in den Ansprüchen eine "erste Dichtung" sein.
Der Flansch 213 steht in der Radialrichtung von dem Zylinderteil 211 weg. Ein Dichtungselement 217 ist auf einer Seitenwand des Flansches 213 angeordnet, die sich in seiner Radialrichtung auf einer Außenseite befindet (d. h. dies kann im Folgenden auch als "auf einem Außenumfang" bezeichnet werden). Das Dichtungselement 217 bewahrt Luftdichtheit der dritten Druckkammer 253 gegenüber der Außenseite des zweiten Gehäuses 22.
Das zweite Gehäuse 22 ist in der Form eines Zylinders ausgebildet, wobei ein Außendurchmesser des zweiten Gehäuses 22 größer als der Außendurchmesser des ersten Gehäuses 21 ist. Indem eine Gewindenut auf der Innenseite des zweiten Gehäuses 22 mit einer Gewindenut auf der Außenseite des Flansches 213 des ersten Gehäuses verschraubt wird, bildet das zweite Gehäuse 22 als eine Kombination einer Oberfläche 218 des Bodens 212, eines Teils einer Außenwand des Zylinderteils 211 und einer Oberfläche 219 des Flansches 213 auf der Seite des zweiten Gehäuses 22 einen konkaven Abschnitt mit einem Boden. Das zweite Gehäuse 22 beherbergt im Inneren des konkaven Teils mit dem Boden die zweite Abdeckung 31, einen Teil des Ventilkörpers 36, das Gleitteil 39, die Hauptfeder 41 und die Nebenfeder 54. Das zweite Gehäuse 22 kann in den Ansprüchen ein "Gehäuse" sein.
Das Innere des zweiten Gehäuses 22 wird durch das Gleitteil 39, das später beschrieben wird, in die dritte Druckkammer 253, die in den Ansprüchen eine "Krümmerkammer" sein kann, und eine vierte Druckkammer 254, die in den Ansprüchen eine "Atmosphärenkammer" sein kann, aufgeteilt. Genauer gesagt wird die dritte Druckkammer 253 von einer Außenwand des Gleitteils 39, einer Außenwand des ersten Gehäuses 21 und einer Innenwand des zweiten Gehäuses 22 definiert. Des Weiteren wird die vierte Druckkammer 254 von einer Außenwand des Gleitteils 39 und von Innenwänden der zweiten Abdeckung 31 und des zweiten Gehäuses 22 definiert. Die dritte Druckkammer 253 steht über ein Verbindungsloch 221 und ein Verbindungsrohr 181 (siehe 1), die auf dem zweiten Gehäuse 22 ausgebildet sind, mit dem Ansaugkrümmer 18 der Kraftmaschine 19 in Verbindung. Die vierte Druckkammer 254 steht über ein Verbindungsloch 222, das auf einer Seitenwand des zweiten Gehäuses 22 ausgebildet ist, mit der Außenseite des zweiten Gehäuses 22, das heißt mit der Atmosphäre, in Verbindung.
Auf der Innenwand, die die vierte Druckkammer 254 des zweiten Gehäuses 22 definiert, ist eine treppenartige Oberfläche 223 ausgebildet. Die treppenartige Oberfläche 223 beschränkt eine Bewegung des Gleitteils 39 zur zweiten Abdeckung 31 hin, wenn das Druckregelventil 1 montiert wird. Einzelheiten dieses Aufbaus werden später bei einem Montagevorgang des Druckregelventils 1 beschrieben.
Die erste Abdeckung 36 umfasst einen zylinderförmigen Teil großen Durchmessers 261, einen zylinderförmigen Teil mittleren Durchmessers 262 und einen Teil kleinen Durchmessers 263 in im Großen und Ganzen der Form eines Kegelstumpfes. Der Durchmesser des Teils 262 ist kleiner als der Durchmesser des Teils 261. Eine Außenwand 264 auf dem Außenumfang des Teils großen Durchmessers 261 hat darauf ausgebildet eine Gewindenut. Die Gewindenut steht mit einer Gewindenut in Eingriff, die auf der Innenwand einer Öffnung 210 des Zylinderteils 211 des ersten Gehäuses 21 ausgebildet ist. Daher ist die erste Abdeckung 26 an der Innenseite der Öffnung 210 des ersten Gehäuses 21 befestigt. Ein Dichtungselement 266 ist auf einer Außenwand 265 des Teils mittleren Durchmessers 262 angeordnet. Das Dichtungselement 266 bewahrt Luftdichtheit der ersten Druckkammer 251 gegenüber der Außenseite des ersten Gehäuses 21. Eine konische Oberfläche 267 des Teils kleinen Durchmessers 263 ist so ausgebildet, dass die konische Oberfläche 267 den Ventilkörper 36 berührt. An im Großen und Ganzen der Mitte der ersten Abdeckung 26 ist ein Durchgangsloch 268 gebohrt. In dem Durchgangsloch 268 ist der Vorbelastungskrafteinsteller 51 ausgebildet. Die erste Abdeckung 26 kann in den Ansprüchen ein "Sitzelement" sein. Die konische Oberfläche 267 kann in den Ansprüchen ein "Ventilsitz" sein.
Die zweite Abdeckung 31 umfasst einen zylinderförmigen Teil großen Durchmessers 311, und einen ringförmigen Teil kleinen Durchmessers 312. Der Außendurchmesser des Teils kleinen Durchmessers 312 ist kleiner als der Außendurchmesser des Teils großen Durchmessers 311. Eine Außenwand 313 auf einem Außendurchmesser des Teils großen Durchmessers 311 hat darauf ausgebildet eine Gewindenut. Die Gewindenut steht mit einer Gewindenut in Eingriff, die auf der Innenwand einer Öffnung 220 des zweiten Gehäuses 22 ausgebildet ist. Daher ist die zweite Abdeckung 31 an der Innenseite der Öffnung 220 des zweiten Gehäuses 22 befestigt. Auf einer Außenwand 314 des Teils kleinen Durchmessers 312 ist ein Dichtungselement 315 angeordnet. Das Dichtungselement 315 bewahrt Luftdichtheit zwischen der vierten Druckkammer 254 und ihrer Außenseite. Die zweite Abdeckung 31 kann in den Ansprüchen ein "Gehäuse" sein.
An im Großen und Ganzen der Mitte der zweiten Abdeckung 31 sind zwei Durchlässe mit jeweils verschiedenen Innendurchmessern gebohrt. Einer der beiden Durchlässe ist ein Durchlass kleinen Innendurchmessers 316 mit einem verhältnismäßig kleinen Durchmesser, und der andere der beiden Durchlässe ist ein Durchlass großen Innendurchmessers 317 mit einem verhältnismäßig großen Innendurchmesser. Der Durchlass kleinen Innendurchmessers 316, der in den Ansprüchen eine "Auslassöffnung" sein kann, ist über das Verbindungsrohr 8 mit der Einspritzdüse 17 verbunden (siehe 1). Der Durchlass großen Innendurchmessers 317 erlaubt eine Verbindung zwischen dem Durchlass kleinen Innendurchmessers 316 und einem Verbindungsdurchlass 383, der in dem Axialteil 38 ausgebildet ist.
Der Ventilkörper 36 umfasst einen Ventilteil 37, den Axialteil 38 und dergleichen. Der Ventilkörper 36 ist in das Durchgangsloch 215 des ersten Gehäuses 21 eingeführt und ist so angeordnet, dass er entlang einer Φ-Richtung, die eine Achse des Ventils 1 ist, auf hin und her pendelnde Weise beweglich ist. Der Ventilkörper 36 kann zum Beispiel in einander entgegengesetzten Richtungen beweglich sein. Der Ventilkörper 36 kann in den Ansprüchen ein "beweglicher Ventilkörper" sein.
Der Ventilteil 37 ist in im Großen und Ganzen einer Säulenform ausgebildet und ist in dem ersten Gehäuse 21 untergebracht. Der Ventilteil 37, der in den Ansprüchen ein "erstes Ende" des Ventilkörpers sein kann, ist so ausgebildet, dass sein Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser der ersten Druckkammer 251 ist. Daher ist zwischen einer Innenwand der ersten Druckkammer 251 und einer Außenwand des Ventilteils 37, die sich auf seinem Außenumfang befindet, ein Spalt definiert. Auf einer Außenwand des Ventilteils 37 auf der Seite der ersten Abdeckung 26 ist ein erster konkaver Abschnitt 371 ausgebildet. In dem ersten konkaven Abschnitt 371 ist ein Kontaktelement 374 angeordnet. Das Kontaktelement 374 kann aus einem Harzmaterial bestehen und eine Ringform haben. Das Kontaktelement 374 kann die konische Oberfläche 267 der ersten Abdeckung 26 berühren. Das Kontaktelement 374 ist so ausgebildet, dass ein Sitzdurchmesser des Elements 374, das die konische Oberfläche 267 der ersten Abdeckung 26 berührt, den gleichen Durchmesser wie ein Dichtungsdurchmesser des Dichtungselements 216 hat.
Auf einer Außenwand des Ventilteils 37 auf der Seite der zweiten Abdeckung 31 ist ein zweiter konkaver Abschnitt 372 ausgebildet. Der zweite konkave Abschnitt 372 hat eine auf seiner Innenwand ausgebildete Gewindenut. Ein Endteil 381 des Axialteils 38 ist in den zweiten konkaven Abschnitt 372 eingeführt.
Der Ventilteil 37 hat einen Verbindungsdurchlass 373, der entlang der Φ-Richtung ausgebildet ist, die eine Achse des Ventils 1 ist. Der Verbindungsdurchlass 373 erlaubt eine Verbindung zwischen dem ersten konkaven Abschnitt 371 und dem zweiten konkaven Abschnitt 372.
Der Axialteil 38 ist in einer Zylinderform ausgebildet. Der Verbindungsdurchlass 383 ist an im Großen und Ganzen der Mitte einer der Φ-Richtung zugewandten Oberfläche des Axialteils 38, der in den Ansprüchen ein "zweites Ende" des Ventilkörpers sein kann, gebohrt. Daher sind die erste Druckkammer 251 und die vierte Druckkammer 254 über den ersten konkaven Abschnitt 371, den Verbindungsdurchlass 373, den zweiten konkaven Abschnitt 372 und den Verbindungsdurchlass 383 verbindbar.
Der Axialteil 38 hat eine Gewindenut, die in der Radialrichtung auf den Außenwänden auf seinen beiden Enden ausgebildet ist. Die Gewindenut auf der näher an dem Endteil 381 liegenden Seite greift mit einem Klebstoff in die Gewindenut auf der Innenseite des zweiten konkaven Abschnitts 372 des Ventilteils 37 ein. Auf diese Weise wird Luftdichtheit zwischen der ersten Druckkammer 351 und dem Verbindungsdurchlass 383 bewahrt. Des Weiteren greift die Gewindenut auf der näher an dem Endteil 382 liegenden Seite mit einem Klebstoff in das Gleitteil 39 ein. Auf diese Weise wird Luftdichtheit zwischen der dritten Druckkammer 253 und dem Verbindungsdurchlass 383 bewahrt.
Das Gleitteil 39 ist in dem zweiten Gehäuse 22 untergebracht. Das Gleitteil 39 ist als eine Einkörperkombination eines Zylinderteils 391, eines Bodens 392 und eines vorspringenden Teils 393 ausgebildet.
Der Zylinderteil 391 ist in der Form eines Zylinders ausgebildet und hat auf seiner Außenwand, die sich in der Radialrichtung auf seiner Außenseite befindet, ein Dichtungselement 394 angeordnet. Das Dichtungselement 394, das in den Ansprüchen eine "dritte Dichtung" sein kann, ist zum Beispiel ein O-Ring und ist darauf so angeordnet, dass es unter Bewahrung von Luftdichtheit zwischen der dritten Druckkammer 253 und der vierten Druckkammer 254 gegenüber einer Innenwand des zweiten Gehäuses 22 gleitfähig ist. Der Boden 392 ist in einer Ringform ausgebildet und ist mit dem Zylinderteil 391 auf der Seite der zweiten Abdeckung 31 verbunden. Der Zylinderteil 391 und der Boden 392 können in den Ansprüchen ein "zweiter Druckaufnehmer" und ein "Trennabschnitt" sein.
Der vorspringende Teil 393 ist in der Form eines Zylinders ausgebildet, wobei sein Außendurchmesser kleiner als ein Außendurchmesser des Zylinderteils 391 ist, und er ist in den Durchlass großen Innendurchmessers 317 der zweiten Abdeckung 31 eingeführt. Eine Außenwand 396 auf einem Außenumfang des vorspringenden Teils 393 hat ein darauf angeordnetes Dichtungselement 397. Das Dichtungselement 397, das in den Ansprüchen eine "zweite Dichtung" sein kann, ist darauf so angeordnet, dass es unter Bewahrung von Luftdichtheit zwischen der vierten Druckkammer 254 und dem Durchlass großen Innendurchmessers 317 gegenüber einer Innenwand gleitfähig ist, die den Durchlass großen Innendurchmessers 317 definiert. Das Dichtungselement 397 hat einen Dichtungsdurchmesser, der kleiner als ein Dichtungsdurchmesser des Dichtungselements 394 des Zylinderteils 391 ist. Der vorspringende Teil 393 kann in den Ansprüchen ein "erster Druckaufnehmer" und ein "Träger" sein. Daher ist die Größe eines Druckaufnahmebereichs des ersten Druckaufnehmers kleiner als die Größe eines Druckaufnahmebereichs des zweiten Druckaufnehmers.
An im Großen und Ganzen der Mitte des Bodens 392 und des vorspringenden Teils 393 ist ein Durchgangsloch 395 gebohrt. Auf einer Innenwand des Durchgangslochs 395 ist eine Gewindenut ausgebildet, die mit einer Gewindenut auf dem anderen Endteil 382 des Axialteils 38 in Eingriff zu bringen ist.
Die Hauptfeder 41 ist in der dritten Druckkammer 253 untergebracht. Die Hauptfeder 41 ist mit ihrem einen Ende an einer Oberfläche 398 des Bodens 392 festgemacht, mit dem der Axialteil 38 verbunden ist, und sie ist mit ihrem anderen Ende an der Oberfläche 219 des Flansches 213 des ersten Gehäuses 21 festgemacht. Als solches ist zumindest ein Teil der Hauptfeder 41 an dem ersten Ende des Ventilkörpers positioniert. Die Hauptfeder 41, die in den Ansprüchen ein "erstes Vorbelastungselement" sein kann, belastet den Ventilkörper 36 von der konischen Oberfläche 267 weg vor.
Der Vorbelastungskrafteinsteller 51 ist in dem Durchgangsloch 268 der ersten Abdeckung 26 ausgebildet und weist eine Linearbewegungseinrichtung 52 und eine Drehbewegungseinrichtung 53 auf. Der Vorbelastungskrafteinsteller 51 ändert eine eingestellte Länge der Nebenfeder 54.
Die Linearbewegungseinrichtung 52 ändert ihre Relativposition bezogen auf die erste Abdeckung 26 entlang der Φ-Richtung (d. h. entlang der Achse des Ventils 1), indem sie sich gegenüber der ersten Abdeckung 26 dreht. Auf der Seite der Linearbewegungseinrichtung 52, die näher am Ventilkörper 36 liegt, ist auf einer Außenwand, die sich auf ihrem Außenumfang befindet, eine Gewindenut ausgebildet. Die Linearbewegungseinrichtung 52 ist über die Gewindenut mit der Drehbewegungseinrichtung 53 verbunden.
Die Drehbewegungseinrichtung 53 ist in im Großen und Ganzen einer Zylinderform ausgebildet, und das näher am Ventilkörper 36 liegende Ende der Linearbewegungseinrichtung 52 ist in einen im Großen und Ganzen mittleren Teil der Drehbewegungseinrichtung 53 eingeführt. Die Drehbewegungseinrichtung 53 erlaubt eine freie Drehung der Linearbewegungseinrichtung 52. Die Nebenfeder 54 ist zwischen der Drehbewegungseinrichtung 53 und dem Ventilkörper 36 positioniert.
Das eine Ende der Nebenfeder 54 ist an dem einen Ende der Drehbewegungseinrichtung 53 festgemacht, das näher an dem Ventilkörper 36 liegt, und ihr anderes Ende ist im Inneren des ersten konkaven Abschnitts 371 des Ventilkörpers 36 festgemacht. Die Nebenfeder 54, die in den Ansprüchen ein "zweites Vorbelastungselement" sein kann, belastet den Ventilkörper 36 von der konischen Oberfläche 267 weg (d. h. in einer Ventilöffnungsrichtung) vor.
Es wird nun die Arbeitsweise des Druckregelventils 1 in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Wenn die Kraftmaschine 19 ausgesellt ist, ist der Druck des gasförmigen Kraftstoffs in dem Durchlass großen Innendurchmessers 317 und dem Durchlass kleinen Innendurchmessers 316 des Druckregelventils 1, der mit dem Verbindungsrohr 8 verbunden ist, verhältnismäßig groß, da die Einspritzdüse 17 nicht den gasförmigen Kraftstoff aus dem Verbindungsrohr 8 ausgibt. Zu diesem Zeitpunkt arbeitet der Ventilkörper 36 gegen eine Vorbelastungskraft der Hauptfeder 41 und bewegt sich in Richtung der konischen Oberfläche 267, wodurch die konische Oberfläche 267 des Ventilteils 37 das Kontaktelement 374 berührt. Wenn das Kontaktelement 374 die konische Oberfläche 267 berührt, ist die zweite Druckkammer 252, wie in 3 gezeigt ist, als ein Raum innerhalb eines Sitzdurchmessers des Kontaktelements 374 des Ventilkörpers 36 ausgebildet, mit dem ein Abschnitt des Ventilkörpers 36 die konische Oberfläche 267 berührt.
Wenn die Einspritzdüse 17, während die Kraftmaschine 19 arbeitet, den gasförmigen Kraftstoff in den Ansaugkrümmer 18 einspritzt, nimmt der Druck des gasförmigen Kraftstoffs in dem Durchlass großen Innendurchmessers 317 und dem Durchlass kleinen Innendurchmessers 316 ab. Falls der Druck in dem Durchlass großen Innendurchmessers 317 auf weniger als einen vorbestimmten Wert abnimmt, löst sich das Kontaktelement 374, wie in 2 gezeigt ist, von der konischen Oberfläche 267, und der gasförmige Kraftstoff in der ersten Druckkammer 251 strömt über die Verbindungsdurchlässe 373 und 383 in den Durchlass großen Innendurchmessers 317. Zu diesem Zeitpunkt wird die Größe einer Öffnungsfläche zwischen dem Kontaktelement 374 und der konischen Oberfläche 267 eingestellt, und der gasförmige Kraftstoff hohen Drucks in dem Kraftstofftank 12 wird so geregelt, dass er einen geringen Druck hat, der von der Einspritzdüse 17 aus eingespritzt werden kann.
Es wird nun die Größe des Ausgangsdrucks des gasförmigen Kraftstoffs bei der Ausgabe gasförmigen Kraftstoffs vom Druckregelventil 1 für gasförmigen Kraftstoff zur Einspritzdüse 17 beschrieben.
Wie in 3 gezeigt ist, werden ein Durchmesser des Ventilteils 37 als d1 (m), ein Sitzdurchmesser des Kontaktelements 374, mit dem das Kontaktelement 374 die konische Oberfläche 267 berührt, als d2 (m), ein Dichtungsdurchmesser des Dichtungselements 216, das auf dem Durchgangsloch 215 des Bodens 212 angeordnet ist, als d3 (m), ein Innendurchmesser des Verbindungsdurchlasses 383 als d4 (m), ein Dichtungsdurchmesser des Dichtungselements 394 als d5 (m) und ein Dichtungsdurchmesser des Dichtungselements 397 als d6 (m) bezeichnet. Ein Eingangsdruck des gasförmigen Kraftstoffs, der von der Einlassöffnung 214 der ersten Druckkammer 251 zugeführt wird, die auf einem Außenumfang des Sitzdurchmessers d2 des Kontaktelements 374 ausgebildet ist, wird als Pin (Pa) bezeichnet, ein Ausgangsdruck des gasförmigen Kraftstoffs, der vom Durchlass großen Innendurchmessers 317 über den Durchlass kleinen Innendurchmessers 316 ausgegeben wird, als Pout (Pa), ein Ansaugkümmerdruck, der ein Druck eines in die dritte Druckkammer 253 einzuleitenden Gases in dem Ansaugkrümmer 18 ist, als Pm (Pa), und eine Gesamtvorbelastungskraft, die eine Summe einer Vorbelastungskraft der Hauptfeder 41 und einer Vorbelastungskraft der Nebenfeder 54 ist, als Fset1 (N). Eine erste aufgebrachte Kraft F1, die auf den Ventilkörper 36 in einer Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, was zu einem Lösen des Kontaktelements 374 von der konischen Oberfläche 267 führt (d. h. das Kontaktelement 374 bewegt sich von der konischen Oberfläche 267 weg), wird durch die folgende Gleichung 1 ausgedrückt. F1 = {π × (d1² – d2²) × Pin}/4 + {π × (d2² – d4²) × Pout}/4 + {π × (d5² – d3²) × Pm}/4 + Fset1 Gleichung 1
In dem Druckregelventil 1 des ersten Ausführungsbeispiels ist der Sitzdurchmesser d2, mit dem das Kontaktelement 374 des Ventilkörpers 36 die konische Oberfläche 267 berührt, wie oben beschrieben der gleiche wie der Dichtungsdurchmesser d3 des Dichtungselements 216. Der Sitzdurchmesser d2 kann in den Ansprüchen ein "erster Durchmesser" sein. Der Dichtungsdurchmesser d5 kann in den Ansprüchen ein "zweiter Durchmesser" sein. Der Dichtungsdurchmesser d6 kann in den Ansprüchen ein "dritter Durchmesser" sein. Des Weiteren kann der Ausdruck {π × (d5² – d3²) × Pm}/4 in den Ansprüchen eine "zweite aufgenommene Kraft" sein.
Eine zweite aufgebrachte Kraft F2, die auf den Ventilkörper 36 in einer Ventilschließrichtung aufgebracht wird, was zu einer Berührung des Kontaktelements 374 auf der konischen Oberfläche 267 führt, wird durch die folgende Gleichung 2 ausgedrückt. F2 = {π × (d1² – d3²) × Pin}/4 + {π × (d6² – d4²) × Pout}/4 Gleichung 2
Der Ausdruck {π × (d6² – d4²) × Pout}/4 in der Gleichung 2 kann in den Ansprüchen eine "erste aufgenommene Kraft" sein.
Ein Druck des gasförmigen Kraftstoffs, der eine Menge des von der Einspritzdüse 17 eingespritzten gasförmigen Kraftstoffs darstellt, ist als ein Differenzdruck festgelegt. Der Differenzdruck ist eine Differenz zwischen dem Druck des gasförmigen Kraftstoffs, der von der Einspritzdüse 17 in den Ansaugkrümmer 18 eingespritzt wird (d. h. dem Ausgangsdruck Pout), und dem Ansaugkrümmerdruck 18 (d. h. dem Ansaugkrümmerdruck Pm).
Beruhend auf der Gleichung 1 und der Gleichung 2 wird der Druck des von der Einspritzdüse 17 in den Ansaugkrümmer 18 eingespritzten gasförmigen Kraftstoffs in Anbetracht eines Zusammenhangs zwischen der ersten aufgebrachten Kraft F1 und der zweiten aufgebrachten Kraft F2 durch die folgende Gleichung 3 ausgedrückt. Pout – Pm × {(d5² – d3²)/(d6² – d2²)} = (4 × Fset1)/{π × (d6² – d2²)} Gleichung 3
Unter Bezugnahme auf 2 wird nun ein Montagevorgang zum Montieren des Druckregelventils 1 beschrieben.
Zunächst werden das Gleitteil 39 und die Hauptfeder 41 von der linken Seite in 2 aus in das zweite Gehäuse 22 eingeführt. Als Nächstes wird das erste Gehäuse 21 von der linken Seite in 2 aus in das zweite Gehäuse 22 eingeführt, und das erste Gehäuse 21 und das zweite Gehäuse 22 werden unter Verwendung von Schrauben miteinander vereint. Zu diesem Zeitpunkt lenkt die Hauptfeder 41, deren eines Ende auf der Oberfläche 219 des Flansches 213 festgemacht ist, das Gleitteil 39 zur rechten Seite in 2 hin. Allerdings wird die Bewegung des Gleitteils 39 zur rechten Seite in 2 durch die treppenartige Oberfläche 223 des zweiten Gehäuses 22 beschränkt.
Als Nächstes wird der Axialteil 38 in das Durchgangsloch 215 eingeführt, und der Axialteil 38 und das Gleitteil 39 werden unter Verwendung von Schrauben und eines Klebstoffs vereint. Dann wird der Ventilteil 37 an dem Endteil 381 des Axialteils 38 festgemacht, und die erste Abdeckung 26 wird zusammen mit der Nebenfeder 54 und dem Vorbelastungskrafteinsteller 51 an dem ersten Gehäuse 21 angebracht.
Zuletzt werden die zweite Abdeckung 31 und das zweite Gehäuse 22 vereint, indem die Gewindenut der zweiten Abdeckung 31 in die Gewindenut des zweiten Gehäuses 22 geschraubt wird. Auf diese Weise wird das Druckregelventil 1 montiert.

(1) In dem Druckregelventil 1 des ersten Ausführungsbeispiels kann der Differenzdruck über dem von der Einspritzdüse 17 ausgegeben Ausgangsdruck Pout des gasförmigen Kraftstoffs und dem Ansaugkrümmerdruck Pm in dem Ansaugkrümmer 18 entsprechend der Größe des Ansaugkrümmerdrucks Pm geändert werden. Die Arbeitsweise des Ventils 1 und die durch diese Arbeitsweise erzielten Wirkungen werden unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.

4 stellt den Zusammenhang zwischen dem Ansaugkrümmerdruck Pm in dem Ansaugkrümmer 18 und dem Ausgangsdruck Pout des gasförmigen Kraftstoffs dar, der von dem Druckregelventil 1 ausgegeben wird. In 4 wird der Ansaugkrümmerdruck Pm entlang der horizontalen Achse abgelesen, und der Ausgangsdruck Pout wird entlang der vertikalen Achse abgelesen.
In 4 zeigt die durchgezogene Linie L1 eine Änderung des Ansaugkrümmerdrucks Pm, und die durchgezogene Linie L2 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Ausgangsdruck Pout und dem Ansaugkrümmerdruck Pm in dem Druckregelventil 1. Des Weiteren wird als ein erstes Vergleichsbeispiel eine Strichellinie L3 verwendet, um einen Zusammenhang zwischen dem Ausgangsdruck Pout und dem Ansaugkrümmerdruck Pm in einem Druckregelventil für gasförmigen Kraftstoff zu zeigen, das so gestaltet ist, dass es den gasförmigen Kraftstoff ungeachtet der Größe des Ansaugkrümmerdrucks Pm mit einem konstanten Ausgangsdruck P0 ausgibt. Des Weiteren wird als ein zweites Vergleichsbeispiel eine Strich-Punkt-Linie L4 verwendet, um einen Zusammenhang zwischen dem Ausgangsdruck Pout und dem Ansaugkrümmerdruck Pm in einem Druckregelventil für gasförmigen Kraftstoff zu zeigen, das so gestaltet ist, dass es den gasförmigen Kraftstoff bei einem Ausgangsdruck Pout so ausgibt, dass ein Differenzdruck über dem Ausgangsdruck Pout und dem Ansaugkrümmerdruck Pm einen konstanten Wert hat.
Während die Kraftmaschine 19 arbeitet, ändert sich der Ansaugkrümmerdruck Pm entsprechend der Last der Kraftmaschine 19. Praktischer ausgedrückt wird der Ansaugkrümmerdruck Pm, wie durch die durchgezogene Linie L1 in 4 angegeben ist, zu einem Zeitpunkt geringer Last als ein verhältnismäßig großer Unterdruck wahrgenommen. Das heißt, dass Pm einen kleinen Absolutwert hat und der Ansaugkrümmerdruck Pm zu einem Zeitpunkt hoher Last als ein verhältnismäßig kleiner Unterdruck wahrgenommen wird (d. h. Pm hat einen großen Absolutwert). Daher beträgt der Ansaugkrümmerdruck Pm zum Beispiel zu einem Zeitpunkt mit voll geöffnetem Drosselventil 0 (MPa) als Messdruck, das heißt der Absolutwert des Drucks beträgt 0,1013 (MPa).
In dem Druckregelventil für gasförmigen Kraftstoff des ersten Vergleichsbeispiels wird der gasförmige Kraftstoff, wie durch die Strich-Punkt-Linie L3 in 4 angegeben ist, ungeachtet der Größe des Ansaugkrümmerdrucks Pm durch das Druckregelventil für gasförmigen Kraftstoff in dem ersten Vergleichsbeispiel bei einem konstanten Ausgangsdruck P0 ausgegeben. Daher nimmt der Differenzdruck über dem Ansaugkrümmerdruck Pm und den Ausgangsdruck Pout zu, insbesondere bei geringer Last der Kraftmaschine 19 (siehe Differenzdruck G3 in 4). In dem Druckregelventil für gasförmigen Kraftstoff im ersten Vergleichsbeispiel spritzt die Einspritzdüse für gasförmigen Kraftstoff somit den gasförmigen Kraftstoff in kurzer Zeit (d. h. rasch) ein, wenn die Kraftmaschinenlast gering ist.
Da der von der Einspritzdüse eingespritzte gasförmige Kraftstoff im Vergleich zu einem flüssigen Kraftstoff einen geringen Heizwert pro Volumeneinheit hat, ist hinsichtlich der Einspritzeigenschaften der Einspritzdüse für gasförmigen Kraftstoff das Volumen des gasförmigen Kraftstoffs, das von der Einspritzdüse zu einem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt eingespritzt wird, größer als das Volumen des flüssigen Kraftstoffs, das von einer Einspritzdüse für flüssigen Kraftstoff eingespritzt wird. Aus diesem Grund hat die Einspritzdüse einen verhältnismäßig großen Ventilkörper, was bezogen auf die Einspritzdüse für flüssigen Kraftstoff zu einem schlechteren Ansprechverhalten führt. Im Vergleich zu der Einspritzdüse für flüssigen Kraftstoff hat die Einspritzdüse mit anderen Worten einen engeren dynamischen Bereich, in dem ein stabiler Zusammenhang zwischen der Einspritzpulsbreite und der Einspritzmenge des Gases wahrgenommen wird. In dem Druckregelventil für gasförmigen Kraftstoff des ersten Vergleichsbeispiels kann die Einspritzdüse daher, wenn die Kraftmaschinenlast gering ist, möglicherweise außerhalb dieses dynamischen Bereichs arbeiten, was zu einer instabilen Einspritzmenge des gasförmigen Kraftstoffs führt, die von der Einspritzdüse für gasförmigen Kraftstoff eingespritzt wird.
Des Weiteren wird der gasförmige Kraftstoff in dem Druckregelventil für gasförmigen Kraftstoff des zweiten Vergleichsbeispiels so bei dem Ausgangsdruck Pout ausgegeben, dass der Differenzdruck über dem Ausgangsdruck Pout und dem Ansaugkrümmerdruck Pm einen konstanten Wert hat. Wie durch die Strich-Punkt-Linie L4 in 4 angegeben ist, ist in dem Druckregelventil für gasförmigen Kraftstoff des zweiten Vergleichsbeispiels ein Differenzdruck G2 ungeachtet der Größe der Kraftmaschinenlast konstant. Daher wird das Druckregelventil für gasförmigen Kraftstoff in dem zweiten Vergleichsbeispiel im Vergleich zu dem Druckregelventil für gasförmigen Kraftstoff in dem ersten Vergleichsbeispiel hinsichtlich der Einspritzmenge des gasförmigen Kraftstoffs zu dem Zeitpunkt hoher/geringer Last der Kraftmaschine 19 nicht leicht instabil. Wenn die Kraftmaschinenlast äußerst niedrig oder hoch ist, das heißt abhängig von der Kraftmaschinenbetriebsumgebung oder abhängig von den Spezifikationen der Kraftmaschine, kann die Einspritzmenge des gasförmigen Kraftstoffs, die von der Einspritzdüse für gasförmigen Kraftstoff eingespritzt wird, möglicherweise doch instabil werden.
In dem Druckregelventil 1 des ersten Ausführungsbeispiels wird der Druck des gasförmigen Kraftstoffs, der dem Ansaugkrümmer 18 zugeführt wird (d. h. die eingespritzte Menge des gasförmigen Kraftstoffs), durch die Gleichung 3 berechnet, die aus einer Beziehung zwischen der auf den Ventilkörper 36 aufgebrachten ersten aufgebrachten Kraft F1 und zweiten aufgebrachten Kraft F2 hergeleitet ist. Mit anderen Worten können die erste aufgebrachte Kraft F1 und die zweite aufgebrachte Kraft F2 jeweils so auf den Ventilkörper aufgebracht werden, dass sich der Ventilkörper in einander entgegengesetzten Richtungen bewegt. Die linke Seite der Gleichung 3 ist ein Wert, der das Ergebnis einer Subtraktion eines Produkts des Ansaugkrümmerdrucks und eines Änderungsfaktors CF, das heißt eines Ausdrucks {(d5² – d3²)/(d6² – d2²)}, von dem Ausgangsdruck Pout ist.
Entsprechend der Gleichung 3 wird, wie durch die durchgezogene Linie L2 in 4 angegeben ist, der Differenzdruck über dem Ausgangsdruck Pout und dem Ansaugkrümmerdruck Pm verhältnismäßig klein, wenn die Last der Kraftmaschine 19 gering ist, das heißt wenn der Absolutwert des Ansaugkrümmerdrucks Pm gering ist (vgl. den Differenzdruck G11 in 4), und die Menge des gasförmigen Kraftstoffs, die innerhalb eines einzigen Einspritzzeitraums eingespritzt wird, nimmt ab. Durch die Kraftstoffeinspritzung in einem Betriebsbereich, in dem die Einspritzpulsbreite, die in die Einspritzdüse 17 eingegeben wird, gering ist, wird daher innerhalb des einzelnen Einspritzzeitraums nur eine geringe Menge des gasförmigen Kraftstoffs eingespritzt, und aufgrund der kurzen Einspritzpulsbreite wird der gasförmige Kraftstoff mit einer geeigneten Menge eingespritzt, die geeignet auf die Kraftmaschinenlast eingestellt ist. Mit anderen Worten verringert der Ventilkörper den Differenzdruck, wenn der Absolutwert des Ansaugkrümmerdrucks gering ist. Wenn die Last der Kraftmaschine 19 hoch ist (d. h. wenn der Absolutwert des Ansaugkrümmerdrucks Pm groß ist), wird des Weiteren der Differenzdruck über dem Ausgangsdruck Pout und dem Ansaugkrümmerdruck Pm verhältnismäßig groß (vgl. den Differenzdruck G12 in 4), und die Menge des gasförmigen Kraftstoffs, die innerhalb des einzelnen Einspritzzeitraums eingespritzt wird, nimmt zu. Durch die Kraftstoffeinspritzung in einem Betriebsbereich, in dem die Kraftstoffeinspritzbreite, die in die Einspritzdüse 17 eingegeben wird, groß ist, wird daher innerhalb des einzelnen Einspritzzeitraums eine große Menge des gasförmigen Kraftstoffs eingespritzt, und aufgrund der breiten Einspritzpulsbreite wird der gasförmigen Kraftstoff mit einer geeigneten Menge eingespritzt, die geeignet auf die Kraftmaschinenlast eingestellt ist. Mit anderen Worten erhöht der Ventilkörper den Differenzdruck, wenn der Absolutwert des Ansaugkrümmerdrucks groß ist.
Somit führt das Druckregelventil 1 den gasförmigen Kraftstoff der Einspritzdüse 17, die einen verhältnismäßig engen Dynamikbereich hat, mit dem Ausgangsdruck Pout zu, der entsprechend der Größe des Ansaugkrümmerdrucks Pm festgelegt wird, und diese Gestaltung ermöglicht eine Verbreiterung des Dynamikbereichs des Zufuhrsystems gasförmigen Kraftstoffs, einschließlich der Einspritzdüse für gasförmigen Kraftstoff. Daher sorgt das Druckregelventil 1 in dem ersten Ausführungsbeispiel für eine bessere Einspritzstabilität für ein Zufuhrsystem gasförmigen Kraftstoffs.

(2) Des Weiteren wird der Ausgangsdruck Pout in dem Druckregelventil 1 des ersten Ausführungsbeispiels, ohne dass es ein elektromagnetisches Stellglied hat, das eine teure und komplizierte Gestaltung hat, entsprechend der Größe des Ansaugkrümmerdrucks Pm festgelegt und ausgegeben, und dieser Druck wird der Einspritzdüse 17 zugeführt. Daher ist diese Gestaltung des Druckregelventils 1 einfacher, und das Volumen des Druckregelventils 1 ist geringer.
(3) der Änderungsfaktor CF der Gleichung 3 schließt den Sitzdurchmesser d2, mit dem das Kontaktelement 374 die konische Oberfläche 267 berührt, den Dichtungsdurchmesser d3 des Dichtungselements 216, den Dichtungsdurchmesser d5 des Dichtungselements 394 und den Dichtungsdurchmesser d6 des Dichtungselements 397 ein. Der in dem Änderungsfaktor CF enthaltene Dichtungsdurchmesser d6 des Dichtungselements 397 ist änderbar, indem die Größen des vorspringenden Teils 393, der zweiten Abdeckung 31 und des Dichtungselements 397 geändert werden. Daher kann die Größe des Differenzdrucks über dem Ausgangsdruck Pout und dem Ansaugkrümmerdruck Pm, die sich entsprechend der Größe des Ansaugkrümmerdrucks Pm ändert, geändert werden, indem die Größen dieser Bauteile geändert werden. Mit anderen Worten kann durch eine Änderung von wenigen Bauteilen die Änderungssteigung des Differenzdrucks über dem Ausgangsdruck Pout und dem Ansaugkrümmerdruck Pm, der entsprechend der Änderung des Ansaugkrümmerdrucks Pm festgelegt wird, zum Beispiel von der durchgezogenen Linie L2 zu der gepunkteten Linie L5 in 4 geändert werden. Ohne zum Beispiel eine Einspritzdüse für gasförmigen Kraftstoff anzufertigen, die entsprechend den Kraftmaschinenspezifikationen einen angepassten Dynamikbereich hat, wird auf diese Weise ein geeignetes Zufuhrsystem gasförmigen Kraftstoffs eingerichtet, das nur durch eine Änderung von wenigen Bauteilen in dem Druckregelventil für gasförmigen Kraftstoff geeignet auf eine Kraftmaschine mit geänderten Spezifikationen eingestellt wird.
(4) Des Weiteren hat das Druckregelventil 1 den Vorbelastungskrafteinsteller 51, in dem die Nebenfeder 54 vorgesehen ist, die eine einstellbare Länge hat. Daher ist eine Gesamtvorbelastungskraft Fset1 in der Gleichung 3, die die Summe der Vorbelastungskraft der Hauptfeder 41 und der Vorbelastungskraft der Nebenfeder 54 ist, durch einen einfachen Vorgang änderbar, wodurch für den gleichen Ansaugkrümmerdruck Pm eine Änderung des Differenzdrucks über dem Ausgangsdruck Pout und dem Ansaugkrümmerdruck Pm ermöglicht wird.

Zweites Ausführungsbeispiel
In dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 5 und 6 ein anderes Druckregelventil für gasförmigen Kraftstoff beschrieben. In dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich ein Druckaufnahmeteil zum Aufnehmen des Ausgangsdrucks und des Ansaugkrümmerdrucks vom ersten Ausführungsbeispiel. Aus Gründen der Kürze und Konsistenz der Beschreibung haben in den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen gleiche Teile gleiche Bezugszahlen. Der Pfeil S in 5 und 6 gibt die Strömungsrichtung des gasförmigen Kraftstoffs an.
Zusätzlich zu dem ersten Gehäuse 21 und dem zweiten Gehäuse 22 ist bei einem Druckregelventil 2 für gasförmigen Kraftstoff in dem zweiten Ausführungsbeispiel ein drittes Gehäuse 23 vorgesehen.
Das dritte Gehäuse 23 ist bezogen auf das zweite Gehäuse 22 auf der entgegengesetzten Seite des ersten Gehäuses 21 angeordnet. Das dritte Gehäuse 23 ist so angeordnet, dass es die Öffnung 220 des zweiten Gehäuses 22 bedeckt. Das dritte Gehäuse 23 ist eine Einzelkörperkombination aus einem konkaven Abschnitt 231 in der Form eines Zylinders mit einem Boden, eines mit dem konkaven Abschnitt 231 verbundenen Ringteils 232 und eines mit dem Ringteil 232 verbundenen Flansches 233. Das dritte Gehäuse 23 kann in den Ansprüchen ein "Gehäuse" sein.
Der konkave Abschnitt 231 ist an einer Position angeordnet, die, wie in 5 gezeigt ist, am weitesten von dem zweiten Gehäuse 22 entfernt ist. An im Großen und Ganzen der Mitte des konkaven Abschnitts 231 ist ein Durchgangsloch 234 gebohrt. Das Durchgangsloch 234 erlaubt eine Verbindung zwischen einer Auslasskammer 235, die das Innere des konkaven Abschnitts 231 ist, und der Einspritzdüse 17. Das Durchgangsloch 234 und die Auslasskammer 235 können in den Ansprüchen eine "Einlassöffnung" sein.
Der Ringteil 232, der von einem Umfang einer Öffnung des konkaven Abschnitts 231 ausgeht, erstreckt sich im Großen und Ganzen senkrecht zu einer Mittelachse des Ventils 2. Die vierte Druckkammer 254 wird zusammen mit einem Träger 492 und einer Membran 493 eines Membranteils 49, die später erwähnt werden, von dem Ringteil 232 definiert. Der Ringteil 232 hat ein dadurch gebohrtes Verbindungsloch 236, das eine Verbindung zwischen der vierten Druckkammer 254 und der Atmosphäre erlaubt.
Der Flansch 233 ist mit einem Umfang auf der radialen Außenseite des Ringteils 232 verbunden. Der Flansch 233 ist über (nicht dargestellte) Schrauben mit dem Umfang des zweiten Gehäuses 22 verbunden, das die Öffnung 220 bildet. Der Flansch 233 trägt zusammen mit dem zweiten Gehäuse 22 einen Umfang auf der radialen Außenseite der Membran 493.
In dem Druckregelventil 2 für gasförmigen Kraftstoff des zweiten Ausführungsbeispiels ersetzt das Membranteil 49 den das Gleitteil 39 des ersten Ausführungsbeispiels. Das Membranteil 49 bewahrt Luftdichtheit zwischen der dritten Druckkammer 253 und der vierten Druckkammer 254, indem es mit dem Axialteil 38 verbunden ist und auf der Innenwand des zweiten Gehäuses 22 gleitet. Das Membranteil 49 weist zusammen mit anderen Teilen Träger 491 und 492 und eine Membran 493 auf.
Der Träger 491 ist ein Ringteil, der auf dem Membranteil 49 auf der Seite des Ventilteils 37 angeordnet ist. An im Großen und Ganzen der Mitte des Trägers 491 ist ein Durchgangsloch gebohrt, und der Endteil 382 des Axialteils 38 ist in das Durchgangsloch eingeführt. Auf der Oberfläche des Trägers 491, die dem Ventilteil 37 zugewandt ist, ist ein Ende der Hauptfeder 41 festgemacht. Des Weiteren hat ein Umfangsabschnitt des Trägers 491 ein darauf gebohrtes Durchgangsloch 494. Das Durchgangsloch 494 erlaubt eine Verbindung zwischen der dritten Druckkammer 253 und einem offenen Raum 499 zwischen dem Träger 491 und der Membran 493. Der Träger 491 kann in den Ansprüchen ein "zweiter Druckaufnehmer" und ein "Trennabschnitt" sein.
Der Träger 492 ist bezogen auf die Membran 493 auf der entgegengesetzten Seite des Trägers 491 angeordnet. An im Großen und Ganzen der Mitte des Trägers 492 ist ein Durchgangsloch gebohrt, und der Endteil 382 des Axialteils 38 ist in das Durchgangsloch eingeführt. Des Weiteren ist auf der Seite des Trägers 492, die näher am konkaven Abschnitt 231 liegt, ein vorspringender Teil 496 ausgebildet, der so vorspringt, das er in dem konkaven Abschnitt 231 eingepasst ist. Auf der radialen Außenseite des vorspringenden Teils 496 ist ein Dichtungselement 497 angeordnet, das zwischen der vierten Druckkammer 254 und der Auslasskammer 235 Luftdichtheit bewahrt und das in den Ansprüchen eine "zweite Dichtung" sein kann. Auf der Innenwand des Durchgangslochs, in das der Endteil 382 des Axialteils 38 eingeführt ist, ist ein Dichtungselement 498 ausgebildet, das zwischen der dritten Druckkammer 253 und der Auslasskammer 235 Luftdichtheit bewahrt. Der vorspringende Teil 496 kann in den Ansprüchen ein "erster Druckaufnehmer" und ein "Träger" sein.
Die Membran 493 ist zum Beispiel eine Rollmembran, die aus Gummi besteht. Die Membran 493 hat einen radial inneren Umfangsabschnitt, der von den Trägern 491 und 492 in einer bindenden/umgebenden Weise getragen wird, und einen Außenrandumfangsabschnitt, der von dem zweiten Gehäuse 22 und dem dritten Gehäuse 23 getragen wird. Der Druck eines Gases in dem Ansaugkrümmer 18, das in die dritte Druckkammer 253 einzuleiten ist, wird auf eine Oberfläche 495 der Membran 493 aufgebracht, die dem Ventilteil 37 zugewandt ist. Die Membran 493 kann in den Ansprüchen ein "zweiter Druckaufnehmer" und eine "dritte Dichtung" sein.
In dem Druckregelventil 2 für gasförmigen Kraftstoff des zweiten Ausführungsbeispiels wird der Ventilkörper 36 unter Wahrung von Luftdichtheit zwischen der dritten Druckkammer 253 und der vierten Druckkammer 254 angetrieben, indem das Membranteil 49 verwendet wird, anstatt das Dichtungselement 394 des ersten Ausführungsbeispiels zu verwenden. Zu diesem Zeitpunkt werden auf das Membranteil 49 sowohl der Ansaugkrümmerdruck Pm der dritten Druckkammer 253 als auch der Ausgangsdruck Pout der Auslasskammer 235 aufgebracht.
Falls der effektive Durchmesser der Membran 493, wie in 5 gezeigt ist als d7 (m) bezeichnet wird, wird der Druck des gasförmigen Kraftstoffs, der von der Einspritzdüse 17 in den Ansaugkrümmer 18 eingespritzt wird, genauso wie bei der Gleichung 3 des ersten Ausführungsbeispiels beruhend auf einem Zusammenhang zwischen einer aufgebrachten Kraft, die auf den Ventilkörper 36 in einer Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, und einer aufgebrachten Kraft, die auf den Ventilkörper 36 in einer Ventilschließrichtung aufgebracht wird, (z. B. können die aufgebrachten Kräfte jeweils so auf den beweglichen Ventilkörper aufgebracht werden, dass sie den Ventilkörper in einander entgegengesetzten Richtungen bewegen) durch die folgende Gleichung 4 ausgedrückt. Pout – Pm × {(d7² – d3²)/(d6² – d2²)} = (4 × Fset1)/{π × (d6² – d2²)} Gleichung 4
Daher übt das Druckregelventil 2 für gasförmigen Kraftstoff die gleichen Wirkungen wie das erste Ausführungsbeispiel aus.
Des Weiteren wird der Ventilkörper 36 in dem Druckregelventil 2 für gasförmigen Kraftstoff des zweiten Ausführungsbeispiels anstelle des Dichtungselements 394, das die Luftdichtheit der dritten Druckkammer 253 und der vierten Druckkammer 254 durch Gleiten auf der Wand des zweiten Gehäuses 22 bewahrt, mit dem Membranteil 49 angetrieben, das die Luftdichtheit zwischen der dritten Druckkammer 253 und der vierten Druckkammer 254 bewahrt. Daher verringert sich im Vergleich zum Druckregelventil 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Gleitwiderstand im Verlauf der Druckregelung. Das heißt, dass das Druckregelventil 2 für gasförmigen Kraftstoff in dem zweiten Ausführungsbeispiel zusätzlich zu den vorteilhaften Wirkungen in dem ersten Ausführungsbeispiel die Hysterese für die Druckregelung des gasförmigen Kraftstoffs verringert.
Eine Abwandlung des Druckregelventils 2 für gasförmigen Kraftstoff des zweiten Ausführungsbeispiels ist in 6 gezeigt.
Bei der in 6 gezeigten Abwandlung des Druckregelventils 2 für gasförmigen Kraftstoff haben sowohl der Flansch 213 des ersten Gehäuses 21 als auch das näher an dem ersten Gehäuse 21 liegende Ende des zweiten Gehäuses 22 eine Flanschform. Bei dieser Abwandlung sind das erste Gehäuse 21 und das zweite Gehäuse 22 durch (nicht gezeigte) Schrauben oder dergleichen verbunden. Auf diese Weise besteht keine Notwendigkeit, das erste und zweite Gehäuse 21, 22 im Verlauf der Montage relativ zueinander zu drehen, was zu einem Verdrehen der Hauptfeder 41 führt. Wenn das eine Ende, das auf der Oberfläche des Trägers 491 festgemacht ist, die dem ersten Gehäuse 21 zugewandt ist, und das andere Ende, das auf der Oberfläche 219 des Flansches 213 des ersten Gehäuses 21 festgemacht ist, führt ein Verdrehen des ersten Gehäuse 21 bezogen auf das zweite Gehäuse 22 nämlich zu einem Bruch der Hauptfeder 41. Daher kann bei der Abwandlung des Druckregelventils 2 für gasförmigen Kraftstoff des zweiten Ausführungsbeispiels zusätzlich zu dem oben beschriebenen Hystereseverringerungsvermögen im Verlauf der Druckregelung und den vorteilhaften Wirkungen des ersten Ausführungsbeispiels ein Brechen der Hauptfeder 41 durch das Verdrehen verhindert werden.
Drittes Ausführungsbeispiel
Das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung bezüglich eines Druckregelventils 3 für gasförmigen Kraftstoff wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Der Hauptunterschied des dritten Ausführungsbeispiels vom ersten Ausführungsbeispiel ist, dass das Ventil 3 in diesem Ausführungsbeispiel zwei Membranen hat. Der Pfeil S in 7 gibt die Strömungsrichtung des gasförmigen Kraftstoffs an.
Das Gasregelventil 3 für gasförmigen Kraftstoff in dem dritten Ausführungsbeispiel ist ein sogenanntes Tellerventil. Das Gasregelventil 3 für gasförmigen Kraftstoff weist zusammen mit anderen Teilen ein erstes Gehäuse 61, ein zweites Gehäuse 62, ein drittes Gehäuse 63, einen Ventilkörper 65, ein erstes Membranteil 71 und ein zweites Membranteil 72 auf.
Das erste Gehäuse 61 ist in im Großen und Ganzen der Form einer Säule ausgebildet. Eine Einlassöffnung 611 ist auf der Seitenwand auf der radialen Außenseite des ersten Gehäuses 61 ausgebildet. Eine Auslassöffnung 614 ist auf einer Seitenwand auf einer gegenüberliegenden Seite, die der Einlassöffnung 611 gegenüberliegt, ausgebildet. Die Einlassöffnung 611 ist über das Verbindungsrohr 7 mit dem Kraftstofftank 12 verbunden. Die Auslassöffnung 614 ist über das Verbindungsrohr 8 mit der Einspritzdüse 17 verbunden. Im Inneren des ersten Gehäuses 61 sind ein konkaver Abschnitt vom ersten Gehäuse 613, dessen Inneres mit der Auslassöffnung 614 in Verbindung steht, und eine erste Druckkammer 612 ausgebildet, die über ein Durchgangsloch 616 eine Verbindung zwischen der Einlassöffnung 611 und dem Inneren des konkaven Abschnitts vom ersten Gehäuse 613 erlaubt. Des Weiteren stehen das Innere des konkaven Abschnitts vom ersten Gehäuse 613 und die erste Druckkammer 612 auch über einen Verbindungsdurchlass 615, der in dem ersten Gehäuse 61 ausgebildet ist, miteinander in Verbindung.
Das zweite Gehäuse 62 ist auf der Seite des ersten Gehäuses 61 ausgebildet, die näher an dem konkaven Abschnitt vom ersten Gehäuse 613 liegt. Das zweite Gehäuse 62 trägt zusammen mit dem ersten Gehäuse 61 einen Umfangsabschnitt auf der radialen Außenseite des ersten Membranteils 71. Des Weiteren trägt das zweite Gehäuse 62 zusammen mit dem dritten Gehäuse 63 einen Umfangsabschnitt auf der radialen Außenseite des zweiten Membranteils 72. An radial äußeren Positionen auf dem zweiten Gehäuse 62 sind zwei Durchgangslöcher 621 und 622 gebohrt. Das Durchgangsloch 621 steht mit einer ersten Krümmerkammer 624 in Verbindung, die durch (i) einen ersten konkaven Abschnitt vom zweiten Gehäuse 623, der auf der Seite des zweiten Gehäuses 62 ausgebildet ist, die näher an dem ersten Gehäuse 61 liegt, und (ii) das erste Membranteil 71 definiert wird. Die erste Krümmerkammer 624 ist so ausgebildet, dass ihr Innendurchmesser so gestaltet ist, dass er der gleiche wie der Innendurchmesser des konkaven Abschnitts vom ersten Gehäuse 613 des ersten Gehäuses 61 ist, und das Gas des Ansaugkrümmers 18 wird in die erste Krümmerkammer 624 eingeleitet. Das Durchgangsloch 622 steht mit einer Atmosphärenkammer 626 in Verbindung, die durch einen zweiten konkaven Abschnitt vom zweiten Gehäuse 625, der auf der Seite des zweiten Gehäuses 62 ausgebildet ist, die näher am dritten Gehäuse 63 liegt, und das zweite Membranteil 72 definiert wird. In die Atmosphärenkammer 626 wird die Atmosphäre eingeleitet.
Das dritte Gehäuse 63 ist auf dem zweiten Gehäuse 62 auf der Seite des ersten konkaven Abschnitts vom zweiten Gehäuse 623 angeordnet. Im Inneren des dritten Gehäuses 63 ist eine Hauptfeder 75 untergebracht. Auf einer Seitenwand auf der radialen Außenseite des dritten Gehäuses 63 ist ein Durchgangsloch 631 gebohrt. Das Durchgangsloch 631 steht mit einer zweiten Krümmerkammer 632 in Verbindung, die durch eine Innenwand des dritten Gehäuses 63 und das zweite Membranteil 72 definiert wird. Die zweite Krümmerkammer 632 ist so ausgebildet, dass der Innendurchmesser der zweiten Krümmerkammer 632 so gestaltet ist, dass er der gleiche wie der Innendurchmesser der ersten Krümmerkammer 624 ist, und das Gas in dem Ansaugkrümmer 18 wird über das Verbindungsrohr 181 in die zweite Krümmerkammer 632 eingeleitet.
Der Ventilkörper 65 ist in dem ersten Gehäuse 21 untergebracht, wobei er sich darin frei hin und her pendelnd bewegen kann. Der Ventilkörper 65 weist zusammen mit anderen Teilen einen ersten Achsenteil 651, einen Ventilteil 652 und einen zweiten Achsenteil 653 auf. Der Ventilkörper 65 unterbricht oder erlaubt eine Verbindung zwischen der ersten Druckkammer 612 und der Auslassöffnung 614, indem er auf ein Sitzelement 617 stößt oder sich von ihm löst.
Der erste Achsenteil 651 ist in einer Säulenform ausgebildet und in das Durchgangsloch 616 eingeführt, das eine Verbindung zwischen der ersten Druckkammer 612 und dem Inneren des konkaven Abschnitts vom ersten Gehäuse 613 erlaubt. Ein Ende des ersten Achsenteils 651 ist mit dem ersten Membranteil 71 verbunden.
Der Ventilteil 652 ist in der Form eines Kegelstumpfes ausgebildet, der einen größeren Außendurchmesser als die Außendurchmesser des ersten Achsenteils 651 und des zweiten Achsenteils 652 hat und der mit dem anderen Ende des ersten Achsenteils 651 verbunden ist. Eine konische Oberfläche 654, die auf eine geneigte Weise gegen die Bewegungsrichtung des Ventilkörpers 65 ausgebildet ist, ist dazu imstande, auf eine Steigung 618, die in den Ansprüchen ein "Ventilsitz" sein kann, des Sitzelements 617 zu stoßen, das auf der Innenwand der ersten Druckkammer 612 vorgesehen ist und aus Harz besteht.
Ein Ende des zweiten Achsenteils 653 ist mit einem Ende des Ventilteils 652 verbunden, das ein entgegengesetztes Ende zu dem Ende des Ventilteils 652 ist, auf dem die konische Oberfläche 654 ausgebildet ist. Das andere Ende des zweiten Achsenteils 653 hat auf seiner radialen Außenseite ein darauf angeordnetes Dichtungselement 619. Das Dichtungselement 619 bewahrt Luftdichtheit zwischen der ersten Druckkammer 612 und dem Verbindungsdurchlass 615. In dem Druckregelventil 3 für gasförmigen Kraftstoff des dritten Ausführungsbeispiels ist das andere Ende des zweiten Achsenteils 653 so gestaltet, dass es die folgenden Abmessungen hat. Und zwar hat ein Dichtungsdurchmesser des Dichtungselements 619 die gleiche Größe wie ein Sitzdurchmesser des Ventilkörpers 65, mit dem die konische Oberfläche 654 des Ventilkörpers 65 auf die Steigung 618 stößt.
Das erste Membranteil 71 weist zusammen mit anderen Teilen zwei Träger 711 und 712 und eine erste Membran 713 auf. Das erste Membranteil 71 kann in den Ansprüchen ein "erster Druckaufnehmer" und ein "zweiter Druckaufnehmer" sein.
Der Träger 711 ist auf der Seite der ersten Membran 713 ausgebildet, die näher am ersten Gehäuse 61 liegt, und er ist mit einem Ende des ersten Achsenteils 651 verbunden. Der Träger 712 ist auf der ersten Membran 713 auf der Seite des zweiten Gehäuses 62 ausgebildet, und er ist mit einem Ende 731 einer Verbindungswelle 73 verbunden.
Die erste Membran 713 wird auf ihrem Umfangsabschnitt, der auf dem Radius innen von ihr liegt, von den Trägern 711 und 712 getragen. Die erste Membran 713 bewegt sich in Axialrichtung entsprechend einer Differenz der Größen zwischen dem Druck eines Gases im Inneren des konkaven Abschnitts vom ersten Gehäuse 613 und dem Druck eines Gases in der ersten Krümmerkammer 624, was die konische Oberfläche 654 des Ventilkörpers 65 dazu bringt, entweder auf die Steigung 618 des Sitzelements 617 zu stoßen oder sich von ihr weg zu bewegen.
Das zweite Membranteil 72 weist zusammen mit anderen Teilen zwei Träger 721, 722 und eine zweite Membran 723 auf. Das zweite Membranteil 72 kann in den Ansprüchen ein "zweiter Druckaufnehmer" sein.
Der Träger 721 ist auf einer Seite (d. h. der Seite des zweiten Gehäuses 62) der zweiten Membran 723 ausgebildet, und er ist mit einem Ende 732 der Verbindungswelle 73 verbunden. Des Weiteren ist der Träger 722 auf einer Seite (d. h. der Seite des dritten Gehäuses 63) der zweiten Membran 723 ausgebildet, und an ihm ist ein Ende einer Hauptfeder 75 festgemacht. Die zweite Membran 723 wird von den Trägern 721, 722 auf einem Innenumfangsabschnitt getragen. Die zweite Membran 723 bewegt sich in Axialrichtung entsprechend einer Differenz der Größen zwischen dem Druck eines Gases in der Atmosphärenkammer 626 und dem Druck eines Gases in der zweiten Krümmerkammer 632, und die zweite Membran 723 bringt mit der dazwischen liegenden Verbindungswelle 73 die konische Oberfläche 654 des Ventilkörpers 65 dazu, auf die Steigung 618 des Sitzelements 617 zu stoßen oder sich von ihr zu lösen. In dem Druckregelventil 3 für gasförmigen Kraftstoff des dritten Ausführungsbeispiels hat ein Innendurchmesser der zweiten Krümmerkammer 632 die gleiche Größe wie ein Innendurchmesser der ersten Krümmerkammer 624.
Die Verbindungswelle 73 ist ein stabförmiges Element, das zwischen dem Träger 712 des ersten Membranteils 71 und dem Träger 721 des zweiten Membranteils 72 positioniert ist. Die Verbindungswelle 73 überträgt eine Axialbewegung der zweiten Membran 723 zum ersten Membranteil 71 und zum Ventilkörper 65.
Ein Ende der Hauptfeder 75 ist an einer Innenwand des dritten Gehäuses 63 festgemacht. Die Hauptfeder 75 belastet das zweite Membranteil 72 in Richtung des Ventilkörpers 65 (d. h. in einer Richtung, in der sich die konische Oberfläche 654 des Ventilkörpers 65 von der Steigung 618 des Sitzelements 617 löst) vor.
Im Folgenden wird eine Arbeitsweise des Druckregelventils 3 für gasförmigen Kraftstoff in dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Wenn die Kraftmaschine 19 ausgestellt ist, agiert der Ventilkörper 65 gegen eine Vorbelastungskraft der Hauptfeder 75 und bewegt sich in Richtung des Sitzelements 617, wodurch eine Berührung der konischen Oberfläche 654 des Ventilkörpers 65 auf der Steigung 618 des Sitzelements 617 herbeigeführt wird.
Falls die Einspritzdüse 17 den gasförmigen Kraftstoff in den Ansaugkrümmer 18 einspritzt, während die Kraftmaschine 19 arbeitet, nimmt der Druck des gasförmigen Kraftstoffs im Inneren der Auslassöffnung 614 und dem konkaven Abschnitt vom ersten Gehäuse 613 ab. Wenn der Druck des gasförmigen Kraftstoffs im Inneren des konkaven Abschnitts vom ersten Gehäuse 613 unter einen vorbestimmten Wert fällt, löst sich die konische Oberfläche 654 des Ventilkörpers 65 von der Steigung 618 und der gasförmige Kraftstoff in der ersten Druckkammer 612 strömt über das Durchgangsloch 616 ins Innere des konkaven Abschnitts vom ersten Gehäuse 613. Zu diesem Zeitpunkt wird die Größe einer Öffnung zwischen der konischen Oberfläche 654 und der Steigung 618 entsprechend einer Größe von jeweils dem Druck des gasförmigen Kraftstoffs im Inneren des konkaven Abschnitts vom ersten Gehäuse 613, dem Druck in der ersten Krümmerkammer 624 und dem Druck in der zweiten Krümmerkammer 632 und dergleichen eingestellt. Daher wird der Druck des gasförmigen Kraftstoffs hohen Drucks in dem Kraftstofftank 12 auf ein niedrigeres Niveau (d. h. den geringen Druck, der von der Einspritzdüse 17 eingespritzt werden kann) eingestellt.
Es wird nun die Größe des Ausgangsdrucks des gasförmigen Kraftstoffs beschrieben, der von dem Druckregelventil 3 für gasförmigen Kraftstoff zur Einspritzdüse 17 ausgegeben wird.
Wie in 7 gezeigt ist, wird ein Außendurchmesser des Ventilteils 651 als d8 (m) bezeichnet. Ein Außendurchmesser des Dichtungselements 619 wird als d9 (m) bezeichnet, ein Sitzdurchmesser, mit dem die konische Oberfläche 654 des Ventilkörpers 65 auf die Steigung 618 stößt, wird als d10 (m) bezeichnet, ein Innendurchmesser der ersten Krümmerkammer 624 wird als d11 (m) bezeichnet, und ein Innendurchmesser der zweiten Krümmerkammer 632 wird als d12 (m) bezeichnet. Ein Eingangsdruck des gasförmigen Kraftstoffs, der der ersten Druckkammer 612 über die Einlassöffnung 611 zugeführt wird, wird als Pin (Pa) bezeichnet, ein Ausgangsdruck des gasförmigen Kraftstoffs, der über das Innere des konkaven Abschnitts vom ersten Gehäuse 613 aus der Auslassöffnung 614 ausgegeben wird, wird als Pout (Pa) bezeichnet, ein Ansaugkrümmerdruck, der der Druck eines Gases in dem Ansaugkrümmer 18 ist, das in die erste Krümmerkammer 624 und die zweite Krümmerkammer 632 einzuleiten ist, wird als Pm (Pa) bezeichnet, und eine Vorbelastungskraft der Hauptfeder 75 wird als Fset2 (N) bezeichnet. Eine erste aufgebrachte Kraft F3, die auf den Ventilkörper 65 in einer Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, d. h. ein Lösen der konischen Oberfläche 654 des Ventilkörpers 65 von der Steigung 618 hervorruft, wird durch die folgende Gleichung 5 ausgedrückt. F3 = {π × (d8² – d10²) × Pin}/4 + (π × d10² × Pout)/4 + (π × d11² × Pm)/4 + (π × d12² × Pm)/4 + Fset2 Gleichung 5
Eine zweite aufgebrachte Kraft F4, die auf den Ventilkörper 65 in einer Richtung aufgebracht wird, die die konische Oberfläche 654 des Ventilteils 652 dazu bringt, auf die Steigung 618 zu stoßen (d. h. sich in Ventilschließrichtung zu bewegen), wird durch die folgende Gleichung 6 ausgedrückt. F4 = (π × d9² × Pout)/4 + {π × (d8² – d9²) × Pin}/4 + (π × d11² × Pout)/4 Gleichung 6
Die erste aufgebrachte Kraft F3 und die zweite aufgebrachte Kraft F4 können jeweils so auf den beweglichen Ventilkörper aufgebracht werden, dass sich der Ventilkörper in einander entgegengesetzten Richtungen bewegt.
In dem Druckregelventil 3 für gasförmigen Kraftstoff des dritten Ausführungsbeispiels haben, wie zuvor erwähnt wurde, der Dichtungsdurchmesser d9 des Dichtungselements 619 und der Sitzdurchmesser d10, mit dem die konische Oberfläche 654 des Ventilkörpers 65 die Steigung 618 berührt, die gleiche Größe. Des Weiteren haben auch der Innendurchmesser d11 der ersten Krümmerkammer 624 und der Innendurchmesser d12 der zweiten Krümmerkammer 632 die gleiche Größe. Daher wird der Druck des gasförmigen Kraftstoffs, der von der Einspritzdüse 17 aus dem Ansaugkrümmer 18 zugeführt wird, beruhend auf der Gleichung 5 und der Gleichung 6 in Anbetracht eines Zusammenhangs zwischen der ersten aufgebrachten Kraft F3 und der zweiten aufgebrachten Kraft F4 durch die folgende Gleichung 7 ausgedrückt. Pout – 2 × Pm = (4 × Fset2)/(π × d11²) Gleichung 7
In dem Druckregelventil 3 für gasförmigen Kraftstoff des dritten Ausführungsbeispiels wird der Druck des gasförmigen Kraftstoffs, der dem Ansaugkrümmer 18 zugeführt wird, das heißt die Menge eingespritzten gasförmigen Kraftstoffs entsprechend der Gleichung 7 berechnet, die aus einem Zusammenhang zwischen der jeweils auf den Ventilkörper 65 aufgebrachten ersten aufgebrachten Kraft F3 und zweiten aufgebrachten Kraft F4 hergeleitet ist.
Die linke Seite der Gleichung 7 ist ein Wert, der ein Ergebnis einer Subtraktion, nämlich eines zweifachen Werts des Ansaugkrümmerdrucks Pm, von dem Auslassdruck Pout ist, und diese Differenz von zwei Drücken (d. h. Pout – 2 Pm) wird genau wie im ersten Ausführungsbeispiel entsprechend der Größe des Ansaugkrümmerdrucks Pm geändert/geregelt. Daher sorgt das Druckregelventil 3 für gasförmigen Kraftstoff in dem dritten Ausführungsbeispiel für die gleiche Wirkung wie die Wirkungen (1) und (2) des ersten Ausführungsbeispiels.
Andere Ausführungsbeispiele

(a) Gemäß dem oben genannten Ausführungsbeispiel nimmt, (i) wenn der Absolutwert des Ansaugkrümmerdrucks groß ist, der Differenzdruck über dem Ausgangsdruck und dem Ansaugkrümmerdruck zu, und es nimmt, (ii) wenn der Absolutwert des Ansaugkrümmerdrucks klein ist, der Differenzdruck über dem Ausgangsdruck und dem Ansaugkrümmerdruck ab.

Allerdings ist der Zusammenhang zwischen (A) der Größe des Absolutwerts des Ansaugkrümmerdrucks und (B) dem Differenzdruck über dem Ausgangsdruck und dem Ansaugkrümmerdruck nicht darauf beschränkt.

(b) Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Dichtungsdurchmesser des Dichtungselements des vorspringenden Teils so definiert, dass er kleiner als der Dichtungsdurchmesser des Dichtungselements eines Zylinderteils ist. Allerdings ist der Größenzusammenhang zwischen dem Dichtungsdurchmesser des Dichtungselements des vorspringenden Teils und dem Dichtungsdurchmesser des Dichtungselements des Zylinderteils nicht darauf beschränkt.
(c) Gemäß dem oben genannten ersten Ausführungsbeispiel sind der vorspringende Teil, der in den Ansprüchen ein "erster Druckaufnehmer" sein kann, und der Zylinderteil und der Boden, die ein zweiter Druckaufnehmer sein können, jeweils in einer Kolbenform ausgebildet. Des Weiteren ist gemäß dem oben genannten zweiten Ausführungsbeispiel der vorstehende Teil, der in den Ansprüchen ein "erster Druckaufnehmer" sein kann, in einer Kolbenform ausgebildet, und der Träger und die Membran, die in den Ansprüchen ein "zweiter Druckaufnehmer" sein können, sind in einer Membranform ausgebildet. Allerdings ist die Form des ersten/zweiten Druckaufnehmers nicht darauf beschränkt. Der erste Druckaufnehmer kann in einer Membranform ausgebildet sein.
(d) Gemäß dem oben genannten dritten Ausführungsbeispiel sind der Innendurchmesser der ersten Krümmerkammer und der Innendurchmesser der zweiten Krümmerkammer so definiert, dass sie die gleiche Größe haben. Allerdings ist der Größenzusammenhang zwischen dem Innendurchmesser der ersten Krümmerkammer und dem Innendurchmesser der zweiten Krümmerkammer nicht darauf beschränkt.
(e) Gemäß dem oben genannten dritten Ausführungsbeispiel ist die erste Krümmerkammer so definiert, dass sie den gleichen Innendurchmesser wie der konkave Teil des ersten Gehäuses hat.

Allerdings ist die Größe des Innendurchmessers der ersten Krümmerkammer nicht darauf beschränkt. Der Innendurchmesser der ersten Krümmerkammer kann größer als der Innendurchmesser des konkaven Teils des ersten Gehäuses oder kleiner sein.
Die Erfindung wurde zwar umfassend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsbeispielen von ihr beschrieben, doch ist zu beachten, dass dem Fachmann verschiedene Änderungen und Abwandlungen auffallen werden und solche Änderungen und Abwandlungen ebenfalls unter den Schutzumfang der Erfindung fallen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2005-004553 A [0002]
JP 2010-515993 A [0002]
JP 5013888 B [0002]

Claims

Druckregelventil (1, 2, 3) für ein Zufuhrsystem gasförmigen Kraftstoffs (5) mit einem Kraftstofftank (12) zum Speichern eines gasförmigen Kraftstoffs und einer Einspritzdüse (17) zum Einspritzen des gasförmigen Kraftstoffs in einen Ansaugkrümmer (18), der mit einer Brennkraftmaschine (19) verbunden ist, wobei das Druckregelventil Folgendes umfasst: ein Gehäuse (21, 22, 23, 31, 61, 62, 63) mit einer Einlassöffnung (214, 611), durch die der gasförmige Kraftstoff vom Kraftstofftank geliefert wird, und einer Auslassöffnung (234, 316, 614), durch die der Einspritzdüse druckgeregelter gasförmiger Kraftstoff geliefert wird; einen ersten Druckaufnehmer (393, 496, 71), der einen der Einspritzdüse gelieferten Druck aufnimmt; einen zweiten Druckaufnehmer (391, 392, 491, 493, 71, 72), der einen Ansaugkrümmerdruck aufnimmt; einen beweglichen Ventilkörper (36, 65), der zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung positioniert ist und durch eine erste aufgenommene Kraft, die von dem ersten Druckaufnehmer aufgenommen wird, und eine zweite aufgenommene Kraft, die von dem zweiten Druckaufnehmer aufgenommen wird, vorbelastet wird; und ein Sitzelement (26, 617), das selektiv den beweglichen Ventilkörper berührt, um eine Verbindung zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung zu öffnen und zu schließen, wobei der bewegliche Ventilkörper einen Differenzdruck zwischen dem der Einspritzdüse gelieferten Druck und dem Ansaugkrümmerdruck ändert.
Druckregelventil nach Anspruch 1, wobei der bewegliche Ventilkörper den Differenzdruck erhöht, wenn ein Absolutwert des Ansaugkrümmerdrucks groß ist, und der bewegliche Ventilkörper den Differenzdruck verringert, wenn der Absolutwert des Ansaugkrümmerdrucks klein ist.
Druckregelventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Größe einer Druckaufnahmefläche des ersten Druckaufnehmers kleiner als die Größe einer Druckaufnahmefläche des zweiten Druckaufnehmers ist.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zumindest einer des ersten Druckaufnehmers oder des zweiten Druckaufnehmers eine Membran ist.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zumindest einer des ersten Druckaufnehmers oder des zweiten Druckaufnehmers ein Kolben ist.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste aufgenommene Kraft und die zweite aufgenommene Kraft den beweglichen Ventilkörper in einander entgegengesetzten Richtungen bewegen.
Druckregelventil (1, 2, 3) für ein Zufuhrsystem gasförmigen Kraftstoffs (5) mit einem Kraftstofftank (12) zum Speichern eines gasförmigen Kraftstoffs und einer Einspritzdüse (17) zum Einspritzen des gasförmigen Kraftstoffs in einen Ansaugkrümmer (18), der mit einer Brennkraftmaschine (19) verbunden ist, wobei das Druckregelventil Folgendes umfasst: ein Gehäuse (21, 22, 23, 31) mit einer Einlassöffnung (214), die den gasförmigen Kraftstoff vom Kraftstofftank liefert, und einer Auslassöffnung (316, 234, 235), die der Einspritzdüse druckgeregelten gasförmigen Kraftstoff liefert; einen beweglichen Ventilkörper (36), der gleitfähig zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung angeordnet ist und selektiv für einen Verbindungsdurchlass (383) zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung sorgt; ein Sitzelement (26), das selektiv den beweglichen Ventilkörper berührt, um den Verbindungsdurchlass (383) zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung zu öffnen und zu schließen, wobei das Sitzelement (26), das selektiv ein erstes Ende des beweglichen Ventilkörpers auf einem Ventilsitz (267) berührt, und der Ventilsitz einen Sitzdurchmesser haben, der als ein erster Durchmesser (d2) definiert ist; ein erstes Vorbelastungselement (41), das den beweglichen Ventilkörper in einer Richtung vorbelastet, die den beweglichen Ventilkörper dazu bringt, sich von dem Sitzelement (26) weg zu bewegen; eine erste Dichtung (216) mit einem Durchmesser, der gleich dem des ersten Durchmessers (d2) ist, um Luftdichtheit zwischen (i) einer ersten Druckkammer (251), die an einem ersten Ende (37) des beweglichen Ventilkörpers positioniert ist, und (ii) einer Krümmerkammer (253), die das erste Vorbelastungselement beherbergt und einen Ansaugkrümmerdruck aufnimmt, zu bewahren; einen Träger (393, 496), der mit einem zweiten Ende (38) des beweglichen Ventilkörpers verbunden ist, wobei der Träger einen Außendurchmesser hat, der größer als der erste Durchmesser (d2) ist, und gleitfähig angeordnet ist, um eine Bewegung des beweglichen Ventilkörpers zu tragen; einen Trennabschnitt (391, 392, 491), der das Innere des Gehäuses an einer Position zwischen dem Träger und der ersten Dichtung trennt, wobei der Trennabschnitt einen Außendurchmesser hat, der größer als der Außendurchmesser des Trägers ist; eine zweite Dichtung (397, 497), die auf dem Träger positioniert ist und einen Dichtungsdurchmesser hat, der als ein zweiter Durchmesser (d6) definiert ist, der größer als der erste Durchmesser (d2) ist; und eine dritte Dichtung (394, 493), die auf dem Trennabschnitt positioniert ist und einen Dichtungsdurchmesser hat, der als ein dritter Durchmesser (d5) definiert ist, der größer als der zweite Durchmesser (d6) ist, wobei die zweite Dichtung Luftdichtheit zwischen (i) einer Atmosphärenkammer (254), die mit der Atmosphäre in Verbindung steht und zwischen der zweiten Dichtung und der dritten Dichtung definiert ist, und (ii) der Auslassöffnung bewahrt, und die dritte Dichtung Luftdichtheit zwischen der Krümmerkammer (253) und der Atmosphärenkammer (254) bewahrt.
Druckregelventil nach Anspruch 7, wobei zumindest eine der zweiten Dichtung oder der dritten Dichtung ein O-Ring ist.
Druckregelventil nach Anspruch 7, wobei zumindest eine der zweiten Dichtung oder der dritten Dichtung eine Membran ist.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei zumindest ein Abschnitt des ersten Vorbelastungselements an dem ersten Ende des beweglichen Ventilkörpers positioniert ist.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 7 bis 10, mit außerdem: einem zweiten Vorbelastungselement (54), das den beweglichen Ventilkörper in einer Ventilöffnungsrichtung vorbelastet; und einem Vorbelastungskrafteinsteller (51), der eine Vorbelastungskraft des zweiten Vorbelastungselements einstellt.