DE112020000972T5

DE112020000972T5 - Fluideinspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE112020000972T5
Application number: DE112020000972.6T
Authority: DE
Inventors: Shuichi Matsumoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-02-27
Filing date: 2020-01-14
Publication date: 2021-11-25
Also published as: WO2020174898A1; JP2020139435A

Abstract

Eine Fluideinspritzvorrichtung umfasst einen Ventilkörper (20) mit einem ersten Ventilsitz (25a) und einem zweiten Ventilsitz (25b), sowie ein Ventilelement (30), welches derart angeordnet ist, dass dieses sowohl dem ersten Ventilsitz als auch dem zweiten Ventilsitz zugewandt ist. Das Ventilelement umfasst einen ersten Ventilabschnitt (36a) und einen zweiten Ventilabschnitt (36b). Der erste Ventilabschnitt und der zweite Ventilabschnitt werden entsprechend dem Ventilelement integral bewegt. Der erste Ventilabschnitt trennt bzw. löst sich von dem ersten Ventilsitz, um eine Einspritzung sowohl eines ersten Fluids als auch eines zweiten Fluids zu ermöglichen, und gelangt mit dem ersten Ventilsitz in Anlage, um die Einspritzung sowohl des ersten Fluids als auch des zweiten Fluids zu stoppen. Der zweite Ventilabschnitt trennt sich von dem zweiten Ventilsitz, um eine Einspritzung des zweiten Fluids zu ermöglichen, und gelangt mit dem zweiten Ventilsitz in Anlage, um die Einspritzung des zweiten Fluids zu stoppen.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf der am 27. Februar 2019 eingereichten japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2019-034485 , deren gesamte Offenbarung hierin durch Inbezugnahme mit aufgenommen wird, und beansprucht deren Priorität.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fluideinspritzvorrichtung.
Hintergrund
In den letzten Jahren wurden Fahrzeuge entwickelt, welche CNG (komprimiertes Erdgas) als Kraftstoff für Dieselmaschinen anstelle von Leichtöl verwenden, um die Emissionen von Kohlendioxid und dergleichen aus Fahrzeugen zu reduzieren. Da CNG im Vergleich zu Leichtöl eine schlechte Zündfähigkeit besitzt, ist es schwierig, CNG zu verbrennen, wenn CNG in einem Zylinder einer Dieselmaschine komprimiert wird. Daher wird erwogen, zur Zündung von CNG eine kleine Menge an Leichtöl in den Zylinder der Dieselmaschine einzuspritzen. Bei einer solchen Konfiguration muss die Dieselmaschine mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung ausgestattet sein, welche derart konfiguriert ist, dass diese zwei Arten von Kraftstoff einspritzt. Herkömmlich gibt es eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, welche in der nachstehenden Patentliteratur 1 als eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von zwei Kraftstoffarten beschrieben wird.
Die in Patentliteratur 1 beschriebene Kraftstoffeinspritzvorrichtung umfasst eine erste Ventilnadel, welche derart konfiguriert ist, dass diese die Einspritzung eines ersten Kraftstoffes steuert, eine zweite Ventilnadel, welche derart konfiguriert ist, dass diese die Einspritzung eines zweiten Kraftstoffes steuert, eine erste Steuerkammer für die erste Ventilnadel, eine zweite Steuerkammer für die zweite Ventilnadel, ein erstes Steuerungsventil, und ein zweites Steuerungsventil. Das erste Steuerungsventil umfasst ein erstes Steuerungsventilelement und ist derart konfiguriert, dass dieses einen Druck eines Steuerfluids in der ersten Steuerkammer ändert, um die erste Ventilnadel zu öffnen oder zu schließen. Das zweite Steuerungsventil umfasst ein zweites Steuerungsventilelement und ist derart konfiguriert, dass dieses einen Druck eines Steuerfluids in der zweiten Steuerkammer ändert, um die zweite Ventilnadel zu öffnen oder zu schließen. Das erste Steuerungsventilelement und das zweite Steuerungsventilelement sind derart konfiguriert, dass sich diese linear entlang einer gemeinsamen Steuerungsventilachse bewegen.
Literatur zum Stand der Technik
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2016-519249 A
Kurzfassung der Erfindung
In der in Patentliteratur 1 beschriebenen Kraftstoffeinspritzvorrichtung sind zwei Steuerungsventile erforderlich, um zwei Arten von Kraftstoff einzuspritzen, was eine Struktur der Kraftstoffeinspritzvorrichtung verkomplizieren kann.
Zu beachten ist, dass dieses Problem nicht auf die Kraftstoffeinspritzvorrichtung beschränkt ist, die zwei Arten von Kraftstoff einspritzt, sondern bei einer Fluideinspritzvorrichtung, die zwei beliebige Arten von Fluid einspritzt, üblich ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Fluideinspritzvorrichtung bereitzustellen, welche in der Lage ist, zwei Arten von Fluid einzuspritzen und deren Struktur zu vereinfachen.
Eine Fluideinspritzvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Ventilkörper und ein Ventilelement. Der Ventilkörper umfasst einen ersten Ventilsitz und einen zweiten Ventilsitz. Das Ventilelement ist derart angeordnet, dass dieses sowohl dem ersten Ventilsitz als auch dem zweiten Ventilsitz zugewandt ist, und umfasst einen ersten Ventilabschnitt, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser selektiv mit dem ersten Ventilsitz in Anlage kommt und sich davon trennt bzw. abhebt, sowie einen zweiten Ventilabschnitt, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser selektiv mit dem zweiten Ventilsitz in Anlage kommt und sich davon trennt. Der erste Ventilabschnitt und der zweite Ventilabschnitt werden gemäß dem Ventilelement integral bewegt. Der erste Ventilabschnitt löst sich von dem ersten Ventilsitz, um eine Einspritzung sowohl eines ersten Fluids als auch eines zweiten Fluids zu ermöglichen, und kommt mit dem ersten Ventilsitz in Anlage, um die Einspritzung sowohl des ersten Fluids als auch des zweiten Fluids zu stoppen. Der zweite Ventilabschnitt löst sich von dem zweiten Ventilsitz, um die Einspritzung des zweiten Fluids zu ermöglichen, und kommt mit dem zweiten Ventilsitz in Anlage, um die Einspritzung des zweiten Fluids zu stoppen.
Gemäß dieser Konfiguration kann die Struktur der Kraftstoffeinspritzvorrichtung im Vergleich zu einer Struktur mit Ventilelementen entsprechend für das erste Fluid und das zweite Fluid einfach sein, da der erste Ventilabschnitt und der zweite Ventilabschnitt in dem einzelnen Ventilelement ausgebildet sind.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, welches eine schematische Konfiguration eines Kraftstoffeinspritzsystems einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist eine Schnittansicht einer Fluideinspritzvorrichtung der ersten Ausführungsform.
3 ist eine Schnittansicht, welche ein Betriebsbeispiel der Fluideinspritzvorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt.
4 ist eine Schnittansicht einer Fluideinspritzvorrichtung einer ersten Modifikation der ersten Ausführungsform.
5 ist eine Schnittansicht einer Fluideinspritzvorrichtung einer zweiten Ausführungsform.
6 ist eine Schnittansicht einer Fluideinspritzvorrichtung eines Vergleichsbeispiels.
7 ist eine Schnittansicht einer Fluideinspritzvorrichtung einer dritten Ausführungsform.
8 ist eine Schnittansicht einer Fluideinspritzvorrichtung eines Vergleichsbeispiels.
9 ist ein Querschnitt einer Fluideinspritzvorrichtung einer vierten Ausführungsform.
10 ist eine Schnittansicht einer Fluideinspritzvorrichtung einer fünften Ausführungsform.
11 ist eine Schnittansicht, welche ein Betriebsbeispiel der Fluideinspritzvorrichtung der fünften Ausführungsform zeigt.
12 ist eine Schnittansicht einer Fluideinspritzvorrichtung einer sechsten Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsform
Nachfolgend werden Ausführungsformen einer Fluideinspritzvorrichtung unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben. Um das Verständnis zu erleichtern, werden identische Bauelemente in den Abbildungen mit identischen Symbolen bezeichnet, wobei die doppelte Beschreibung soweit möglich weggelassen wird.
(Erste Ausführungsform)
Zunächst wird ein in 1 gezeigtes Kraftstoffeinspritzsystem 1 in groben Zügen beschrieben. Das in 1 gezeigte Kraftstoffeinspritzsystem 1 entspricht einem System, welches derart konfiguriert ist, dass dieses zwei Arten von Kraftstoff, CNG und Leichtöl, in einen Zylinder 100 einer Dieselmaschine eines Fahrzeugs einspritzt. CNG ist ein Hauptkraftstoff für die Dieselmaschine. Leichtöl wird als ein Kraftstoff für die Zündung verwendet. In dieser Ausführungsform entspricht Leichtöl einem ersten Fluid und CNG entspricht einem zweiten Fluid, das ein entflammbares Gas ist. Das Kraftstoffeinspritzsystem 1 umfasst eine Fluideinspritzvorrichtung 10, einen Gaskraftstofftank 110, einen Flüssigkraftstofftank 120, eine Gaskraftstoffpumpe 130, eine Flüssigkraftstoffpumpe 140, einen Antriebsabschnitt 150 und einen Controller 160. In dieser Ausführungsform entspricht der Controller 160 einem Controller.
Der Gaskraftstofftank 110 ist mit CNG oder LNG (Flüssigerdgas) gefüllt, zu dem CNG bei einer niedrigen Temperatur verflüssigt wird. Die Gaskraftstoffpumpe 130 pumpt bzw. fördert das in den Gaskraftstofftank 110 gefüllte CNG zu der Fluideinspritzvorrichtung 10. Alternativ verstärkt bzw. verdichtet die Gaskraftstoffpumpe 130 das in den Gaskraftstofftank 110 gefüllte LNG zu CNG, das einen für die Einspritzung erforderlichen Druck besitzt, und fördert das CNG zu der Fluideinspritzvorrichtung 10. Der Flüssigkraftstofftank 120 ist mit Leichtöl gefüllt. Die Flüssigkraftstoffpumpe 140 fördert das in den Flüssigkraftstofftank 120 gefüllte Leichtöl zu der Fluideinspritzvorrichtung 10.
Die Fluideinspritzvorrichtung 10 umfasst einen Ventilkörper 20, welcher in einer zylindrischen Gestalt um eine Achse m1 ausgebildet ist, und ein Ventilelement 30, welches im Inneren des Ventilkörpers 20 aufgenommen ist. Das Ventilelement 30 bewegt sich durch eine Antriebskraft, die von dem Antriebsabschnitt 150 ausgeübt wird, entlang der Achse m1. Bei dem Antriebsabschnitt 150 kann es sich um einen Aktuator handeln, welcher das Ventilelement 30 durch Aufbringen einer elektromagnetischen Kraft auf das Ventilelement 30 mittels eines Solenoids oder dergleichen bewegt. Wenn das Ventilelement 30 durch den Antriebsabschnitt 150 bewegt wird, wird das Ventilelement 30 selektiv geöffnet oder geschlossen. In der Fluideinspritzvorrichtung 10 werden CNG und Leichtöl in den Zylinder 100 der Dieselmaschine eingespritzt, wenn das Ventilelement 30 geöffnet ist.
Der Controller 160 ist hauptsächlich aus einem Mikrocomputer mit einer CPU, einem Speicher und dergleichen aufgebaut. Der Controller 160 ist derart konfiguriert, dass dieser einen Druck von CNG, das der Fluideinspritzvorrichtung 10 zugeführt wird, durch Steuern der Gaskraftstoffpumpe 130 anpasst. Ferner ist der Controller 160 derart konfiguriert, dass dieser einen Druck eines der Fluideinspritzvorrichtung 10 zugeführten Leichtöls durch Steuern der Flüssigkraftstoffpumpe 140 anpasst. Der Controller 160 ist derart konfiguriert, dass dieser die Gaskraftstoffpumpe 130 und die Flüssigkraftstoffpumpe 140 so steuert, dass der Druck des der Fluideinspritzvorrichtung 10 zugeführten CNG gleich dem Druck des der Fluideinspritzvorrichtung 10 zugeführten Leichtöls ist. Ferner ist der Controller 160 derart konfiguriert, dass dieser das Öffnen und Schließen des Ventilelements 30 durch Steuern des Antriebsabschnitts 150 steuert. Der Controller 160 führt eine Kraftstoffeinspritzsteuerung aus, um die Einspritzmenge und den Einspritzzeitpunkt von CNG und Leichtöl in den Zylinder 100 zu steuern, indem die Gaskraftstoffpumpe 130, die Flüssigkraftstoffpumpe 140 und der Antriebsabschnitt 150 gesteuert werden.
Nachfolgend wird eine Struktur der Fluideinspritzvorrichtung 10 näher beschrieben.
Wie in 2 dargestellt, ist der Ventilkörper 20 in einer zylindrischen Gestalt um die Achse m1 ausgebildet. Im Folgenden wird der Einfachheit halber eine in 2 gezeigte Richtung Z1, die parallel zur Achse m1 verläuft, auch als eine Aufwärtsrichtung bezeichnet, und eine in 2 gezeigte Richtung Z2, die parallel zur Achse m1 verläuft, wird auch als eine Abwärtsrichtung bezeichnet.
Der Ventilkörper 20 definiert darin ein erstes Ventilgehäuseloch 21 und ein zweites Ventilgehäuseloch 22, die sich entlang der Achse m1 erstrecken. Das erste Ventilgehäuseloch 21 erstreckt sich von einem distalen Endabschnitt des Ventilkörpers 20 in der Aufwärtsrichtung. Das zweite Ventilgehäuseloch 22 steht in Fluidverbindung mit einem oberen Endabschnitt des ersten Ventilgehäuselochs 21. Ein Querschnitt sowohl des ersten Ventilgehäuselochs 21 als auch des zweiten Ventilgehäuselochs senkrecht zur Achse m1 besitzt eine kreisförmige Gestalt. Das zweite Ventilgehäuseloch 22 besitzt einen Innendurchmesser, der größer ist als dieser des ersten Ventilgehäuselochs 21. Das Ventilelement 30 ist in dem ersten Ventilgehäuseloch 21 und dem zweiten Ventilgehäuseloch 22 aufgenommen. Ein Spalt zwischen einer Innenumfangsfläche des Ventilkörpers 20, welche das zweite Ventilgehäuseloch 22 definiert, und einer Außenumfangsfläche des Ventilelements 30 dient als ein erster Zuführdurchlass W11. Dem ersten Zuführdurchlass W11 wird Leichtöl zugeführt. Ein Spalt zwischen einer Innenumfangsfläche des Ventilkörpers 20, welche das erste Ventilgehäuseloch 21 definiert, und der Außenumfangsfläche des Ventilelements 30 dient als ein zweiter Zuführdurchlass W12. CNG wird durch einen dritten Zuführdurchlass W13, welcher in dem Ventilkörper 20 definiert ist, in den zweiten Zuführdurchlass W12 zugeführt.
Ein gleitender Dichtungsabschnitt 40 ist zwischen der Innenumfangsfläche, welche den oberen Endabschnitt des ersten Ventilgehäuselochs 21 definiert, und der Außenumfangsfläche des Ventilelements 30 bereitgestellt. Der gleitende Dichtungsabschnitt 40 besitzt eine kreisringförmige Gestalt um die Achse m1. Der gleitende Dichtungsabschnitt 40 dichtet einen Teil des Spalts zwischen der das erste Ventilgehäuseloch 21 definierenden Innenumfangsfläche und der Außenumfangsfläche des Ventilelements 30 ab. Folglich sind der erste Zuführdurchlass W11 und der zweite Zuführdurchlass W12 als unabhängige Durchlässe konfiguriert. Der gleitende Dichtungsabschnitt 40 trägt das Ventilelement 30, so dass das Ventilelement 30 in einer Richtung entlang der Achse m1 gleiten kann.
Der Ventilkörper 20 definiert ein Einspritzloch 29 in einer Mitte des distalen Endabschnitts. Das Einspritzloch 29 läuft durch den Ventilkörper 20 zwischen dem ersten Ventilgehäuseloch 21 und einer Außenseite des Ventilkörpers 20. Das Einspritzloch 29 entspricht einem Abschnitt, durch den CNG und Leichtöl in den Zylinder 100 eingespritzt werden. Ein Abschnitt der Innenumfangsfläche des ersten Ventilgehäuselochs 21 an dem distalen Endabschnitt besitzt eine konische Oberfläche 24. Die konische Oberfläche 24 ist um die Achse m1 herum so ausgebildet, dass eine Querschnittsfläche eines Innenraums, welche durch die konische Oberfläche 24 definiert wird und senkrecht zur Achse m1 steht, hin zu dem Einspritzloch 29 allmählich abnimmt.
Das Ventilelement 30 ist um die Achse m1 zu einer mit einem Boden versehenen, zylindrischen Gestalt ausgebildet. Das Ventilelement 30 besitzt einen distalen Endabschnitt, welcher in einer konischen Gestalt um die Achse m1 ausgebildet ist. Das Ventilelement 30 besitzt eine konische Oberfläche 35 an dem distalen Endabschnitt des Ventilelements 30, und die konische Oberfläche 35 des Ventilelements 30 ist so angeordnet, dass diese der konischen Oberfläche 24 des Ventilkörpers 20 zugewandt ist. Die konische Oberfläche 35 definiert eine ringförmige Nut 34, welche in einer kreisringförmigen Gestalt um die Achse m1 ausgebildet ist. Die konische Oberfläche 35 des Ventilelements 30 ist durch die ringförmige Nut 34 als eine Grenze in zwei Oberflächen 36a und 36b aufgeteilt. Im Folgenden wird eine Oberfläche 36a als ein „erster Ventilabschnitt 36a“ bezeichnet und die andere Oberfläche 36b wird als ein „zweiter Ventilabschnitt 36b“ bezeichnet.
Das Ventilelement 30 definiert darin einen Einführungsdurchlass 31, welcher sich entlang der Achse m1 erstreckt. Das Ventilelement 30 definiert ferner einen Einführungsdurchlass 32, welcher das Ventilelement 30 zwischen der dem ersten Zuführdurchlass W11 zugewandten Außenumfangsfläche und der den Einführungsdurchlass 31 definierenden Innenumfangsfläche durchläuft. Der distale Endabschnitt des Ventilelements 30 definiert mehrere Einführungsdurchlässe 33, welche sich von der ringförmigen Nut 34 zu der den Einführungsdurchlass 31 definierenden Innenumfangsfläche des Ventilelements 30 erstrecken.
Nachfolgend wird ein Betriebsbeispiel der Fluideinspritzvorrichtung 10 beschrieben.
Wie in 3 dargestellt, liegen bei geschlossenem Ventilelement 30 der erste Ventilabschnitt 36a und der zweite Ventilabschnitt 36b des Ventilelements 30 an der konischen Oberfläche 24 des Ventilkörpers 20 an. Im Folgenden wird ein Abschnitt der konischen Oberfläche 24 des Ventilkörpers 20, auf dem der erste Ventilabschnitt 36a in Anlage gebracht wird, als ein erster Ventilsitz 25a bezeichnet, und ein Abschnitt der konischen Oberfläche 24 des Ventilkörpers 20, auf dem der zweite Ventilabschnitt 36b in Anlage gebracht wird, wird als ein zweiter Ventilsitz 25b bezeichnet. Wenn das Ventilelement 30 geschlossen ist, sind Spalte zwischen den Ventilabschnitten 36a, 36b des Ventilelements 30 und der konischen Oberfläche 24 des Ventilkörpers 20 geschlossen, so dass das dem ersten Zuführdurchlass W11 zugeführte Leichtöl und das dem zweiten Zuführdurchlass W12 zugeführte CNG nicht durch das Einspritzloch 29 eingespritzt werden.
Darüber hinaus können aufgrund von Verarbeitungsvariationen bzw. -schwankungen des Ventilelements 30 und des Ventilkörpers 20 ein konischer Winkel der konischen Oberfläche 35 des Ventilelements 30 und ein konischer Winkel der konischen Oberfläche 24 des Ventilkörpers 20 tatsächlich einige Variationen aufweisen. Aufgrund solcher Verarbeitungsschwankungen können Spalte zwischen dem ersten Ventilsitz 25a des Ventilkörpers 20 und dem ersten Ventilabschnitt 36a des Ventilelements 30 und zwischen dem zweiten Ventilsitz 25b des Ventilkörpers 20 und dem zweiten Ventilabschnitt 36b des Ventilelements 30 definiert werden. Falls zwischen diesen Spalten definiert sind, können CNG und Leichtöl nach außen austreten, selbst wenn das Ventilelement 30 geschlossen ist.
In dieser Hinsicht kann, selbst wenn ein kleiner Spalt zwischen dem zweiten Ventilsitz 25b des Ventilkörpers 20 und dem zweiten Ventilabschnitt 36b des Ventilelements 30 definiert ist, verhindert werden, dass CNG und Leichtöl austreten, solange der Spalt zwischen dem ersten Ventilsitz 25a des Ventilkörpers 20 und dem ersten Ventilabschnitt 36a des Ventilelements 30 sicher geschlossen ist. Daher ist es bei der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform akzeptabel, bei geschlossenem Ventilelement 30 einen geringen Spalt zwischen dem zweiten Ventilsitz 25b des Ventilkörpers 20 und dem zweiten Ventilabschnitt 36b des Ventilelements 30 zu definieren, es ist jedoch vorzuziehen, dass der erste Ventilsitz 25a des Ventilkörpers 20 mit dem ersten Ventilabschnitt 36a sicher in Kontakt steht.
Wenn der Antriebsabschnitt 150 das Ventilelement 30 ausgehend von einem in 3 gezeigten Zustand anhebt, werden der erste Ventilabschnitt 36a und der zweite Ventilabschnitt 36b des Ventilelements 30 von dem ersten Ventilsitz 25a und dem zweiten Ventilsitz 25b des Ventilkörpers 20 entsprechend getrennt bzw. gelöst, wie in 2 gezeigt. Das heißt, der erste Ventilabschnitt 36a und der zweite Ventilabschnitt 36b werden integral bewegt, wenn sich das Ventilelement 30 bewegt, wodurch das Ventilelement 30 geöffnet wird. Folglich wird der erste Einspritzdurchlass W21 zwischen dem ersten Ventilabschnitt 36a des Ventilelements 30 und dem ersten Ventilsitz 25a des Ventilkörpers 20 definiert, und der zweite Einspritzdurchlass W22 wird zwischen dem zweiten Ventilabschnitt 36b des Ventilelements 30 und dem zweiten Ventilsitz 25b des Ventilkörpers 20 definiert. Daher wird das dem ersten Zuführdurchlass W11 zugeführte Leichtöl durch das Einspritzloch 29 über die Einführungsdurchlässe 31 bis 33 des Ventilelements 30 und den ersten Einspritzdurchlass W21 eingespritzt. Ferner wird das dem zweiten Zuführdurchlass W12 zugeführte CNG durch das Einspritzloch 29 über den zweiten Einspritzdurchlass W22 und den ersten Einspritzdurchlass W21 eingespritzt. Folglich werden Leichtöl und CNG in den Zylinder 100 eingespritzt.
Wie vorstehend beschrieben, ist bei der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform der erste Ventilabschnitt 36a des Ventilelements 30 derart konfiguriert, dass sich dieser selektiv von dem ersten Ventilsitz 25a des Ventilkörpers 20 trennt und mit diesem in Anlage kommt, um die Einspritzung sowohl von Leichtöl als auch von CNG zu ermöglichen und die Einspritzung sowohl von Leichtöl als auch von CNG zu stoppen. Ferner ist der zweite Ventilabschnitt 36b des Ventilelements 30 derart konfiguriert, dass sich dieser selektiv von dem zweiten Ventilsitz 25b des Ventilkörpers 20 trennt und mit diesem in Anlage kommt, um die Einspritzung von CNG zu ermöglichen und die Einspritzung von CNG zu stoppen.
Gemäß der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsform können die Folgenden in (1) bis (9) dargestellten Vorteile erhalten werden.

(1) Da das einzelne Ventilelement 30 den ersten Ventilabschnitt 36a und den zweiten Ventilabschnitt 36b besitzt, kann die Struktur der Fluideinspritzvorrichtung im Vergleich zu einer Struktur mit zwei Ventilelementen entsprechend für zwei Arten von Fluid, wie eine herkömmliche Kraftstoffeinspritzvorrichtung, vereinfacht werden.
(2) Wenn der erste Ventilabschnitt 36a und der zweite Ventilabschnitt 36b des Ventilelements 30 entsprechend von dem ersten Ventilsitz 25a und dem zweiten Ventilsitz 25b des Ventilkörpers 20 getrennt bzw. gelöst werden, wird das Leichtöl nur durch den ersten Einspritzdurchlass W21 aus dem ersten Einspritzdurchlass W21 und dem zweiten Einspritzdurchlass W22 eingespritzt, und CNG wird sowohl durch den ersten Einspritzdurchlass W21 als auch den zweiten Einspritzdurchlass W22 eingespritzt. Gemäß einer solchen Konfiguration ist es möglich, zwei Arten von Fluiden mit einer einfachen Struktur einzuspritzen.
(3) Das Ventilelement 30 definiert die Einführungsdurchlässe 31 bis 33 zum Einleiten von Leichtöl in den ersten Einspritzdurchlass W21. Gemäß einer solchen Konfiguration ist es möglich, eine Struktur zum Einspritzen von Leichtöl zu vereinfachen.
(4) Der distale Endabschnitt des Ventilelements 30 besitzt die konische Oberfläche 35 mit dem ersten Ventilabschnitt 36a und dem zweiten Ventilabschnitt 36b, so dass der erste Ventilabschnitt 36a koaxial zu dem zweiten Ventilabschnitt 36b ist. Der Ventilkörper 20 besitzt die konische Oberfläche 24 mit dem ersten Ventilsitz 25a und dem zweiten Ventilsitz 25b, so dass der erste Ventilsitz 25a koaxial zu dem zweiten Ventilsitz 25b ist. Gemäß einer solchen Konfiguration kann, wenn die konische Oberfläche 35 des Ventilelements 30 durch die von dem Antriebsabschnitt 150 auf das Ventilelement 30 aufgebrachte axiale Antriebskraft mit der konischen Oberfläche 24 des Ventilkörpers 20 in Kontakt gebracht wird, aufgrund eines Klemmeffekts eine Kraft, die größer ist als die auf das Ventilelement 30 aufgebrachte axiale Kraft, auf einen Kontaktabschnitt zwischen dem ersten Ventilsitz 25a und dem ersten Ventilabschnitt 36a und einen Kontaktabschnitt zwischen dem zweiten Ventilsitz 25b und dem zweiten Ventilabschnitt 36b ausgeübt werden. Dadurch ist es möglich, das Ventilelement 30 zuverlässiger zu schließen.
(5) Der erste Ventilabschnitt 36a und der zweite Ventilabschnitt 36b sind als Oberflächen an der konischen Oberfläche 35 des Ventilelements 30 ausgebildet. Der erste Ventilsitz 25a und der zweite Ventilsitz 25b sind als Oberflächen an der konischen Oberfläche 24 des Ventilkörpers 20 ausgebildet. Die konische Oberfläche 35 des Ventilelements 30 definiert die ringförmige Nut 34. Der erste Ventilabschnitt 36a und der zweite Ventilabschnitt 36b auf der konischen Oberfläche 35 des Ventilelements 30 sind durch einen der ringförmigen Nut 34 entsprechenden Abschnitt als eine Grenze geteilt. Der erste Ventilsitz 25a und der zweite Ventilsitz 25b auf der konischen Oberfläche 24 des Ventilkörpers 20 sind durch einen der ringförmigen Nut 34 entsprechenden Abschnitt des Ventilkörpers 20 als eine Grenze geteilt. Gemäß einer solchen Konfiguration lassen sich der Ventilkörper 20 und das Ventilelement 30 leichter bearbeiten als in einem Fall, in dem der erste Ventilsitz 25a und der zweite Ventilsitz 25b durch Kammlinien auf der konischen Oberfläche 24 des Ventilkörpers 20 ausgebildet sind und der erste Ventilabschnitt 36a und der zweite Ventilabschnitt 36b durch Kammlinien auf der konischen Oberfläche 35 des Ventilelements 30 ausgebildet sind.
(6) Falls das Ventilelement 30 die ringförmige Nut 34 nicht definiert, wird Leichtöl direkt von den mehreren Einspritzdurchlässen 33 des Ventilelements 30 zu dem ersten Einspritzdurchlass W21 geführt. In diesem Fall strömt Leichtöl auf einfache Art und Weise zu Abschnitten der konischen Oberfläche 35 des Ventilelements 30, zu denen die mehreren Einführungsdurchlässe offen sind, und es ist weniger wahrscheinlich, dass dieses zu anderen Abschnitten der konischen Oberfläche 35 des Ventilelements 30 strömt, zu denen die mehreren Einführungsdurchlässe nicht offen sind. Daher variiert eine Strömungsratenverteilung von Leichtöl in einer Umfangsrichtung der konischen Oberfläche 35 des Ventilelements 30. Dies führt zu einer Ungleichmäßigkeit bei der Einspritzung des Leichtöls aus der Fluideinspritzvorrichtung 10. In dieser Hinsicht strömt in der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform das Leichtöl, das durch die mehreren Einführungsdurchlässe 33 strömt, in die ringförmige Nut 34, so dass eine Variation in der Strömungsratenverteilung des Leichtöls in der Umfangsrichtung der konischen Oberfläche 35 des Ventilelements 30 reduziert werden kann. Daher ist das Auftreten einer Ungleichmäßigkeit bei der Einspritzung des Leichtöls aus der Fluideinspritzvorrichtung 10 weniger wahrscheinlich.
(7) Die Einführungsdurchlässe 33 dienen als ein Drosselabschnitt zum Anpassen der Strömungsrate des von dem Einführungsdurchlass 31 zu dem ersten Einspritzdurchlass W21 zugeführten Leichtöls. Gemäß einer solchen Konfiguration ist es möglich, die Einspritzmenge an Leichtöl auf einfache Art und Weise anzupassen.
(8) Ein zum Einspritzen des Leichtöls auf das Leichtöl aufgebrachter Druck und ein zum Einspritzen des CNG auf das CNG aufgebrachter Druck sind auf den gleichen Wert eingestellt. Gemäß einer solchen Konfiguration wird verhindert, dass Leichtöl, das von den Einführungsdurchlässen 33 des Ventilelements 30 zu dem ersten Einspritzdurchlass W21 geführt wird, in den zweiten Zuführdurchlass W12 strömt, und es wird verhindert, dass CNG, das von dem zweiten Zuführdurchlass W12 zu dem zweiten Einspritzdurchlass W22 geführt wird, in die Einführungsdurchlässe 33 des Ventilelements 30 strömt. Daher wird verhindert, dass Leichtöl und CNG in der Fluideinspritzvorrichtung 10 vermischt werden.
(9) Die Fluideinspritzvorrichtung 10 spritzt Leichtöl, das einer Flüssigkeit entspricht, und CNG, das einem Gas entspricht, ein. Gemäß einer solchen Konfiguration kann eine Expansionsenergie von gasförmigem CNG genutzt werden, um eine Einspritzgeschwindigkeit von flüssigem Leichtöl zu verbessern, und das flüssige Leichtöl kann ferner zerstäubt werden.

(Erste Modifikation)
Nachfolgend wird eine erste Modifikation der Fluideinspritzvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform beschrieben.
Wie in 4 gezeigt, definiert der Ventilkörper 20 dieser Modifikation eine ringförmige Nut W14 und einen Zuführdurchlass W15 zum Zuführen von CNG in den zweiten Zuführdurchlass W12. Die ringförmige Nut W14 besitzt eine ringförmige Gestalt und ist an der Außenumfangsfläche des Ventilkörpers 20 definiert. Der Zuführdurchlass W15 stellt eine Fluidverbindung zwischen der ringförmigen Nut W14 und dem zweiten Zuführdurchlass W12 her. In der Fluideinspritzvorrichtung 10 dieser Modifikation wird CNG von der Gaskraftstoffpumpe 130 zu der ringförmigen Nut W14 geführt. Das der ringförmigen Nut W14 zugeführte CNG wird ferner durch den Zuführdurchlass W15 zu dem zweiten Zuführdurchlass W12 geführt. Auch bei dieser Konfiguration ist es möglich, CNG zu dem zweiten Zuführdurchlass W12 zu führen, der im Inneren des Ventilkörpers 20 definiert ist.
(Zweite Modifikation)
Als nächstes wird eine zweite Modifikation der Fluideinspritzvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform beschrieben.
Der Controller 160 dieser Modifikation steuert die Gaskraftstoffpumpe 130 und die Flüssigkraftstoffpumpe 140 derart, dass der Druck des der Fluideinspritzvorrichtung 10 zugeführten CNG höher ist als der Druck des der Fluideinspritzvorrichtung 10 zugeführten Leichtöls. Das heißt, in dieser Modifikation ist der zum Einspritzen des CNG auf das CNG aufgebrachte Druck höher als der zum Einspritzen des Leichtöls auf das Leichtöl aufgebrachte Druck. Gemäß einer solchen Konfiguration kann Leichtöl unter Verwendung einer Geschwindigkeit von CNG eingespritzt werden. Ferner kann eine kleine Pumpe als die Flüssigkraftstoffpumpe 140 verwendet werden, da der auf das Leichtöl aufgebrachte Druck zum Einspritzen des Leichtöls reduziert werden kann.
Es ist auch möglich, den zum Einspritzen des Leichtöls auf das Leichtöl aufgebrachten Druck auf null einzustellen. Gemäß einer solchen Konfiguration kann die Flüssigkraftstoffpumpe 140 selbst beseitigt werden.
(Dritte Modifikation)
Nachfolgend wird eine dritte Modifikation der Fluideinspritzvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform beschrieben.
Der Controller 160 dieser Modifikation steuert die Gaskraftstoffpumpe 130 und die Flüssigkraftstoffpumpe 140 derart, dass der Druck des der Fluideinspritzvorrichtung 10 zugeführten Leichtöls höher ist als der Druck des der Fluideinspritzvorrichtung 10 zugeführten CNG. Das heißt, in dieser Modifikation ist der zum Einspritzen des Leichtöls auf das Leichtöl aufgebrachte Druck höher als der zum Einspritzen des CNG auf das CNG aufgebrachte Druck. Gemäß einer solchen Konfiguration kann das durch den ersten Zuführdurchlass W11 strömende Leichtöl in einen Gleitabschnitt zwischen dem gleitenden Dichtungsabschnitt 40 und dem Ventilelement 30 strömen. Ferner kann das durch den ersten Zuführdurchlass W11 strömende Leichtöl ebenso durch die Einführungsdurchlässe 31 bis 33 in einen Gleitabschnitt zwischen dem zweiten Ventilsitz 25b und dem zweiten Ventilabschnitt 36b strömen. Wenn das Leichtöl in zumindest einen der Gleitabschnitte strömt, kann der zumindest eine der Gleitabschnitte geschmiert werden, so dass ein Verschleiß des zumindest einen der Gleitabschnitte unterdrückt werden kann.
(Vierte Modifikation)
Nachfolgend wird eine vierte Modifikation der Fluideinspritzvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform beschrieben.
Der Controller 160 dieser Modifikation führt eine Antriebssteuerung aus, um einen Hubbetrag, einen Öffnungszeitpunkt und dergleichen des Ventilelements 30 durch Steuern des Antriebsabschnitts 150 anzupassen. Der Controller 160 ist derart konfiguriert, dass dieser eine Einspritzmenge von CNG gemäß Situationen durch die Antriebssteuerung des Ventilelements 30 anpasst. Ferner führt der Controller 160 eine Drucksteuerung aus, um einen auf das Leichtöl aufgebrachten Druck zum Einspritzen des Leichtöls durch Steuern der Flüssigkraftstoffpumpe 140 anzupassen. Der Controller 160 ist derart konfiguriert, dass dieser eine Einspritzmenge von Leichtöl durch die Drucksteuerung der Flüssigkraftstoffpumpe 140 anpasst. Gemäß einer solchen Konfiguration ist es möglich, sowohl die Einspritzmenge von CNG als auch die Einspritzmenge von Leichtöl zu steuern, ohne den Druck von CNG anzupassen.
(Zweite Ausführungsform)
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der Fluideinspritzvorrichtung 10 beschrieben. Im Folgenden werden hauptsächlich Unterschiede zu der Fluideinspritzvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform beschrieben.
Wie in 5 gezeigt, ist die Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform derart konfiguriert, dass der erste Ventilabschnitt 36a und der zweite Ventilabschnitt 36b des Ventilelements 30 vollständig in Kontakt mit der konischen Oberfläche 24 des Ventilkörpers 20 stehen, wenn das Ventilelement 30 geschlossen ist. Wenn ein Kontaktabschnitt zwischen dem ersten Ventilsitz 25a des Ventilkörpers 20 und dem ersten Ventilabschnitt 36a des Ventilelements 30 als ein erster Sitzabschnitt definiert ist, ist folglich ein Innendurchmesser φ10 des ersten Sitzabschnitts gleich dem Innendurchmesser des ersten Ventilabschnitts 36a des Ventilelements 30, und ein Außendurchmesser φ11 des ersten Sitzabschnitts ist gleich einem Außendurchmesser des ersten Ventilabschnitts 36a des Ventilelements 30. Wenn ein Kontaktabschnitt zwischen dem zweiten Ventilsitz 25b des Ventilkörpers 20 und dem zweiten Ventilabschnitt 36b des Ventilelements 30 als ein zweiter Sitzabschnitt definiert ist, ist ferner ein Innendurchmesser φ20 des zweiten Sitzabschnitts gleich einem Innendurchmesser des zweiten Ventilabschnitts 36b des Ventilelements 30, und ein Außendurchmesser φ21 des zweiten Sitzabschnitts ist gleich einem Außendurchmesser des zweiten Ventilabschnitts 36b des Ventilelements 30.
6 ist eine Schnittansicht einer Fluideinspritzvorrichtung 10 eines Vergleichsbeispiels, welche derart konfiguriert ist, dass nur ein Abschnitt des ersten Ventilabschnitts 36a des Ventilelements 30 mit der konischen Oberfläche 24 des Ventilkörpers 20 in Kontakt steht. In diesem Fall ist der Innendurchmesser φ10 des ersten Sitzabschnitts gleich dem Innendurchmesser der konischen Oberfläche 24 des Ventilkörpers 20, und der Außendurchmesser φ11 des ersten Sitzabschnitts ist gleich dem Außendurchmesser des ersten Ventilabschnitts 36a des Ventilelements 30. Im Falle der in 6 dargestellten Struktur sind hohe Bearbeitungsgenauigkeiten der konischen Oberfläche 24 des Ventilkörpers 20 und der Ventilabschnitte 36a und 36b des Ventilelements 30 erforderlich, um die Genauigkeit eines Koaxialgrades der vier Durchmesser φ10, φ11, φ20 und φ21 und eine Genauigkeit von Breiten des ersten Sitzabschnitts und des zweiten Sitzabschnitts zu verbessern. Daher kann es schwierig sein, die Genauigkeit des Koaxialgrades und der Breiten des ersten Sitzabschnitts und des zweiten Sitzabschnitts zu verbessern.
Im Gegensatz dazu sind im Falle der in 5 gezeigten Fluideinspritzvorrichtung 10 grundsätzlich hohe Bearbeitungsgenauigkeiten für die Ventilabschnitte 36a und 36b des Ventilelements 30 erforderlich, um die Genauigkeit des Koaxialgrades der vier Durchmesser φ10, φ11, φ20 und φ21 und die Genauigkeit der Breiten des ersten Sitzabschnitts und des zweiten Sitzabschnitts zu verbessern. Daher ist es möglich, die Genauigkeit des Koaxialgrades und der Breiten des ersten Sitzabschnitts und des zweiten Sitzabschnitts auf einfache Art und Weise zu verbessern.
Gemäß der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsform können ferner die Folgenden in (10) dargestellten Vorteile erhalten werden.
(10) In der Fluideinspritzvorrichtung 10 mit der in 5 gezeigten Struktur stehen ein gesamter erster Ventilabschnitt 36a und ein gesamter zweiter Ventilabschnitt 36b des Ventilelements 30 mit der konischen Oberfläche 24 des Ventilkörpers 20 in Kontakt, wenn der erste Ventilabschnitt 36a und der zweite Ventilabschnitt 36b des Ventilelements 30 mit dem ersten Ventilsitz 25a und dem zweiten Ventilsitz 25b des Ventilkörpers 20 in Anlage gebracht sind. Gemäß einer solchen Konfiguration wird die Genauigkeit des Koaxialgrades zwischen dem Innendurchmesser φ10 des ersten Sitzabschnitts, dem Außendurchmesser φ11 des ersten Sitzabschnitts, dem Innendurchmesser φ20 des zweiten Sitzabschnitts und dem Außendurchmesser φ21 des zweiten Sitzabschnitts, und die Genauigkeit der Breiten des ersten Sitzabschnitts und des zweiten Sitzabschnitts eher verbessert.
(Dritte Ausführungsform)
Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der Fluideinspritzvorrichtung 10 beschrieben. Im Folgenden werden hauptsächlich Unterschiede zu der Fluideinspritzvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform beschrieben.
Wie in 7 gezeigt, besitzt der distale Endabschnitt des Ventilelements 30 bei der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform eine flache bzw. ebene Oberfläche 37. Die ebene Oberfläche 37 definiert eine ringförmige Nut 34, die eine kreisringförmige Gestalt um die Achse m1 besitzt. Das Ventilelement 30 definiert mehrere Einführungsdurchlässe 33, welche sich von der ringförmigen Nut 34 zu der den Einführungsdurchlass 31 definierenden Innenumfangsfläche des Ventilelements 30 erstrecken. Die ebene Oberfläche 37 besitzt an einem Abschnitt der ebenen Oberfläche 37, der sich innerhalb der ringförmigen Nut 34 befindet, ferner einen vertieften Abschnitt 38 mit einer kreisförmigen Gestalt um die Achse m1.
Ein Teil der Innenumfangsfläche des Ventilkörpers 20, welcher das erste Ventilgehäuseloch 21 definiert und sich am distalen Endabschnitt des Ventilkörpers 20 befindet, besitzt eine ebene Oberfläche 26. Die ebene Oberfläche 26 des Ventilkörpers 20 ist der ebenen Oberfläche 37 des Ventilelements 30 zugewandt. Der distale Endabschnitt des Ventilkörpers 20 definiert das Einspritzloch 29, welches zwischen einer distalen Oberfläche des Ventilkörpers 20 und dem ersten Ventilgehäuseloch 21 durch den Ventilkörper 20 verläuft. Das Einspritzloch 29 besitzt einen Innendurchmesser, der kleiner ist als dieser des vertieften Abschnitts 38 des Ventilelements 30.
Die ebene Oberfläche 37 des Ventilelements 30 ist durch die ringförmige Nut 34 als eine Grenze in zwei Oberflächen 36a und 36b geteilt. Nachfolgend wird eine Oberfläche 36a als ein „erster Ventilabschnitt 36a“ bezeichnet und die andere Oberfläche 36b wird als ein „zweiter Ventilabschnitt 36b“ bezeichnet. Der erste Ventilabschnitt 36a entspricht einem Abschnitt der ebenen Oberfläche 37 des Ventilelements 30, der sich innerhalb der ringförmigen Nut 34 und außerhalb des vertieften Abschnitts 38 befindet und der ebenen Oberfläche 26 des Ventilkörpers 20 zugewandt ist. Der zweite Ventilabschnitt 36b entspricht einem Abschnitt der ebenen Oberfläche 37 des Ventilelements 30, der sich außerhalb der ringförmigen Nut 34 befindet und der ebenen Oberfläche 26 des Ventilkörpers 20 zugewandt ist.
Wenn der Ventilkörper 20 geschlossen ist, dient ein Abschnitt der ebenen Oberfläche 26 des Ventilkörpers 20, welcher mit dem ersten Ventilabschnitt 36a des Ventilelements 30 in Kontakt steht, als der erste Ventilsitz 25a, und ein Abschnitt der ebenen Oberfläche 26 des Ventilkörpers 20, welcher mit dem zweiten Ventilabschnitt 36b des Ventilelements 30 in Kontakt steht, dient als der zweite Ventilsitz 25b.
Die in 7 dargestellte Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ist derart konfiguriert, dass die gesamte Oberfläche des ersten Ventilabschnitts 36a des Ventilelements 30 mit der ebenen Oberfläche 26 des Ventilkörpers 20 in Kontakt steht, wenn das Ventilelement 30 geschlossen ist. Wenn ein Kontaktabschnitt zwischen dem ersten Ventilsitz 25a des Ventilkörpers 20 und dem ersten Ventilabschnitt 36a des Ventilelements 30 als ein erster Sitzabschnitt definiert ist, ist folglich ein Innendurchmesser φ10 des ersten Sitzabschnitts gleich dem Innendurchmesser des ersten Ventilabschnitts 36a des Ventilelements 30, und ein Außendurchmesser φ11 des ersten Sitzabschnitts ist gleich einem Außendurchmesser des ersten Ventilabschnitts 36a des Ventilelements 30. Wenn ein Kontaktabschnitt zwischen dem zweiten Ventilsitz 25b des Ventilkörpers 20 und dem zweiten Ventilabschnitt 36b des Ventilelements 30 als ein zweiter Sitzabschnitt definiert ist, ist ferner ein Innendurchmesser φ20 des zweiten Sitzabschnitts gleich einem Innendurchmesser des zweiten Ventilabschnitts 36b des Ventilelements 30, und ein Außendurchmesser φ21 des zweiten Sitzabschnitts ist gleich einem Außendurchmesser des zweiten Ventilabschnitts 36b des Ventilelements 30.
8 ist eine Schnittansicht einer Fluideinspritzvorrichtung 10 eines Vergleichsbeispiels, welche den vertieften Abschnitt 38 auf der ebenen Oberfläche 37 des Ventilelements 30 nicht definiert. In diesem Fall ist der Innendurchmesser φ10 des ersten Sitzabschnitts gleich dem Innendurchmesser der ebenen Oberfläche 26 des Ventilkörpers 20, und der Außendurchmesser φ11 des ersten Sitzabschnitts ist gleich dem Außendurchmesser des ersten Ventilabschnitts 36a des Ventilelements 30. Im Falle der in 8 dargestellten Struktur sind hohe Bearbeitungsgenauigkeiten der ebenen Oberfläche 26 des Ventilkörpers 20 und der Ventilabschnitte 36a und 36b des Ventilelements 30 erforderlich, um die Genauigkeit des Koaxialgrades zwischen den vier Durchmessern φ10, φ11, φ20 und φ21 sowie die Genauigkeit der Breiten des ersten Sitzabschnitts und des zweiten Sitzabschnitts zu verbessern. Daher kann es schwierig sein, die Genauigkeit des Koaxialgrades und der Breiten des ersten Sitzabschnitts und des zweiten Sitzabschnitts zu verbessern.
Im Gegensatz dazu sind im Falle der in 7 gezeigten Fluideinspritzvorrichtung 10 grundsätzlich hohe Bearbeitungsgenauigkeiten für die Ventilabschnitte 36a und 36b des Ventilelements 30 erforderlich, um die Genauigkeit des Koaxialgrades der vier Durchmesser φ10, φ11, φ20 und φ21 und die Genauigkeit der Breiten des ersten Sitzabschnitts und des zweiten Sitzabschnitts zu verbessern. Daher ist es möglich, die Genauigkeit des Koaxialgrades und der Breiten des ersten Sitzabschnitts und des zweiten Sitzabschnitts auf einfache Art und Weise zu verbessern.
Gemäß der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsform können zusätzlich zu den in (1) bis (3), (6) bis (9) dargestellten Vorteilen die folgenden Vorteile (11) bis (13) erhalten werden.
(11) Der distale Endabschnitt des Ventilelements 30 besitzt die ebene Oberfläche 37 mit dem ersten Ventilabschnitt 36a und dem zweiten Ventilabschnitt 36b. Der Ventilkörper 20 besitzt die ebene Oberfläche 26 mit dem ersten Ventilsitz 25a und dem zweiten Ventilsitz 25b. Gemäß einer solchen Konfiguration ist es möglich, Öffnungsfehler des Ventils, die durch Variationen in konischen Winkeln verursacht werden, im Vergleich zu dem Fall zu reduzieren, in dem die Kontaktabschnitte des Ventilkörpers 20 und des Ventilelements 30 in einer konischen Gestalt ausgebildet sind.
(12) Der erste Ventilabschnitt 36a und der zweite Ventilabschnitt 36b sind als Oberflächen auf der ebenen Oberfläche 37 des Ventilelements 30 ausgebildet. Der erste Ventilsitz 25a und der zweite Ventilsitz 25b sind als Oberflächen auf der ebenen Oberfläche 26 des Ventilkörpers 20 ausgebildet. Der erste Ventilabschnitt 36a und der zweite Ventilabschnitt 36b sind durch einen Abschnitt der ebenen Oberfläche 37 des Ventilelements 30, welcher der ringförmigen Nut 34 entspricht, als eine Grenze voneinander getrennt. Der erste Ventilsitz 25a und der zweite Ventilsitz 25b sind durch einen Abschnitt der ebenen Oberfläche 26 des Ventilkörpers 20, welcher der ringförmigen Nut 34 entspricht, als Grenze voneinander getrennt. Gemäß einer solchen Konfiguration lassen sich der Ventilkörper 20 und das Ventilelement 30 leichter bearbeiten als in einem Fall, in dem der erste Ventilsitz 25a und der zweite Ventilsitz 25b durch Kammlinien auf der ebenen Oberfläche 26 des Ventilkörpers 20 ausgebildet sind und der erste Ventilabschnitt 36a und der zweite Ventilabschnitt 36b durch Kammlinien auf der ebenen Oberfläche 37 des Ventilelements 30 ausgebildet sind.
(13) Wenn der erste Ventilabschnitt 36a und der zweite Ventilabschnitt 36b auf dem ersten Ventilsitz 25a und dem zweiten Ventilsitz 25b entsprechend in Anlage gebracht sind, stehen die gesamte Oberfläche des ersten Ventilabschnitts 36a und die gesamte Oberfläche des zweiten Ventilabschnitts 36b in Kontakt mit der ebenen Oberfläche 26 des Ventilkörpers 20. Gemäß einer solchen Konfiguration werden die Genauigkeit des Koaxialgrades zwischen dem Innendurchmesser φ10 des ersten Sitzabschnitts, dem Außendurchmesser φ11 des ersten Sitzabschnitts, dem Innendurchmesser φ20 des zweiten Sitzabschnitts und dem Außendurchmesser φ21 des zweiten Sitzabschnitts und die Genauigkeit der Breiten des ersten Sitzabschnitts und des zweiten Sitzabschnitts eher verbessert.
(Vierte Ausführungsform)
Nachfolgend wird eine vierte Ausführungsform der Fluideinspritzvorrichtung 10 beschrieben. Im Folgenden werden hauptsächlich Unterschiede zu der Fluideinspritzvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform beschrieben.
Wie in 9 gezeigt, definiert der distale Endabschnitt der konischen Oberfläche 24 des Ventilkörpers 20 bei der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform einen Sackabschnitt 27, welcher einen halbkugelförmigen Raum besitzt. Der Ventilkörper 20 definiert mehrere Einspritzlöcher 29, welche ausgehend von einer Innenumfangsfläche des Sackabschnitts 27 durch den distalen Endabschnitt des Ventilkörpers 20 verlaufen. Wenn bei der Fluideinspritzvorrichtung 10 das Ventilelement 30 geöffnet ist, werden CNG und Leichtöl, welche den ersten Einspritzdurchlass W21 durchlaufen haben, vorübergehend in dem Sackabschnitt 27 gespeichert und dann durch die Einspritzlöcher 29 eingespritzt.
Wenn bei der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform eine Querschnittsfläche des ersten Einspritzdurchlasses W21 senkrecht zur Achse m1 als „SI“ definiert ist, eine Querschnittsfläche des zweiten Einspritzdurchlasses W22 senkrecht zur Achse m1 als „S2“ definiert ist, und eine Gesamtquerschnittsfläche der Einspritzlöcher 29, die einer Gesamtheit von Querschnittsflächen der mehreren Einspritzlöcher 29 senkrecht zur Achse m1 entspricht, als „S3“ definiert ist, ist die Querschnittsfläche S3 kleiner als sowohl die Querschnittsfläche S1 als auch die Querschnittsfläche S2.
Gemäß der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsform können ferner die folgenden in (14) dargestellten Vorteile erhalten werden.
(14) Wenn die Gesamtquerschnittsfläche S3 der Einspritzlöcher 29 kleiner ist als irgendeine der Querschnittsfläche S1 des Einspritzdurchlasses W21 und der Querschnittsfläche S2 des Einspritzdurchlasses W22, können CNG und Leichtöl temporär in dem Sackabschnitt gespeichert werden, wenn CNG und Leichtöl durch den ersten Einspritzdurchlass W21 in den Sackabschnitt 27 strömen. Folglich kann der Druck innerhalb des Sackabschnitts 27 erhöht werden, so dass CNG und Leichtöl genauer eingespritzt werden können.
<Fünfte Ausführungsform>
Nachfolgend wird eine fünfte Ausführungsform der Fluideinspritzvorrichtung 10 beschrieben. Im Folgenden werden hauptsächlich Unterschiede zu der Fluideinspritzvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform beschrieben.
Wie in 10 dargestellt, ist der Ventilkörper 20 der vorliegenden Ausführungsform so ausgebildet, dass das erste Ventilgehäuseloch 21 durch eine distale Endoberfläche 28 des Ventilkörpers 20 verläuft. Das Ventilelement 30 ist in dem ersten Ventilgehäuseloch 21 aufgenommen. Ein Spalt zwischen der Innenumfangsfläche des Ventilkörpers 20, welche das Ventilgehäuseloch 21 definiert, und der Außenumfangsfläche des Ventilelements 30 dient als der zweite Zuführdurchlass W12, durch den CNG strömt. Der Ventilkörper 20 definiert eine ringförmige Nut W14 und einen Zuführdurchlass W15 zum Zuführen von CNG in den zweiten Zuführdurchlass W12. Die ringförmige Nut W14 besitzt eine kreisringförmige Gestalt und ist an der Außenumfangsfläche des Ventilkörpers 20 definiert. Der Zuführdurchlass W15 stellt eine Fluidverbindung zwischen der ringförmigen Nut W14 und dem zweiten Zuführdurchlass W12 her. In der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform wird CNG von der Gaskraftstoffpumpe 130 zu der ringförmigen Nut W14 geführt. Das der ringförmigen Nut W14 zugeführte CNG wird ferner durch den Zuführdurchlass W15 zu dem zweiten Zuführdurchlass W12 geführt.
Das Ventilgehäuseloch 21 besitzt an einem Öffnungsabschnitt des Ventilgehäuselochs 21 eine konische Oberfläche 52. Die konische Oberfläche 52 ist so ausgebildet, dass ein Innendurchmesser der konischen Oberfläche 52 in Richtung hin zu der distalen Endoberfläche 28 des Ventilkörpers 20 allmählich zunimmt und sich ausbreitet.
Die konische Oberfläche 52 definiert eine ringförmige Nut 50 mit einer kreisringförmigen Gestalt um die Achse m1 herum. Die konische Oberfläche 52 ist durch die ringförmige Nut 50 als eine Grenze in zwei Oberflächen 51a und 51b unterteilt. Im Folgenden wird eine Oberfläche als ein „erster Ventilsitz 51a“ bezeichnet und die andere Oberfläche 51b wird als ein „zweiter Ventilsitz 51b“ bezeichnet.
Der Ventilkörper 20 definiert mehrere erste Zuführdurchlässe W11, durch die Leichtöl strömt. Die mehreren ersten Zuführdurchlässe W11 sind an einem Abschnitt des Ventilkörpers 20 um das Ventilgehäuseloch 21 herum definiert. Die mehreren ersten Zuführdurchlässe W11 erstrecken sich parallel zur Achse m1. Jeder der ersten Zuführdurchlässe W11 steht über die Einführdurchlässe 51 mit der ringförmigen Nut 50 in Verbindung.
Der distale Endabschnitt 60 des Ventilelements 30 ist in einer kreisförmigen, kegelstumpfartigen Gestalt ausgebildet, so dass ein Außendurchmesser des distalen Endabschnitts 60 in der Abwärtsrichtung allmählich zunimmt. Der distale Endabschnitt 60 besitzt eine konische Oberfläche 61 am Außenumfang des distalen Endabschnitts 60, und die konische Oberfläche 61 ist der konischen Oberfläche 52 des Ventilkörpers 20 zugewandt.
Nachfolgend wird ein Betriebsbeispiel der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Wie in 11 gezeigt, ist die konische Oberfläche 61 des Ventilelements 30 bei geschlossenem Ventil 30 auf dem ersten Ventilsitz 51a und dem zweiten Ventilsitz 51b des Ventilkörpers 20 in Anlage gebracht. Im Folgenden wird ein mit dem ersten Ventilsitz 51a des Ventilkörpers 20 in Kontakt stehender Abschnitt der konischen Oberfläche 61 des Ventilelements 30 als ein erster Ventilabschnitt 62a bezeichnet und ein mit dem zweiten Ventilsitz 51b des Ventilkörpers 20 in Kontakt stehender Abschnitt der konischen Oberfläche 61 des Ventilelements 30 wird als ein zweiter Ventilabschnitt 62b bezeichnet. Wenn das Ventilelement 30 geschlossen ist, sind Spalten zwischen der konischen Oberfläche 61 des Ventilelements 30 und den Ventilsitzen 51a und 51b des Ventilkörpers 20 geschlossen, so dass dem ersten Zuführdurchlass W11 zugeführtes Leichtöl und dem zweiten Zuführdurchlass W12 zugeführtes CNG nicht eingespritzt werden.
Wenn der Antriebsabschnitt 150 das Ventilelement 30 ausgehend von einem in 11 gezeigten Zustand in der Abwärtsrichtung bewegt, werden der erste Ventilabschnitt 62a und der zweite Ventilabschnitt 62b des Ventilelements 30 entsprechend von dem ersten Ventilsitz 51a und dem zweiten Ventilsitz 51b des Ventilkörpers 20 getrennt. Folglich wird der erste Einspritzdurchlass W21 zwischen dem ersten Ventilabschnitt 62a des Ventilelements 30 und dem ersten Ventilsitz 51a des Ventilkörpers 20 definiert und der zweite Einspritzdurchlass W22 wird zwischen dem zweiten Ventilabschnitt 36b des Ventilelements 30 und dem zweiten Ventilsitz 51b des Ventilkörpers 20 definiert. Daher wird das dem ersten Zuführdurchlass W11 zugeführte Leichtöl durch die Einführungsdurchlässe 51 und den ersten Einspritzdurchlass W21 eingespritzt. Ferner wird das dem zweiten Zuführdurchlass W12 zugeführte CNG durch den zweiten Einspritzdurchlass W22 und den ersten Einspritzdurchlass W21 eingespritzt. Somit werden Leichtöl und CNG in den Zylinder 100 eingespritzt.
Wie vorstehend beschrieben, ist in der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform der erste Ventilabschnitt 62a des Ventilelements 30 derart konfiguriert, dass sich dieser von dem ersten Ventilsitz 51a des Ventilkörpers 20 trennt und mit diesem in Anlage kommt, wodurch die Einspritzung sowohl von Leichtöl als auch von CNG ermöglicht und gestoppt wird. Ferner ist der zweite Ventilabschnitt 62b des Ventilelements 30 derart konfiguriert, dass sich dieser von dem zweiten Ventilsitz 51b des Ventilkörpers 20 trennt und mit diesem in Anlage kommt, wodurch eine Einspritzung von CNG ermöglicht und gestoppt wird.
Gemäß der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsform können die gleichen oder ähnliche Vorteile wie diese bei der Fluideinspritzvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform erhalten werden.
<Sechste Ausführungsform>
Nachfolgend wird eine sechste Ausführungsform der Fluideinspritzvorrichtung 10 beschrieben. Im Folgenden werden hauptsächlich Unterschiede zu der Fluideinspritzvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform beschrieben.
Die Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform wird als eine Einspritzvorrichtung für wässrigen Harnstoff verwendet, welche derart konfiguriert ist, dass diese einen wässrigen Harnstoff in Abgas einspritzt, um das Abgas des Fahrzeugs zu reinigen. Die Fluideinspritzvorrichtung 10 weist als eine Konfiguration zum Antreiben des Ventilelements 30 eine Konfiguration auf, um das Ventilelement 30 unter Verwendung eines Fluiddrucks anzutreiben, anstelle einer Konfiguration, um das Ventilelement 30 durch Aufbringen einer externen Kraft auf das Ventilelement 30 anzutreiben.
Insbesondere besitzt das Ventilelement 30, wie in 12 gezeigt, einen Gleitabschnitt 63, welcher mit Bezug auf den gleitenden Dichtungsabschnitt 40 gleitet, und einen mittleren Abschnitt 64, welcher zwischen dem distalen Endabschnitt und dem Gleitabschnitt 63 angeordnet ist. Der Gleitabschnitt 63 besitzt einen Außendurchmesser, der größer ist als dieser des mittleren Abschnitts 64 des Ventilelements 30. Folglich ist zwischen dem Gleitabschnitt 63 und dem mittleren Abschnitt 64 ein gestufter Abschnitt 65 definiert. Ferner ist das Ventilelement 30 durch eine im Inneren des Ventilkörpers 20 bereitgestellte Feder 70 in Richtung hin zu der konischen Oberfläche 24 des Ventilkörpers 20 vorgespannt.
Wässriger Harnstoff wird in den ersten Zuführdurchlass W11 der vorliegenden Ausführungsform geführt. Ferner wird Luft über den dritten Zuführdurchlass W13 in den zweiten Zuführdurchlass W12 geführt. In dieser Ausführungsform entspricht wässriger Harnstoff dem ersten Fluid und Luft entspricht dem zweiten Fluid.
Nachfolgend wird ein Betriebsbeispiel der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Wenn das Ventilelement 30 geschlossen ist, wird ein Fluiddruck gemäß einer Differenz zwischen einem Druck des in den ersten Zuführdurchlass W11 geführten wässrigen Harnstoffs und einem Druck der in den zweiten Zuführdurchlass W12 geführten Luft auf den gestuften Abschnitt 65 des Ventilelements 30 aufgebracht. Der Controller 160 ist derart konfiguriert, dass dieser den Druck des wässrigen Harnstoffs und den Druck der Luft so anpasst, dass der auf das Ventilelement 30 aufgebrachte Fluiddruck größer ist als eine Vorspannkraft der Feder 70, indem eine Pumpe, die den wässrigen Harnstoff zu der Fluideinspritzvorrichtung 10 fördert, und eine Pumpe, welche die Luft zu der Fluideinspritzvorrichtung 10 fördert, gesteuert werden. Wenn der auf das Ventilelement 30 aufgebrachte Fluiddruck größer wird als die Vorspannkraft der Feder 70, hebt sich das Ventilelement 30 gegen die Vorspannkraft der Feder 70 und das Ventilelement 30 öffnet sich.
Falls das Ventilelement 30 mit den Drücken der beiden in der Fluideinspritzvorrichtung 10 verwendeten Fluidarten ähnlich wie bei der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsform angehoben wird, kann der Antriebsabschnitt 150 entfallen. Auf diese Art und Weise ist es möglich, die Struktur der Fluideinspritzvorrichtung 10 zu vereinfachen.
(Weitere Ausführungsformen)
Die vorangehenden Ausführungsformen können in den folgenden Modi genutzt werden.
In der ersten Ausführungsform und in der zweiten Ausführungsform ist es erforderlich, dass die konische Oberfläche 35 des Ventilelements 30 und/oder die konische Oberfläche 24 des Ventilkörpers 20 die ringförmige Nut 34 definiert. Ferner ist es bei der dritten Ausführungsform erforderlich, dass die ebene Oberfläche 37 des Ventilelements 30 und/oder die ebene Oberfläche 26 des Ventilkörpers 20 die ringförmige Nut 34 definiert. Gleiches gilt für weitere Ausführungsformen.
In Dieselmaschinen bzw. Dieselmotoren wird der Einspritzdruck von Leichtöl, das einem Kraftstoff entspricht, zum Zweck der Reduzierung von Emissionen von Kohlendioxid und dergleichen immer höher und beträgt derzeit 250 [MPa] oder mehr. Daher ist es notwendig, die Druckbeständigkeit von Elementen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu verbessern, und es gibt auch ein Problem dahingehend, dass die Arbeitslast der Pumpe zur Erhöhung des Drucks des Leichtöls zunimmt. Bei einer solchen Dieselmaschine ist es effektiv, die Fluideinspritzvorrichtung 10 jeder Ausführungsform als eine Vorrichtung zum Einspritzen von Leichtöl zu verwenden. Insbesondere ist die Fluideinspritzvorrichtung 10 jeder Ausführungsform derart konfiguriert, dass diese Leichtöl und Luft einspritzt. Folglich kann Leichtöl unter Verwendung des Drucks von Luft zerstäubt und eingespritzt werden, so dass die vorstehenden Probleme der Dieselmaschine gelöst werden können. Falls Luft, die nicht entflammbar ist, als das Gas in der Fluideinspritzvorrichtung 10 verwendet wird, ist es nicht notwendig, das Austreten von entflammbaren Stoffen aus der Pumpe oder dergleichen zu berücksichtigen. Daher kann die Struktur der Pumpe vereinfacht werden. Außerdem entfällt ein Tank zur Speicherung des Gases.
In Otto- bzw. Benzinmotoren wird der Einspritzdruck von Ottokraftstoff, das einem Kraftstoff entspricht, immer höher, um Emissionen von Kohlendioxid und dergleichen zu verringern, und beträgt derzeit 30 [MPa] oder mehr. Daher ist es notwendig, die Druckbeständigkeit von Elementen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu verbessern, und es gibt auch ein Problem dahingehend, dass die Arbeitslast der Pumpe zur Erhöhung des Benzindrucks zunimmt. In einem solchen Ottomotor ist es effektiv, die Fluideinspritzvorrichtung 10 jeder Ausführungsform als eine Vorrichtung zum Einspritzen von Ottokraftstoff bzw. Benzin zu verwenden. Insbesondere ist die Fluideinspritzvorrichtung 10 jeder Ausführungsform derart konfiguriert, dass diese Ottokraftstoff und Luft einspritzt. Folglich kann der Ottokraftstoff unter Verwendung des Luftdrucks zerstäubt und eingespritzt werden, so dass die vorstehend erwähnten Probleme des Ottomotors gelöst werden können. Falls Luft, die nicht entflammbar ist, als das Gas in der Fluideinspritzvorrichtung 10 verwendet wird, ist es nicht notwendig, das Austreten von entflammbaren Stoffen aus der Pumpe oder dergleichen zu berücksichtigen. Daher kann die Struktur der Pumpe vereinfacht werden. Außerdem entfällt ein Tank zur Speicherung des Gases.
Beim Einspritzen von Flüssigkraftstoff und Luft aus der Fluideinspritzvorrichtung 10 kann der auf die Luft aufgebrachte Einspritzdruck konstant sein. Insbesondere steuert der Controller 160 die Pumpe für Luft derart, dass der auf die Luft ausgeübte Einspritzdruck konstant ist. Ferner passt der Controller 160 den auf den Flüssigkraftstoff aufgebrachten Einspritzdruck durch Steuern der Pumpe für den Flüssigkraftstoff an. Ferner führt der Controller 160 die Antriebssteuerung zum Anpassen des Hubbetrags, des Öffnungszeitpunkts und dergleichen des Ventilelements 30 durch Steuern des Antriebsabschnitts 150 aus. Der Controller 160 steuert die Einspritzmengen der Luft und die Einspritzmenge des Flüssigkraftstoffs durch die Drucksteuerung des Flüssigkraftstoffs und die Antriebssteuerung des Ventilelements 30. Gemäß einer solchen Konfiguration kann die Gaskraftstoffpumpe 130 vereinfacht werden, da eine Konfiguration zum Steuern des Luftdrucks unnötig ist.
Die beiden in der Fluideinspritzvorrichtung 10 jeder Ausführungsform verwendeten Fluidarten können in geeigneter Weise geändert werden. Beispielsweise kann Propangas (LPG) oder dergleichen als das entflammbare Gas verwendet werden. Wenn Propangas verwendet wird, kann das Propangas bei der Fluideinspritzvorrichtung 10 auf etwa 1 [MPa] komprimiert werden und im Inneren der Fluideinspritzvorrichtung 10 in einer flüssigen Phase vorliegen. Das heißt, das in der Fluideinspritzvorrichtung 10 verwendete Gas umfasst ein Fluid, das bei normaler Temperatur und normalem Druck ein Gas ist.
Der Controller 160 und das Steuerungsverfahren davon, welche in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, können mit einem oder mehreren speziellen Computern verkörpert sein, die mit zumindest einem Prozessor und zumindest einem Speicher bereitgestellt werden, der programmiert ist, um eine oder mehrere Funktionen auszuführen, die bei einem Computerprogramm verkörpert sind. Der Controller 160 und das Steuerungsverfahren, welche in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, können mit einem speziellen Computer verkörpert sein, der mit zumindest einem Prozessor bereitgestellt ist, der zumindest eine spezielle Hardware-Logikschaltung umfasst. Der Controller 160 und das Steuerungsverfahren davon, welche in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, können mit zumindest einem speziellen Computer verkörpert sein, der mit einer Kombination aus einem Prozessor und einem Speicher, der zur Implementierung einer oder mehrerer Funktionen programmiert ist, und zumindest einem Prozessor, der mit zumindest einer Hardware-Logikschaltung bereitgestellt wird, bereitgestellt ist. Das Computerprogramm kann in Form von Befehlen, die von einem Computer ausgeführt werden können, in einem greifbaren, nicht-transitorischen, computerlesbaren Medium gespeichert werden. Die spezielle Hardware-Logikschaltung und die Hardware-Logikschaltung können mit einer digitalen Schaltung, die mehrere Logikschaltungen umfasst, verkörpert sein oder mit einer analogen Schaltung verkörpert sein.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen spezifischen Beispiele beschränkt. Die vorstehend beschriebenen spezifischen Beispiele, die in der Gestaltung vom Fachmann geeignet modifiziert wurden, fallen ebenfalls in den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung, soweit die modifizierten spezifischen Beispiele die Merkmale der vorliegenden Offenbarung besitzen. Jedes Element, das in jedem der vorstehend beschriebenen spezifischen Beispielen umfasst ist, sowie die Anordnung, der Zustand, die Gestalt und dergleichen des Elements sind nicht auf die dargestellten beschränkt und können in geeigneter Weise modifiziert werden. Die Kombinationen der Elemente in jedem der vorstehend beschriebenen spezifischen Beispiele können in geeigneter Weise geändert werden, solange dies technisch nicht widersprüchlich ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019034485 [0001]
JP 2016519249 A [0005]

Claims

Fluideinspritzvorrichtung, aufweisend: einen Ventilkörper (20) mit einem ersten Ventilsitz (25a, 51a) und einem zweiten Ventilsitz (25b, 51b); und ein Ventilelement (30), welches derart angeordnet ist, dass dieses sowohl dem ersten Ventilsitz als auch dem zweiten Ventilsitz zugewandt ist, wobei das Ventilelement umfasst: einen ersten Ventilabschnitt (36a, 62a), welcher derart konfiguriert ist, dass sich dieser selektiv von dem ersten Ventilsitz trennt und mit diesem in Anlage kommt; und einen zweiten Ventilabschnitt (36b, 62b), welcher derart konfiguriert ist, dass sich dieser selektiv von dem zweiten Ventilsitz trennt und mit diesem in Anlage kommt, wobei der erste Ventilabschnitt und der zweite Ventilabschnitt entsprechend einer Bewegung des Ventilelements integral bewegt werden, der erste Ventilabschnitt sich von dem ersten Ventilsitz trennt, um eine Einspritzung sowohl eines ersten Fluids als auch eines zweiten Fluids zu ermöglichen, und mit dem ersten Ventilsitz in Anlage kommt, um die Einspritzung sowohl des ersten Fluids als auch des zweiten Fluids zu stoppen, und der zweite Ventilabschnitt sich von dem zweiten Ventilsitz trennt, um eine Einspritzung des zweiten Fluids zu ermöglichen, und mit dem zweiten Ventilsitz in Anlage kommt, um die Einspritzung des zweiten Fluids zu stoppen.
Fluideinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein erster Einspritzdurchlass (W21) zwischen dem ersten Ventilabschnitt und dem ersten Ventilsitz definiert ist, wenn der erste Ventilabschnitt von dem ersten Ventilsitz entfernt ist, ein zweiter Einspritzdurchlass (W22) zwischen dem zweiten Ventilabschnitt und dem zweiten Ventilsitz definiert ist, wenn der zweite Ventilabschnitt von dem zweiten Ventilsitz entfernt ist, wenn der erste Ventilabschnitt von dem ersten Ventilsitz entfernt ist und der zweite Ventilabschnitt von dem zweiten Ventilsitz entfernt ist, das erste Fluid durch den ersten Einspritzdurchlass eingespritzt wird und das zweite Fluid sowohl durch den ersten Einspritzdurchlass als auch den zweiten Einspritzdurchlass eingespritzt wird.
Fluideinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Ventilelement einen Einführungsdurchlass (31 bis 33) definiert, durch den das erste Fluid in den ersten Einspritzdurchlass eingeführt wird.
Fluideinspritzvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Ventilelement ein distales Ende umfasst, welches eine konische Oberfläche (35, 61) besitzt, die konische Oberfläche des Ventilelements koaxial zu dem ersten Ventilabschnitt und dem zweiten Ventilabschnitt ist, der Ventilkörper eine konische Oberfläche (24, 52) umfasst, und die konische Oberfläche des Ventilkörpers koaxial zu dem ersten Ventilsitz und dem zweiten Ventilsitz ist.
Fluideinspritzvorrichtung nach Anspruch 4, wobei sowohl der erste Ventilabschnitt als auch der zweite Ventilabschnitt als eine Oberfläche auf der konischen Oberfläche des Ventilelements ausgebildet sind, sowohl der erste Ventilsitz als auch der zweite Ventilsitz als eine Oberfläche auf der konischen Oberfläche des Ventilkörpers ausgebildet sind, die konische Oberfläche des Ventilelements und/oder die konische Oberfläche des Ventilkörpers eine ringförmige Nut (34, 50) umfasst, der erste Ventilabschnitt und der zweite Ventilabschnitt durch einen Abschnitt des Ventilelements, welcher der ringförmigen Nut entspricht, als eine Grenze geteilt sind, und der erste Ventilsitz und der zweite Ventilsitz durch einen Abschnitt des Ventilkörpers, welcher der ringförmigen Nut entspricht, als eine Grenze geteilt sind.
Fluideinspritzvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei, wenn der erste Ventilabschnitt an dem ersten Ventilsitz anliegt und der zweite Ventilabschnitt an dem zweiten Ventilsitz anliegt, der erste Ventilabschnitt und der zweite Ventilabschnitt mit der konischen Oberfläche des Ventilkörpers vollständig in Kontakt stehen.
Fluideinspritzvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Ventilelement einen distalen Endabschnitt mit einer ebenen Oberfläche (37) umfasst, die ebene Oberfläche des Ventilelements den ersten Ventilabschnitt und den zweiten Ventilabschnitt umfasst, und der Ventilkörper eine ebene Oberfläche (26) umfasst, welche den ersten Ventilsitz und den zweiten Ventilsitz umfasst.
Fluideinspritzvorrichtung nach Anspruch 7, wobei sowohl der erste Ventilabschnitt als auch der zweite Ventilabschnitt als eine Oberfläche auf der ebenen Oberfläche des Ventilelements ausgebildet sind, sowohl der erste Ventilsitz als auch der zweite Ventilsitz als eine Oberfläche auf der ebenen Oberfläche des Ventilkörpers ausgebildet sind, die ebene Oberfläche des Ventilelements und/oder die ebene Oberfläche des Ventilkörpers eine ringförmige Nut (34) definiert, der erste Ventilabschnitt und der zweite Ventilabschnitt durch einen Abschnitt des Ventilelements, welcher der ringförmigen Nut entspricht, als eine Grenze geteilt sind, und der erste Ventilsitz und der zweite Ventilsitz durch einen Abschnitt des Ventilkörpers, welcher der ringförmigen Nut entspricht, als eine Grenze geteilt sind.
Fluideinspritzvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei, wenn der erste Ventilabschnitt an dem ersten Ventilsitz anliegt und der zweite Ventilabschnitt an dem zweiten Ventilsitz anliegt, der erste Ventilabschnitt und der zweite Ventilabschnitt mit der ebenen Oberfläche des Ventilkörpers vollständig in Kontakt stehen.
Fluideinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei ein Einführungsdurchlass (31 bis 33) als ein Durchlass definiert ist, durch den das erste Fluid in den ersten Einspritzdurchlass eingeführt wird, und der Einführungsdurchlass einen Drosselabschnitt (33) besitzt, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser eine Strömungsrate des in den ersten Einspritzdurchlass einzuführenden ersten Fluids anpasst.
Fluideinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei der erste Einspritzdurchlass definiert ist, wenn der erste Ventilabschnitt von dem ersten Ventilsitz entfernt ist, der zweite Einspritzdurchlass definiert ist, wenn der zweite Ventilabschnitt von dem zweiten Ventilsitz entfernt ist, ein Einspritzloch (29) als ein Loch definiert ist, durch das sowohl das erste Fluid als auch das zweite Fluid nach außen eingespritzt werden, und eine Gesamtquerschnittsfläche des Einspritzlochs kleiner ist als sowohl eine Durchlassquerschnittsfläche des ersten Einspritzdurchlasses als auch eine Durchlassquerschnittsfläche des zweiten Einspritzdurchlasses.
Fluideinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei ein zum Einspritzen des ersten Fluids auf das erste Fluid aufgebrachter Druck gleich einem zum Einspritzen des zweiten Fluids auf das zweite Fluid aufgebrachten Druck ist.
Fluideinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei ein zum Einspritzen des zweiten Fluids auf das zweite Fluid aufgebrachter Druck größer ist als ein zum Einspritzen des ersten Fluids auf das erste Fluid aufgebrachter Druck.
Fluideinspritzvorrichtung nach Anspruch 13, wobei ein zum Einspritzen des ersten Fluids auf das erste Fluid aufgebrachter Druck auf null eingestellt ist.
Fluideinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, wobei das erste Fluid einer Flüssigkeit entspricht und das zweite Fluid einem Gas entspricht.
Fluideinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei das erste Fluid einer Flüssigkeit entspricht und das zweite Fluid einem Gas entspricht, und ein zum Einspritzen der Flüssigkeit auf die Flüssigkeit aufgebrachter Druck größer ist als ein zum Einspritzen des Gases auf das Gas aufgebrachter Druck.
Fluideinspritzvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, wobei das Gas einer Luft entspricht.
Fluideinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei ein zum Einspritzen des Gases auf das Gas aufgebrachter Druck auf einen konstanten Wert eingestellt ist, die Fluideinspritzvorrichtung ferner aufweist einen Controller (160), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser eine Einspritzmenge des Gases und eine Einspritzmenge der Flüssigkeit durch Anpassen eines zum Einspritzen der Flüssigkeit auf die Flüssigkeit aufgebrachten Drucks und Steuern eines Betriebs des Ventilelements steuert.
Fluideinspritzvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, wobei das Gas entflammbar ist, die Fluideinspritzvorrichtung ferner aufweist einen Controller (160), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser: eine Einspritzmenge des entflammbaren Gases durch Steuern eines Betriebs des Ventilelements steuert; und eine Einspritzmenge der Flüssigkeit durch Anpassen eines zum Einspritzen der Flüssigkeit auf die Flüssigkeit aufgebrachten Drucks steuert.