DE112020001596T5

DE112020001596T5 - Fluideinspritzvorrichtung und Fluideinspritzsystem

Info

Publication number: DE112020001596T5
Application number: DE112020001596.3T
Authority: DE
Inventors: Shuichi Matsumoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2020-03-04
Publication date: 2021-12-30
Also published as: JP2020159333A; WO2020195624A1

Abstract

Eine Fluideinspritzvorrichtung (10) umfasst einen Ventilkörper (20) und ein Ventilelement (30). Der Ventilkörper besitzt einen ersten Ventilsitz (27a) und einen zweiten Ventilsitz (27b). Das Ventilelement besitzt einen ersten Ventilabschnitt (35a) und einen zweiten Ventilabschnitt (35b). Der erste Ventilabschnitt und der zweite Ventilabschnitt sind derart konfiguriert, dass diese im Ansprechen auf eine Verschiebung des Ventilelements integral verschoben werden. Der erste Ventilabschnitt wird von dem ersten Ventilsitz abgehoben oder mit diesem in Anlage gebracht. Der zweite Ventilabschnitt wird von dem zweiten Ventilsitz abgehoben oder mit diesem in Anlage gebracht. Ein Zustand, in dem der erste Ventilabschnitt und der zweite Ventilabschnitt entsprechend mit dem ersten Ventilsitz und dem zweiten Ventilsitz in Anlage gebracht sind, ist als ein Ventilschließzustand des Ventilelements definiert. Die Fluideinspritzvorrichtung umfasst einen Druckregler (40), welcher einen Druck eines ersten Fluids im Ansprechen auf eine Zunahme eines Drucks eines zweiten Fluids in einem Zustand, in dem das Ventilelement in den Ventilschließzustand versetzt ist, erhöht.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2019-062255 , welche am 28. März 2019 angemeldet wurde, und nimmt diese hierin durch Inbezugnahme mit auf.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fluideinspritzvorrichtung und ein Fluideinspritzsystem.
Allgemeiner Stand der Technik
In den letzten Jahren wurde ein Fahrzeug entwickelt, welches komprimiertes Erdgas (CNG) als einen Kraftstoff für eine Dieselmaschine anstelle von Dieselkraftstoff verwendet, um den Kohlendioxidausstoß und andere Emissionen des Fahrzeugs zu verringern. CNG besitzt im Vergleich zu Dieselkraftstoff eine geringere Zündfähigkeit und ist daher schwer zu verbrennen, wenn dieses in einem Zylinder der Dieselmaschine komprimiert wird. Daher wurde untersucht, eine kleine Menge an Dieselkraftstoff in den Zylinder der Dieselmaschine einzuspritzen, um das CNG zu entzünden. Bei dieser Struktur muss eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, welche zwei Arten von Kraftstoff einspritzt, bei der Dieselmaschine eingebaut werden. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung von Patentliteratur 1 ist bisher als Kraftstoffeinspritzvorrichtung bekannt, welche die beiden Kraftstoffarten einspritzt.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung von Patentschrift 1 umfasst: eine erste Ventilnadel und eine zweite Ventilnadel zur jeweiligen Steuerung der Einspritzung eines ersten Kraftstoffs und der Einspritzung eines zweiten Kraftstoffs; eine erste Steuerungskammer und eine zweite Steuerkammer, welche der ersten Ventilnadel bzw. der zweiten Ventilnadel zugeordnet sind; und 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 Steuerungskammer ändert, um die erste Ventilnadel zu öffnen und zu schließen. Das zweite Steuerungsventil umfasst ein zweites Steuerungsventilelement und ist derart konfiguriert, dass dieses einen Druck eines Steuerfluids in der zweiten Steuerungskammer ändert, um die zweite Ventilnadel zu öffnen und zu schließen. Das erste Steuerungsventilelement und das zweite Steuerungsventilelement sind derart konfiguriert, dass sich diese linear entlang einer gemeinsamen Steuerungsventilachse bewegen.
Zitierungsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2016-519249 A
Kurzfassung der Erfindung
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung von Patentliteratur 1 erfordert die beiden Steuerungsventile zur Einspritzung der beiden Kraftstoffarten, so dass die Struktur möglicherweise kompliziert sein kann.
Um die Struktur der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu vereinfachen, ist es jedoch wirksam, eine Struktur anzuwenden, bei welcher die beiden Kraftstoffarten durch einen Öffnungs-/Schließbetrieb eines einzelnen Steuerungsventils eingespritzt werden. Wenn jedoch versucht wird, eine solche Struktur zu realisieren, besteht die Sorge, dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung das einzelne Steuerungsventil unbeabsichtigt öffnen kann.
Insbesondere in dem Fall, in dem CNG als einer der Kraftstoffe verwendet wird, kann, falls ein Hochdrucktank am Fahrzeug installiert ist, in dem das CNG unter hohem Druck gespeichert ist, das CNG mit dem hohen Druck der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zugeführt werden. Darüber hinaus kann in dem Fall, in dem der Dieselkraftstoff als der andere der Kraftstoffe verwendet wird, falls der in einem Kraftstofftank gespeicherte Dieselkraftstoff durch eine Pumpe zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gefördert wird, der Dieselkraftstoff mit dem hohen Druck zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung geführt werden. Als die Pumpe zum Fördern des Dieselkraftstoffs kann eine mechanische Pumpe verwendet werden, welche beispielsweise durch eine Antriebskraft der Dieselmaschine angetrieben wird. Bei Verwendung der vorstehend beschriebenen Struktur kann das CNG im Hochdruckzustand unabhängig vom Betriebszustand der Dieselmaschine der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zugeführt werden. Es besteht jedoch eine Möglichkeit, dass der Druck des Dieselkraftstoffes, welcher der Fluideinspritzvorrichtung zugeführt wird, während eines Zeitraums, der von einem Zeitpunkt des Starts des Antriebs der Dieselmaschine bis zu einem Zeitpunkt des Erreichens des normalen Betriebszustands der Pumpe reicht, niedriger ist als dieser einer normalen Betriebszeit. Es besteht eine Möglichkeit, dass aufgrund einer Druckdifferenz zwischen dem CNG und dem Dieselkraftstoff, welche der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zugeführt werden, eine ungewollte äußere Kraft auf das Steuerungsventil ausgeübt wird. Wenn das Steuerungsventil durch die ungewollte äußere Kraft geöffnet wird, kann es möglicherweise zu einem Kraftstoffaustritt kommen.
Dieser Nachteil ist nicht auf die Kraftstoffeinspritzvorrichtung beschränkt, welche die beide Kraftstoffarten einspritzt, sondern gilt für alle Fluideinspritzvorrichtungen, welche zwei beliebige Arten von Fluiden einspritzen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Fluideinspritzvorrichtung und ein Fluideinspritzsystem bereitzustellen, welche derart konfiguriert sind, dass diese zwei Arten von Fluiden einspritzen und ein unbeabsichtigtes Ventilöffnen beschränken können, während diese eine Vereinfachung einer Struktur ermöglichen.
Eine Fluideinspritzvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Ventilkörper und ein Ventilelement. Der Ventilkörper besitzt einen ersten Ventilsitz und einen zweiten Ventilsitz. Das Ventilelement ist derart angeordnet, dass dieses sowohl dem ersten Ventilsitz als auch dem zweiten Ventilsitz gegenüberliegt. Das Ventilelement besitzt: einen ersten Ventilabschnitt, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser vom ersten Ventilsitz abgehoben und mit diesem in Anlage gebracht wird; und einen zweiten Ventilabschnitt, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser vom zweiten Ventilsitz abgehoben und mit diesem in Anlage gebracht wird. Der erste Ventilabschnitt und der zweite Ventilabschnitt sind derart konfiguriert, dass diese im Ansprechen auf eine Verschiebung des Ventilelements integral verschoben werden. Wenn der erste Ventilabschnitt von dem ersten Ventilsitz abgehoben oder mit diesem in Anlage gebracht wird, wird eine Einspritzung sowohl eines ersten Fluids als auch eines zweiten Fluids bei der Fluideinspritzvorrichtung entsprechend ermöglicht oder verhindert. Wenn der zweite Ventilabschnitt von dem zweiten Ventilsitz abgehoben oder mit diesem in Anlage gebracht wird, wird die Einspritzung des zweiten Fluids bei der Fluideinspritzvorrichtung entsprechend ermöglicht oder verhindert. Ein Zustand, in dem der erste Ventilabschnitt und der zweite Ventilabschnitt entsprechend mit dem ersten Ventilsitz und dem zweiten Ventilsitz in Anlage gebracht sind, ist als ein Ventilschließzustand des Ventilelements definiert. Die Fluideinspritzvorrichtung umfasst ferner einen Druckregler, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Druck des ersten Fluids im Ansprechen auf eine Zunahme bzw. einen Anstieg eines Drucks des zweiten Fluids in einem Zustand, in dem das Ventilelement in den Ventilschließzustand versetzt ist, erhöht.
Ein Fluideinspritzsystem gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst: eine Fluideinspritzvorrichtung, welche derart konfiguriert ist, dass diese ein erstes Fluid und ein zweites Fluid einspritzt; und einen Druckregler, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Druck des der Fluideinspritzvorrichtung zuzuführenden ersten Fluids und einen Druck des der Fluideinspritzvorrichtung zuzuführenden zweiten Fluids reguliert. Die Fluideinspritzvorrichtung umfasst einen Ventilkörper und ein Ventilelement. Der Ventilkörper besitzt einen ersten Ventilsitz und einen zweiten Ventilsitz. Das Ventilelement ist derart angeordnet, dass dieses sowohl dem ersten Ventilsitz als auch dem zweiten Ventilsitz gegenüberliegt. Das Ventilelement besitzt: einen ersten Ventilabschnitt, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser von dem ersten Ventilsitz abgehoben und mit diesem in Anlage gebracht wird; und einen zweiten Ventilabschnitt, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser von dem zweiten Ventilsitz abgehoben und mit diesem in Anlage gebracht wird. Der erste Ventilabschnitt und der zweite Ventilabschnitt sind derart konfiguriert, dass diese im Ansprechen auf eine Verschiebung des Ventilelements integral verschoben werden. Wenn der erste Ventilabschnitt von dem ersten Ventilsitz abgehoben oder mit diesem in Anlage gebracht wird, wird eine Einspritzung sowohl eines ersten Fluids als auch eines zweiten Fluids bei der Fluideinspritzvorrichtung entsprechend ermöglicht oder verhindert. Wenn der zweite Ventilabschnitt von dem zweiten Ventilsitz abgehoben oder mit diesem in Anlage gebracht wird, wird die Einspritzung des zweiten Fluids bei der Fluideinspritzvorrichtung entsprechend ermöglicht oder verhindert. Der Druckregler ist derart konfiguriert, dass dieser den Druck des ersten Fluids im Ansprechen auf einen Anstieg des Drucks des zweiten Fluids in einem Zustand, in dem das Ventilelement in einen Ventilschließzustand versetzt ist, erhöht.
Da gemäß der vorstehend beschriebenen Fluideinspritzvorrichtung und dem Fluideinspritzsystem der erste Ventilabschnitt und der zweite Ventilabschnitt an dem einen Ventilelement ausgebildet sind, kann die Struktur im Vergleich zu einer Struktur, bei der ein Ventilelement für das erste Fluid und ein Ventilelement für das zweite Fluid separat bereitgestellt sind, vereinfacht werden. Falls der Druck des zweiten Fluids in dem Zustand, in dem sich das Ventilelement in dem Ventilschließzustand befindet, früher erhöht wird als der Druck des ersten Fluids, erhöht der Druckregler den Druck des ersten Fluids. Daher ist es möglich, das Aufbringen der externen Kraft auf das Ventilelement in der Ventilöffnungsrichtung basierend auf einem Differenzdruck zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid zu vermeiden, und dadurch ist es möglich, das unbeabsichtigte Ventilöffnen des Ventilelements zu beschränken.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, welches eine schematische Struktur eines Fluideinspritzsystems einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist eine Schnittansicht, welche eine Querschnittsstruktur einer Fluideinspritzvorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist eine Schnittansicht, welche einen beispielhaften Betrieb der Fluideinspritzvorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt.
4 ist eine Schnittansicht, welche den beispielhaften Betrieb der Fluideinspritzvorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt.
5 ist eine Schnittansicht, welche eine Querschnittsstruktur einer Fluideinspritzvorrichtung einer zweiten Ausführungsform zeigt.
6 ist eine Schnittansicht, welche einen beispielhaften Betrieb der Fluideinspritzvorrichtung der zweiten Ausführungsform zeigt.
7 ist eine Schnittansicht, welche den beispielhaften Betrieb der Fluideinspritzvorrichtung der zweiten Ausführungsform zeigt.
8 ist eine Schnittansicht, welche eine Querschnittsstruktur einer Fluideinspritzvorrichtung einer dritten Ausführungsform zeigt.
9 ist eine Schnittansicht, welche einen beispielhaften Betrieb der Fluideinspritzvorrichtung der dritten Ausführungsform zeigt.
10 ist eine Schnittansicht, welche den beispielhaften Betrieb der Fluideinspritzvorrichtung der dritten Ausführungsform zeigt.
11 ist ein Blockdiagramm, welches eine schematische Struktur eines Fluideinspritzsystems einer vierten Ausführungsform zeigt.
12 ist ein Blockdiagramm, welches eine elektrische Struktur des Fluideinspritzsystems der vierten Ausführungsform zeigt.
13 ist ein Blockdiagramm, welches einen beispielhaften Betrieb des Fluideinspritzsystems der vierten Ausführungsform zeigt.
14 ist ein Blockdiagramm, welches eine schematische Struktur eines Fluideinspritzsystems einer fünften Ausführungsform zeigt.
15 ist ein Blockdiagramm, welches eine elektrische Struktur des Fluideinspritzsystems der fünften Ausführungsform zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend werden Ausführungsformen einer Fluideinspritzvorrichtung unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben. Um das Verständnis der Erläuterung zu erleichtern, wird in jeder Abbildung, wann immer möglich, das gleiche Bezugszeichen auf die gleichen Komponenten angewendet, und redundante Erläuterungen werden weggelassen.
(Erste Ausführungsform)
Zunächst wird eine Gesamtstruktur eines Fluideinspritzsystems mit einer Fluideinspritzvorrichtung einer ersten Ausführungsform beschrieben. Wie in 1 dargestellt, handelt es sich bei dem Fluideinspritzsystem 1 um ein System, das zwei Arten von Kraftstoffen, das heißt, CNG (Compressed-Natural-Gas bzw. komprimiertes Erdgas) und Dieselkraftstoff, in einen Zylinder 17 einer Dieselmaschine eines Fahrzeugs einspritzt. Das CNG entspricht einem Hauptkraftstoff für die Dieselmaschine. Der Dieselkraftstoff wird als ein Kraftstoff für die Zündung verwendet. In der vorliegenden Ausführungsform dient der Dieselkraftstoff als ein erstes Fluid und das CNG dient als ein zweites Fluid. Das Fluideinspritzsystem 1 umfasst die Fluideinspritzvorrichtung 10, einen Gaskraftstofftank 11, einen Flüssigkraftstofftank 12, ein An-Aus-Ventil 13, eine Flüssigkraftstoffpumpe 14, eine Antriebsvorrichtung 15 und eine Steuerungsvorrichtung 16.
Das CNG wird in dem Gaskraftstofftank 11 unter einem hohen Druck gespeichert, welcher einen für die Einspritzung des CNG von der Fluideinspritzvorrichtung 10 erforderlichen Druck gewährleisten kann. Das An-Aus-Ventil 13 ist in der Mitte einer Leitung installiert, welche den Gaskraftstofftank 11 mit der Fluideinspritzvorrichtung 10 verbindet. In einem offenen Zustand, in dem das An-Aus-Ventil 13 geöffnet ist, wird das CNG, welches den hohen Druck aufweist und in dem Gaskraftstofftank 11 gespeichert ist, der Fluideinspritzvorrichtung 10 zugeführt. In einem geschlossenen Zustand, in dem das An-Aus-Ventil 13 geschlossen ist, ist die Zufuhr von CNG aus dem Gaskraftstofftank 11 zu der Fluideinspritzvorrichtung 10 blockiert.
Der Dieselkraftstoff wird in dem Flüssigkraftstofftank 12 gespeichert. Die Flüssigkraftstoffpumpe 14 verdichtet den im Flüssigkraftstofftank 12 gespeicherten Dieselkraftstoff auf einen für die Einspritzung des Dieselkraftstoffs erforderlichen Druck und führt den verdichteten bzw. unter Druck stehenden Dieselkraftstoff zu der Fluideinspritzvorrichtung 10. Die Flüssigkraftstoffpumpe 14 entspricht einer mechanischen Pumpe, welche durch eine Antriebskraft der Dieselmaschine angetrieben wird. Zu der Zeit eines Normalbetriebs der Fluideinspritzvorrichtung 10 ist der Druck des von dem Flüssigkraftstofftank 12 zu der Fluideinspritzvorrichtung 10 geführten Dieselkraftstoffs gleich oder höher als der Druck des von dem Gaskraftstofftank 11 zu der Fluideinspritzvorrichtung 10 geführten CNG. Insbesondere ist der Druck des Dieselkraftstoffs in der Fluideinspritzvorrichtung 10 normalerweise gleich oder höher als der Druck des CNG.
Die Fluideinspritzvorrichtung 10 ist derart eingebaut, dass ein distaler Endabschnitt der Fluideinspritzvorrichtung 10 in einem Inneren des Zylinders 17 der Dieselmaschine freiliegt. Die Antriebsvorrichtung 15 steuert die Fluideinspritzvorrichtung 10 an, um einen Ventilöffnungs-/Schließbetrieb der Fluideinspritzvorrichtung 10 auszuführen. Wenn die Fluideinspritzvorrichtung 10 in einen offenen Zustand versetzt ist, werden das CNG und der Dieselkraftstoff von der Fluideinspritzvorrichtung 10 in den Zylinder 17 eingespritzt.
Die Steuerungsvorrichtung 16 umfasst einen Mikrocomputer, welcher beispielsweise eine CPU und Speicher umfasst, als eine Hauptkomponente der Steuerungsvorrichtung 16. Die Steuerungsvorrichtung 16 steuert das An-Aus-Ventil 13, um zwischen dem Zustand, in dem das CNG der Fluideinspritzvorrichtung 10 zugeführt wird, und dem Zustand, in dem die Zufuhr des CNG zu der Fluideinspritzvorrichtung 10 blockiert ist, umzuschalten bzw. zu wechseln. Die Steuerungsvorrichtung 16 passt den Druck des der Fluideinspritzvorrichtung 10 zuzuführenden Dieselkraftstoffs an, indem die Flüssigkraftstoffpumpe 14 gesteuert wird. Darüber hinaus steuert die Steuerungsvorrichtung 16 den Ventilöffnungs-/Schließbetrieb der Fluideinspritzvorrichtung 10 durch Steuern der Antriebsvorrichtung 15. Die Steuerungsvorrichtung 16 führt eine Kraftstoffeinspritzsteuerung zur Steuerung der Einspritzmenge und des Einspritzzeitpunkts sowohl des CNG als auch des Dieselkraftstoffs, welche in den Zylinder 17 eingespritzt werden, durch Steuern des An-Aus-Ventils 13, der Flüssigkraftstoffpumpe 14 und der Antriebsvorrichtung 15 aus.
Nachfolgend wird insbesondere die Struktur der Fluideinspritzvorrichtung 10 beschrieben.
Wie in 2 dargestellt, umfasst die Fluideinspritzvorrichtung 10 einen Ventilkörper 20, ein Ventilelement 30 und einen gleitfähigen bzw. verschiebbaren Dichtungsabschnitt 40.
Der Ventilkörper 20 ist in einer zylindrischen Rohrform gestaltet, welche auf eine Achse m1 zentriert ist. Von zwei Richtungen Z1, Z2, die in 2 dargestellt sind und parallel zur Achse m1 verlaufen, kann nachfolgend die Richtung Z1 der Einfachheit halber auch als eine Aufwärtsrichtung bezeichnet werden und die Richtung Z2 kann auch als eine Abwärtsrichtung bezeichnet werden.
Eine Mehrzahl von Ventilelementaufnahmelöchern 21-23 sind an einer Innenseite des Ventilkörpers 20 ausgebildet, so dass sich die Ventilelementaufnahmelöcher 21-23 in einer Axialrichtung der Achse m1 erstrecken. Das Ventilelement 30 ist in den Ventilelementaufnahmelöchern 21-23 aufgenommen. Ein Querschnitt von jedem der Ventilelementaufnahmelöcher 21-23 senkrecht zur Achse m1 ist in einer Kreisform gestaltet. Die Ventilelementaufnahmelöcher 21-23 sind in dieser Reihenfolge von einem distalen Endabschnitt des Ventilkörpers 20 in der Aufwärtsrichtung angeordnet. Das Ventilelementaufnahmeloch 22 entspricht einem Loch mit einem Innendurchmesser, der größer ist als dieser des Ventilelementaufnahmelochs 21. Das Ventilelementaufnahmeloch 23 entspricht einem Loch mit einem Innendurchmesser, der kleiner ist als dieser des Ventilelementaufnahmelochs 22.
An einer Bodenfläche 220 des Ventilelementaufnahmelochs 22 ist ein Vorsprung 221 ausgebildet. Der Vorsprung 221 besitzt eine kreisringförmige Gestalt, welche auf die Achse m1 zentriert ist. Eine Bodenfläche 41 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 ist derart konfiguriert, dass diese mit dem Vorsprung 221 in Kontakt kommt.
Ein Spalt, welcher zwischen einer Innenumfangsfläche des Ventilelementaufnahmelochs 21 und einer Außenumfangsfläche des Ventilelements 30 ausgebildet ist, bildet einen Zuführströmungsdurchlass W11. Ein Zuführströmungsdurchlass W13, der sich entlang einer linken Wand des Ventilkörpers 20 erstreckt, ist mit dem Zuführströmungsdurchlass W11 verbunden. Das unter dem hohen Druck stehende CNG wird von dem in 1 dargestellten Gaskraftstofftank 11 zu dem Zuführströmungsdurchlass W13 geführt. Daher wird das CNG mit dem hohen Druck durch den Zuführströmungsdurchlass W13 zu dem Zuführströmungsdurchlass W11 geführt. In der vorliegenden Ausführungsform dient der Zuführströmungsdurchlass W11 als ein Zweit-Fluid-Durchlass (das heißt, ein Durchlass für das zweite Fluid).
Wie in 2 gezeigt, bildet ein Spalt, welcher zwischen einer Innenumfangsfläche des Ventilelementaufnahmelochs 22 und der Außenumfangsfläche des Ventilelements 30 ausgebildet ist, eine Reservoirkammer S11. Ein Zuführströmungsdurchlass W12, der sich entlang einer rechten Wand des Ventilkörpers 20 erstreckt, ist mit der Reservoirkammer S11 verbunden. Der Dieselkraftstoff mit dem hohen Druck wird von der in 1 dargestellten Flüssigkraftstoffpumpe 14 in den Zuführströmungsdurchlass W12 geführt.
Wie in 2 gezeigt, ist ein Sperrventil 60 in der Mitte des Zuführströmungsdurchlasses W12 installiert. Das Sperrventil 60 ermöglicht eine Strömung des Dieselkraftstoffs aus dem Zuführströmungsdurchlass W12 hin zu der Reservoirkammer S11 und verhindert eine Rückströmung des Dieselkraftstoffs aus der Reservoirkammer S11 hin zu dem Zuführströmungsdurchlass W12.
Ein Einspritzloch 26 ist in der Mitte des distalen Endabschnitts des Ventilkörpers 20 ausgebildet, so dass sich das Einspritzloch 26 von dem Ventilelementaufnahmeloch 21 zu einer Außenseite des Ventilkörpers 20 erstreckt. In der Fluideinspritzvorrichtung 10 werden das CNG und der Dieselkraftstoff aus dem Einspritzloch 26 in den in 1 dargestellten Zylinder 17 eingespritzt. An der Innenumfangsfläche des Ventilelementaufnahmelochs 21 ist an einer Stelle, an der sich der distale Endabschnitt des Ventilkörpers 20 befindet, eine konische Oberfläche 27 ausgebildet, welche eine konische Gestalt besitzt, die auf die Achse m1 zentriert ist. Die konische Oberfläche 27 verjüngt sich in Richtung hin zu dem Einspritzloch 26, so dass ein Durchmesser der konischen Oberfläche 27 in Richtung hin zu dem Einspritzloch 26 progressiv abnimmt.
Das Ventilelement 30 ist in einer mit einem Boden versehenen, zylindrischen Rohrform gestaltet, welche auf die Achse m1 zentriert ist. Ein distaler Endabschnitt des Ventilelements 30 ist in einer konischen Form gestaltet, welche auf die Achse m1 zentriert ist. Eine konische Oberfläche 35, welche am distalen Endabschnitt des Ventilelements 30 ausgebildet ist, ist derart angeordnet, dass die konische Oberfläche 35 der konischen Oberfläche 27 des Ventilkörpers 20 gegenüberliegt. An der konischen Oberfläche 35 ist eine ringförmige Nut bzw. Ringnut 34 ausgebildet, welche in einer auf die Achse m1 zentrierten Ringform gestaltet ist. Die konische Oberfläche 35 des Ventilelements 30 ist in zwei Oberflächen 35a, 35b unterteilt, wobei die Ringnut 34 eine Grenze zwischen den Oberflächen 35a, 35b bildet. Im Folgenden wird die Oberfläche 35a als ein erster Ventilabschnitt 35a bezeichnet und die andere Oberfläche 35b wird als ein zweiter Ventilabschnitt 35b bezeichnet.
Ein Abschnitt des Ventilelements 30, der sich auf der Oberseite der konischen Oberfläche 35 befindet, bildet einen zylindrischen, rohrförmigen Abschnitt 30a, welcher in einer zylindrischen Rohrform gestaltet ist, welche auf die Achse m1 zentriert ist. Ein Außendurchmesser eines unteren Abschnitts des zylindrischen rohrförmigen Abschnitts 30a ist kleiner als ein Außendurchmesser sowohl eines mittleren Abschnitts als auch eines oberen Abschnitts des zylindrischen rohrförmigen Abschnitts 30a. Daher ist an einer Grenze zwischen dem unteren Abschnitt des zylindrischen rohrförmigen Abschnitts 30a und dem mittleren Abschnitt des zylindrischen rohrförmigen Abschnitts 30a eine gestufte Oberfläche bzw. Stufenfläche 36 ausgebildet.
Das Ventilelement 30 ist von dem verschiebbaren Dichtungsabschnitt 40 getragen, welcher auf der Innenseite des Ventilelementaufnahmelochs 22 aufgenommen ist, so dass das Ventilelement 30 entlang der Achse m1 verschiebbar ist. Der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 ist in einer Kreisringform gestaltet, welche auf die Achse m1 zentriert ist. Die Außenumfangsfläche des Ventilelements 30 steht gleitend mit einer Innenumfangsfläche des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 in Kontakt. Ein Außendurchmesser des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 ist größer als der Innendurchmesser des Ventilelementaufnahmelochs 21. Wenn die Bodenfläche 41 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 mit dem an der Bodenfläche 220 des Ventilelementaufnahmelochs 22 des Ventilkörpers 20 ausgebildeten Vorsprung 221 in Kontakt kommt, wird daher eine Abwärtsbewegung des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40, das heißt, eine Bewegung des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 in Richtung hin zu dem Zuführströmungsdurchlass W11, beschränkt. In der vorliegenden Ausführungsform dient die Bodenfläche 220 des Ventilelementaufnahmelochs 22 des Ventilkörpers 20 als ein Anschlag, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser die Verschiebung des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 beschränkt. Zwischen einer Außenumfangsfläche des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 und der Innenumfangsfläche des Ventilelementaufnahmelochs 22 des Ventilkörpers 20 ist ein Spalt ausgebildet. Dieser Spalt ist größer als ein Spalt, der zwischen der Innenumfangsfläche des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 und der Außenumfangsfläche des Ventilelements 30 ausgebildet ist.
Ein oberer Endabschnitt des Ventilelements 30 ist in dem Ventilelementaufnahmeloch 23 aufgenommen. Ein Flansch 37 ist an der Außenumfangsfläche des Ventilelements 30 an einer Stelle ausgebildet, die sich an der Unterseite des Abschnitts des Ventilelements 30 befindet, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser in dem Ventilelementaufnahmeloch 23 aufgenommen ist. Eine Feder 50 ist in einem komprimierten Zustand zwischen dem Flansch 37 und einer oberen Fläche 222 des Ventilelementaufnahmelochs 22 aufgenommen. Die Feder 50 übt eine Vorspannkraft gegen das Ventilelement 30 in Richtung hin zu der konischen Oberfläche 27 des Ventilkörpers 20 aus, das heißt, in eine Ventilschließrichtung des Ventilelements 30. Eine Feder 51 ist in einem komprimierten Zustand zwischen dem Flansch 37 und einer oberen Fläche 42 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 aufgenommen. Die Feder 51 übt eine Vorspannkraft gegen den verschiebbaren Dichtungsabschnitt 40 in Richtung hin zu dem Vorsprung 221 des Ventilkörpers 20 aus. In der vorliegenden Ausführungsform dienen die Federn 50, 51 jeweils als ein Vorspannelement.
Auf der Innenseite des Ventilelements 30 ist ein innerer Strömungsdurchlass 31 derart ausgebildet, dass sich der innere Strömungsdurchlass 31 entlang der Achse m1 erstreckt. Eine Mehrzahl von Einführströmungsdurchlässen 32 sind an dem Ventilelement 30 derart ausgebildet, dass sich jeder der Einführströmungsdurchlässe 32 durch das Ventilelement 30 von der Außenumfangsfläche des Ventilelements 30, welche der Reservoirkammer S11 zugewandt ist, zu dem inneren Strömungsdurchlass 31 erstreckt. Eine Mehrzahl von Einführströmungsdurchlässen 33 sind an dem distalen Endabschnitt des Ventilelements 30 derart ausgebildet, dass sich jeder der Einführströmungsdurchlässe 33 von der Ringnut 34 zu einer Innenumfangsfläche des inneren Strömungsdurchlasses 31 erstreckt. Bei der vorstehend beschriebenen Struktur wird der in der Reservoirkammer S11 gespeicherte Dieselkraftstoff durch die Einführströmungsdurchlässe 32, den inneren Strömungsdurchlass 31 und die Einführströmungsdurchlässe 33 zu der Ringnut 34 geführt.
An einer Innenumfangsfläche eines oberen Endabschnitts des inneren Strömungsdurchlasses 31 des Ventilelements 30 ist ein Passelement 70 angebracht bzw. gepasst. Das Passelement 70 besitzt ein Strömungsbeschränkungsloch 71, das sich durch das Passelement 70 entlang der Achse m1 erstreckt. Der innere Strömungsdurchlass 31 des Ventilelements 30 steht über das Strömungsbeschränkungsloch 71 des Passelements 70 mit dem inneren Raum S10 des Ventilelementaufnahmelochs 23 in Verbindung. Der Dieselkraftstoff in dem inneren Strömungsdurchlass 31 wird durch das Strömungsbeschränkungsloch 71 im Druck herabgesetzt und strömt in den inneren Raum S10 des Ventilelementaufnahmelochs 23. Im Folgenden wird der innere Raum S10 des Ventilelementaufnahmelochs 23 als eine Steuerungskammer S10 bezeichnet. Der Druck des Dieselkraftstoffs, der sich in der Steuerungskammer S10 befindet, wird auf eine obere Endoberfläche 38 des Ventilelements 30 aufgebracht. Das Ventilelement 30 führt seine Öffnungs-/Schließbewegung gemäß dem Druck des sich in der Steuerungskammer S10 befindlichen Dieselkraftstoffs aus.
An dem Ventilkörper 20 ist eine Niederdruckkammer S12 ausgebildet, welche über ein Strömungsbeschränkungsloch 25 mit der Steuerungskammer S10 in Verbindung steht. Der Dieselkraftstoff, der sich in der Steuerungskammer S10 befindet, wird durch das Strömungsbeschränkungsloch 25 im Druck herabgesetzt und strömt in die Niederdruckkammer S12. In der Niederdruckkammer S12 ist ein Steuerungsventil 90 installiert. Das Steuerungsventil 90 ist derart konfiguriert, dass dieses im Ansprechen auf eine äußere Kraft, die von der in 1 dargestellten Antriebsvorrichtung 15 auf das Steuerungsventil 90 ausgeübt wird, entlang der Achse m1 verschoben wird, um das Strömungsbeschränkungsloch 25 zu öffnen und zu schließen. Der Druck des in der Steuerungskammer S10 vorhandenen Dieselkraftstoffs ändert sich im Ansprechen auf das Öffnen/Schließen des Strömungsbeschränkungslochs 25, und dadurch führt das Ventilelement 30 die Ventilöffnungs-/-schließbewegung davon aus.
Nachfolgend wird ein beispielhafter Betrieb der Fluideinspritzvorrichtung 10 spezifisch beschrieben.
Wie in 3 gezeigt, wird in einem Zustand, in dem das Steuerungsventil 90 das Strömungsbeschränkungsloch 25 schließt, wenn der Druck des Dieselkraftstoffs in der Reservoirkammer S11 niedrig ist, der Dieselkraftstoff, der von der Flüssigkraftstoffpumpe 14 zugeführt wird und den hohen Druck besitzt, der Reservoirkammer S11 durch den Zuführströmungsdurchlass W12 zugeführt. Der Dieselkraftstoff, der den hohen Druck besitzt und zu der Reservoirkammer S11 geführt wird, strömt durch die Einführströmungsdurchlässe 32 und den inneren Strömungsdurchlass 31 des Ventilelements 30 und das Strömungsbeschränkungsloch 71 des Passelements 70 in die Steuerungskammer S10. Daher wird der Druck des Dieselkraftstoffs in der Steuerungskammer S10 erhöht. Wenn der Druck des Dieselkraftstoffs in der Steuerungskammer S10 auf die Druckaufnahmefläche 38 des Ventilelements 30 aufgebracht wird, wird auf das Ventilelement 30 eine Vorspannkraft zum Vorspannen des Ventilelements 30 in Richtung hin zu der konischen Oberfläche 27 des Ventilkörpers 20 aufgebracht. Daher werden der erste Ventilabschnitt 35a und der zweite Ventilabschnitt 35b des Ventilelements 30 mit der konischen Oberfläche 27 des Ventilkörpers 20 in Anlage gebracht. Insbesondere wird das Ventilelement 30 in den Ventilschließzustand versetzt. Im Folgenden wird ein Oberflächenbereich der konischen Oberfläche 27 des Ventilkörpers 20, mit dem der erste Ventilabschnitt 35a des Ventilelements 30 in Anlage gebracht wird, als ein erster Ventilsitz 27a bezeichnet, und ein anderer Oberflächenbereich der konischen Oberfläche 27, mit dem der zweite Ventilabschnitt 35b des Ventilelements 30 in Anlage gebracht wird, wird als ein zweiter Ventilsitz 27b bezeichnet. In dem Ventilschließzustand des Ventilelements 30 sind ein zwischen dem Ventilabschnitt 35a des Ventilelements 30 und der konischen Oberfläche 27 des Ventilkörpers 20 ausgebildeter Spalt und ein zwischen dem Ventilabschnitt 35b des Ventilelements 30 und der konischen Oberfläche 27 des Ventilkörpers 20 ausgebildeter Spalt beide geschlossen, so dass das CNG, welches zu dem Zuführströmungsdurchlass W11 geführt wird, und der Dieselkraftstoff, welcher in der Reservoirkammer S11 gespeichert ist, nicht aus dem Einspritzloch 26 eingespritzt werden.
Darüber hinaus steht die Bodenfläche 41 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 in dem Ventilschließzustand des Ventilelements 30 aufgrund des Aufbringens der Vorspannkraft der Feder 51 gegen den verschiebbaren Dichtungsabschnitt 40 mit dem Vorsprung 221 des Ventilkörpers 20 rund um die Achse m1 in engem Kontakt, so dass die Kommunikation zwischen dem Zuführströmungsdurchlass W11 und der Reservoirkammer S11 blockiert ist. Insbesondere werden sowohl eine Leckage von CNG aus dem Zuführströmungsdurchlass W11 in die Reservoirkammer S11 als auch eine Leckage des Dieselkraftstoffs aus der Reservoirkammer S11 in den Zuführströmungsdurchlass W11 beschränkt. In dem Ventilschließzustand des Ventilelements 30 befindet sich das CNG auf der Innenseite des Vorsprungs 221. Darüber hinaus steht ein Spalt, welcher zwischen einer Außenumfangsfläche des Vorsprungs 221 und der Innenumfangsfläche des Ventilelementaufnahmelochs 22 des Ventilkörpers 20 ausgebildet ist, über den Spalt, welcher zwischen der Außenumfangsfläche des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 und der Innenumfangsfläche des Ventilelementaufnahmelochs 22 des Ventilkörpers 20 ausgebildet ist, mit der Reservoirkammer S11 in Verbindung. Daher befindet sich der Dieselkraftstoff auf der Außenseite des Vorsprungs 221.
Das Sperrventil 60 wird in den Ventilschließzustand versetzt, wenn der Druck des Dieselkraftstoffs in der Reservoirkammer S11 im Ansprechen auf das Einströmen des Dieselkraftstoffs, der von der Flüssigkraftstoffpumpe 14 zugeführt wird und den hohen Druck besitzt, durch den Zuführströmungsdurchlass W12 in die Reservoirkammer S11 erhöht wird. Daher wird ein Raum, welcher durch die Reservoirkammer S11, den inneren Strömungsdurchlass 31 des Ventilelements 30 und die Steuerungskammer S10 ausgebildet ist, zu einem geschlossenen Raum. Folglich wird der durch diese Elemente gebildete Raum zu einer flüssigkeitsdichten Kammer S30, in welcher der Dieselkraftstoff flüssigkeitsdicht gespeichert ist.
Zu der Zeit eines Umschaltens des Ventilelements 30 von dem in 3 gezeigten Ventilschließzustand auf den Ventilöffnungszustand verschiebt die in 1 gezeigte Antriebsvorrichtung 15 das Steuerungsventil 90 in der Aufwärtsrichtung. Wie in 2 gezeigt, wird das Strömungsbeschränkungsloch 25 in den offenen Zustand versetzt, wenn das Steuerungsventil 90 in der Aufwärtsrichtung verschoben wird. Daher strömt der Dieselkraftstoff von der Steuerungskammer S10 durch das Strömungsbeschränkungsloch 25 in die Niederdruckkammer S12, so dass der Druck des Dieselkraftstoffs in der Steuerungskammer S10 reduziert wird. Dabei ist ein Druck, welcher durch den Druck des in der Steuerungskammer S10 befindlichen Dieselkraftstoffs und die Vorspannkraft der Feder 50 auf das Ventilelement 30 wirkt, als ein erster Druck definiert. Darüber hinaus wird ein Druck, welcher durch den Druck des in der Reservoirkammer S11 und der Ringnut 34 befindlichen Dieselkraftstoffs, den auf die Stufenfläche 36 aufgebrachten Druck des CNG und die Vorspannkraft der Feder 51 auf das Ventilelement 30 wirkt, als ein zweiter Druck definiert. Ein Differenzdruck zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck übt eine Aufwärtskraft bzw. eine nach oben gerichtete Kraft auf das Ventilelement 30 aus, so dass das Ventilelement 30 in der Aufwärtsrichtung angehoben wird. Infolgedessen werden, wie in 2 dargestellt, der erste Ventilabschnitt 35a und der zweite Ventilabschnitt 35b des Ventilelements 30 entsprechend von dem ersten Ventilsitz 27a und dem zweiten Ventilsitz 27b des Ventilkörpers 20 abgehoben. Insbesondere werden der erste Ventilabschnitt 35a und der zweite Ventilabschnitt 35b im Ansprechen auf die Verschiebung des Ventilelements 30 integral verschoben, so dass das Ventilelement 30 geöffnet und dadurch in den Ventilöffnungszustand versetzt wird. Wenn das Ventilelement 30 in den Ventilöffnungszustand versetzt wird, wird ein erster Einspritzströmungsdurchlass W21 zwischen dem ersten Ventilabschnitt 35a des Ventilelements 30 und dem ersten Ventilsitz 27a des Ventilkörpers 20 ausgebildet, und ein zweiter Einspritzströmungsdurchlass W22 wird zwischen dem zweiten Ventilabschnitt 35b des Ventilelements 30 und dem zweiten Ventilsitz 27b des Ventilkörpers 20 ausgebildet. Daher wird der Dieselkraftstoff, welcher zu der Ringnut 34 des Ventilelements 30 geführt wird, durch den ersten Einspritzströmungsdurchlass W21 von dem Einspritzloch 26 eingespritzt. Außerdem wird das CNG, welches zu dem Zuführströmungsdurchlass W11 geführt wird, durch den zweiten Einspritzströmungsdurchlass W22 und den ersten Einspritzströmungsdurchlass W21 von dem Einspritzloch 26 eingespritzt.
Wenn der Druck des Dieselkraftstoffs in der Reservoirkammer S11 im Ansprechen auf die Einspritzung des Dieselkraftstoffs aus dem Einspritzloch 26 reduziert wird, wird darüber hinaus das Sperrventil 60 geöffnet und dadurch in den Ventilöffnungszustand versetzt, und dieser Ventilöffnungszustand des Sperrventils 60 wird aufrechterhalten. Daher wird der Dieselkraftstoff in dem Zuführströmungsdurchlass W12 kontinuierlich zu der Reservoirkammer S11 geführt.
Wenn das Ventilelement 30 in den Ventilöffnungszustand versetzt ist, ist eine resultierende Kraft aus dem Druck des Dieselkraftstoffs, welcher auf die obere Fläche 42 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 wirkt, und der Vorspannkraft der Feder 51 größer als der Druck des CNG, welcher auf die Bodenfläche 41 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 wirkt. Daher wird die Bodenfläche 41 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 in engem Kontakt mit dem Vorsprung 221 des Ventilkörpers 20 gehalten, so dass die Kommunikation zwischen dem Zuführströmungsdurchlass W11 und der Reservoirkammer S11 blockiert ist.
Wenn der Betrieb des Fahrzeugs gestoppt wird, wird die Fluideinspritzvorrichtung 10 in den in 3 gezeigten Ventilschließzustand versetzt. Außerdem wird in dem Fluideinspritzsystem 1 das in 1 gezeigte An-Aus-Ventil 13 in den Ventilschließzustand versetzt, und die Flüssigkraftstoffpumpe 14 wird gestoppt. Somit wird das Fluideinspritzsystem 1 in einen Nicht-Betriebs-Zustand versetzt, in dem die Zufuhr sowohl des CNG als auch des Dieselkraftstoffs zu der Fluideinspritzvorrichtung 10 blockiert ist. Wenn die Fluideinspritzvorrichtung 10, die sich in dem Nicht-Betriebs-Zustand befand, im Ansprechen auf den Start des Betriebs des Fahrzeugs angesteuert wird, besteht eine Möglichkeit, dass das Ventilelement 30 unbeabsichtigt geöffnet wird.
Insbesondere wird der Fluideinspritzvorrichtung 10 das CNG basierend auf dem Druck des Gaskraftstofftanks 11 zugeführt. Daher wird das CNG mit dem hohen Druck zu der Fluideinspritzvorrichtung 10 geführt, wenn das An-Aus-Ventil 13 im Ansprechen auf den Start des Betriebs des Fahrzeugs geöffnet wird, unabhängig vom Betriebszustand der Dieselmaschine. Im Gegensatz dazu wird der Dieselkraftstoff durch die Flüssigkraftstoffpumpe 14, welche basierend auf der Antriebskraft der Dieselmaschine angetrieben wird, zu der Fluideinspritzvorrichtung 10 gefördert. Daher besteht eine Möglichkeit, dass der Druck des zu der Fluideinspritzvorrichtung 10 geführten Dieselkraftstoffs während eines Zeitraums, der von einem Zeitpunkt des Beginns des Antriebs der Dieselmaschine im Ansprechen auf den Start des Betriebs des Fahrzeugs bis zu einem Zeitpunkt des Erreichens des normalen Betriebszustands der Flüssigkraftstoffpumpe 14 reicht, niedriger ist als dieser einer normalen Betriebszeit der Flüssigkraftstoffpumpe 14. In dem in 3 dargestellten Ventilschließzustand wird der Druck des CNG in dem Zuführströmungsdurchlass W11 erhöht, falls der Druck des CNG aufgrund des vorstehend beschriebenen Faktors früher erhöht wird als der Druck des Dieselkraftstoffs. Daher wird der Druck des CNG, welcher auf die Stufenfläche 36 des Ventilelements 30 aufgebracht wird, erhöht. Der Druck des CNG, welcher auf die Stufenfläche 36 des Ventilelements 30 aufgebracht wird, entspricht einer Kraft, welche das Ventilelement 30 in die Ventilöffnungsrichtung drängt. Daher besteht die Gefahr einer ungewollten Verschiebung des Ventilelements 30 in die Ventilöffnungsrichtung. Wenn das Ventilelement 30 ungewollt geöffnet wird, besteht eine Möglichkeit, dass der Dieselkraftstoff und das CNG fälschlicherweise eingespritzt werden.
Mit Bezug auf diesen Punkt wird in der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Druck des CNG früher erhöht wird als der Druck des Dieselkraftstoffs in dem in 3 dargestellten Ventilschließzustand, der Druck des CNG in dem Zuführströmungsdurchlass W11 erhöht. Daher wird eine Kraft, welche die Bodenfläche 41 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 in die Aufwärtsrichtung drückt, erhöht. Daher wird, wie in 4 dargestellt, der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 in der Aufwärtsrichtung verschoben. Wenn der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 in der Aufwärtsrichtung verschoben wird, wird der Druck des Dieselkraftstoffs, welcher in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 flüssigkeitsdicht eingeschlossen ist, erhöht. Wenn der Druck des Dieselkraftstoffs in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 erhöht wird, wird der Druck des Dieselkraftstoffs in der Steuerungskammer S10, welche dem Teil der flüssigkeitsdichten Kammer S30 entspricht, erhöht. Daher wird eine Kraft, welche die Druckaufnahmefläche 38 des Ventilelements 30 in die Abwärtsrichtung drückt, erhöht. Wenn der Druck des Dieselkraftstoffs in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 erhöht wird, wird darüber hinaus auch eine Kraft, welche die obere Fläche 42 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 in die Abwärtsrichtung drückt, erhöht. Wenn die Kraft, welche die Bodenfläche 41 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 in die Aufwärtsrichtung drückt, und die Kraft, welche die obere Fläche 42 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 in die Abwärtsrichtung drückt, ausgeglichen sind, wird folglich eine weitere Verschiebung des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 gestoppt.
Darüber hinaus ist, wie in 4 gezeigt, die Bodenfläche 41 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 von dem Vorsprung 221 des Ventilkörpers 20 beabstandet, wenn der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 in der Aufwärtsrichtung verschoben ist. Daher bildet sich ein Spalt zwischen der Bodenfläche 41 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 und dem Vorsprung 221 des Ventilkörpers 20. Somit strömt das in dem Zuführströmungsdurchlass W11 strömende CNG in den Spalt, der zwischen der Bodenfläche 41 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 und dem Vorsprung 221 des Ventilkörpers 20 ausgebildet ist, um den Dieselkraftstoff zu verdrängen, der sich in dem zwischen der Außenumfangsfläche des Vorsprungs 221 und der Innenumfangsfläche des Ventilelementaufnahmelochs 22 des Ventilkörpers 20 ausgebildeten Spalt befindet. Insbesondere wird der Druck des CNG in dem Zuführströmungsdurchlass W11 direkt auf den Dieselkraftstoff in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 aufgebracht, so dass der Druck des Dieselkraftstoffs in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 erhöht wird. Folglich werden der Druck des CNG in dem Zuführströmungsdurchlass W11 und der Druck des Dieselkraftstoffs in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 an- bzw. ausgeglichen. Wie vorstehend erörtert, dient der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 der vorliegenden Ausführungsform auch als ein Druckregler, welcher den Druck des Dieselkraftstoffs im Ansprechen auf den Anstieg des Drucks des CNG in dem Zustand, in dem das Ventilelement 30 in den Ventilschließzustand versetzt ist, erhöht.
Wenn der Druck des Dieselkraftstoffs in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 aufgrund der Verschiebung des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 und des direkten Aufbringens des Drucks von dem CNG erhöht wird, wird der Druck in der Steuerungskammer S10, welche dem Teil der flüssigkeitsdichten Kammer S30 entspricht, erhöht. Daher wird die Kraft, welche die Druckaufnahmefläche 38 des Ventilelements 30 in die Abwärtsrichtung drückt, erhöht. Insbesondere wird die Kraft, welche das Ventilelement 30 in die Ventilschließrichtung drückt, erhöht. Daher wird das Ventilelement 30 in dem Ventilschließzustand gehalten, selbst wenn nur der Druck des CNG in der frühen Phase erhöht wird, wie in 4 gezeigt.
Die Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorstehend erörterten vorliegenden Ausführungsform kann die nachstehend unter (1) bis (7) angegebenen Wirkungen und Vorteile erreichen.

(1) Der erste Ventilabschnitt 35a und der zweite Ventilabschnitt 35b sind an dem einen Ventilelement 30 ausgebildet, so dass die Struktur im Vergleich zu einer Struktur, bei welcher ein Ventilelement für das CNG und ein Ventilelement für den Dieselkraftstoff separat bereitgestellt sind, vereinfacht werden kann. Darüber hinaus wird in dem Fall, in dem der Druck des CNG in dem Ventilschließzustand des Ventilelements 30 früher erhöht wird als der Druck des Dieselkraftstoffs, der Druck des Dieselkraftstoffs aufgrund der Verschiebung des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 erhöht. Daher ist es möglich, das Aufbringen der externen Kraft auf das Ventilelement 30 in der Ventilöffnungsrichtung basierend auf dem Differenzdruck zwischen dem Dieselkraftstoff und dem CNG zu vermeiden, und dadurch ist es möglich, die ungewollte Ventilöffnung des Ventilelements 30 zu beschränken.
(2) Der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 umfasst die obere Fläche 42, welche dem in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 vorhandenen Dieselkraftstoff zugewandt ist, und die Bodenfläche 41, welche entgegengesetzt zu der oberen Fläche 42 angeordnet und dem in dem Zuführströmungsdurchlass W11 vorhandenen CNG zugewandt ist. In der vorliegenden Ausführungsform dient die obere Fläche 42 als eine erste Kontaktfläche, und die Bodenfläche 41 dient als eine zweite Kontaktfläche. Der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 dient als ein beweglicher Körper, welcher basierend auf einer Differenz zwischen dem Druck des in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 vorhandenen Dieselkraftstoffs und dem Druck des in dem Zuführströmungsdurchlass W11 vorhandenen CNG verschoben wird. Der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 wird in Richtung hin zu der flüssigkeitsdichten Kammer S30 verschoben und erhöht dadurch den Druck des in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 vorhandenen Dieselkraftstoffs, wenn der Druck des CNG früher erhöht wird als der Druck des Dieselkraftstoffs. Mit der vorstehenden Struktur kann der Druck des Dieselkraftstoffs in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 auf einfache Art und Weise erhöht werden.
(3) Der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 wird durch die Feder 51 in Richtung hin zu dem Zuführströmungsdurchlass W11 vorgespannt. Da der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 zu der Zeit eines Betriebsstopps der Fluideinspritzvorrichtung 10 durch die Feder 51 in Richtung hin zu dem Zuführströmungsdurchlass W11 vorgespannt wird, ist es möglich, einen Hub zum Verschieben des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 hin zu der flüssigkeitsdichten Kammer S30 sicherzustellen. Da der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 zu der Zeit eines Betriebsstarts der Fluideinspritzvorrichtung 10 geeigneter in Richtung hin zu der flüssigkeitsdichten Kammer S30 verschoben werden kann, kann der Druck des Dieselkraftstoffs in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 zuverlässiger erhöht werden.
(4) Der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 ist als ein in einer Ringform gestaltetes Ringelement ausgebildet und im Inneren des Ventilkörpers 20 derart aufgenommen, dass die Außenumfangsfläche des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 relativ zu der Innenumfangsfläche des Ventilkörpers 20 verschiebbar ist und die Innenumfangsfläche des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 relativ zu der Außenumfangsfläche des Ventilelements 30 verschiebbar ist. Mit dieser Struktur kann eine Querschnittsfläche des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 senkrecht zur Achse m1 so weit wie möglich vergrößert werden, so dass der Kontaktflächenbereich des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40, welcher mit dem Dieselkraftstoff in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 in Kontakt steht, vergrößert ist. Somit ist es möglich, den Oberflächenbereich des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 zu vergrößern, welcher den Druck auf den in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 vorhandenen Dieselkraftstoff aufbringen kann, wenn der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 basierend auf dem Druck des CNG in dem Zuführströmungsdurchlass W11 verschoben wird. Infolgedessen kann der Druck des Dieselkraftstoffs in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 erhöht werden, selbst wenn der Betrag der Verschiebung des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 gering ist. Da das Ventilelement 30 durch den verschiebbaren Dichtungsabschnitt 40 getragen bzw. gestützt werden kann, kann darüber hinaus die Struktur der Fluideinspritzvorrichtung 10 im Vergleich zu einem Fall, in dem ein spezielles Element zum Tragen des Ventilelements 30 separat bereitgestellt ist, vereinfacht werden.
(5) In dem Ventilkörper 20 dient die Bodenfläche 220 des Ventilelementaufnahmelochs 22 als der Anschlag, welcher die Verschiebung des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 hin zu dem Zuführströmungsdurchlass W11 beschränkt. Der Vorsprung 221, welcher in der auf die Achse m1 zentrierten Ringform gestaltet ist, ist an der Bodenfläche 220 des Ventilelementaufnahmelochs 22 ausgebildet. Der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 steht rund um die Achse m1 mit dem Vorsprung 221 in Kontakt. Mit dieser Struktur steht der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 zu der Zeit eines normalen Betriebs der Fluideinspritzvorrichtung 10 basierend auf: dem Differenzdrucks zwischen dem Druck des CNG in dem Zuführströmungsdurchlass W11 und dem Druck des Dieselkraftstoffs in der Reservoirkammer S11; sowie der Vorspannkraft der Feder 51, mit dem Vorsprung 221 in Kontakt. Daher ist es möglich, die Leckage des Dieselkraftstoffs in den Zuführströmungsdurchlass W11 durch den Spalt zu beschränken, welcher zwischen der Außenumfangsfläche des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 und der Innenumfangsfläche des Ventilelementaufnahmelochs 22 des Ventilkörpers 20 ausgebildet ist.
(6) Der zwischen der Außenumfangsfläche des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 und der Innenumfangsfläche des Ventilelementaufnahmelochs 22 des Ventilkörpers 20 ausgebildete Spalt ist größer als der zwischen der Innenumfangsfläche des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 und der Außenumfangsfläche des Ventilelements 30 ausgebildete Spalt. Somit kann ein aus der Bearbeitungsgenauigkeit resultierender Maßfehler des Außendurchmessers des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 und ein aus der Bearbeitungsgenauigkeit resultierender Maßfehler des Innendurchmessers des Ventilkörpers 20 durch den zwischen der Außenumfangsfläche des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 und der Innenumfangsfläche des Ventilelementaufnahmelochs 22 des Ventilkörpers 20 ausgebildeten Spalt absorbiert werden. Daher ist die gleichmäßige Verschiebung des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 relativ zu dem Ventilkörper 20 möglich.
(7) Die Fluideinspritzvorrichtung 10 umfasst: den Zuführströmungsdurchlass W12, welcher den Dieselkraftstoff zu der flüssigkeitsdichten Kammer S30 führt; und das Sperrventil 60, welches die Strömung des Dieselkraftstoffs von der flüssigkeitsdichten Kammer S30 in Richtung hin zu dem Zuführströmungsdurchlass W12 beschränkt. Das Ventilelement 30 besitzt die Druckaufnahmefläche 38, auf die der Druck des in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 eingeschlossenen Dieselkraftstoffs als die Kraft in der Ventilschließrichtung aufgebracht wird. Mit dieser Struktur kann der Druck des Dieselkraftstoffs in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 effizient erhöht werden, wenn der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 hin zu der flüssigkeitsdichten Kammer S30 verschoben wird.

(Zweite Ausführungsform)
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der Fluideinspritzvorrichtung 10 beschrieben. Im Folgenden werden hauptsächlich Unterschiede zur Fluideinspritzvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform beschrieben.
Wie in 5 gezeigt, ist bei der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 am Ventilkörper 20 fixiert. Die Außenumfangsfläche des Ventilelements 30 berührt gleitend eine Innenumfangsfläche des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40. Der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 trägt das Ventilelement 30 derart, dass das Ventilelement 30 in der Axialrichtung der Achse m1 verschiebbar ist bzw. gleiten kann.
Der Ventilkörper 20 umfasst: ein Aufnahmeloch 28 für einen beweglichen Körper, in dem ein beweglicher Körper 80 aufgenommen ist; eine erste Kammer S41 mit reduziertem Durchmesser, welche an einem oberen Endabschnitt des Aufnahmelochs 28 für den beweglichen Körper als ein Abschnitt ausgebildet ist, der einen kleineren Innendurchmesser besitzt als ein Innendurchmesser des Aufnahmelochs 28 für den beweglichen Körper; und eine zweite Kammer S42 mit reduziertem Durchmesser, welche an einem unteren Endabschnitt des Aufnahmelochs 28 für den beweglichen Körper als ein Abschnitt ausgebildet ist, welcher einen kleineren Innendurchmesser besitzt als der Innendurchmesser des Aufnahmelochs 28 für den beweglichen Körper.
Eine Außenumfangsfläche des beweglichen Körpers 80 steht in öldichtem Kontakt mit einer Innenumfangsfläche des Aufnahmelochs 28 für den beweglichen Körper und ist relativ zu dieser verschiebbar. Der bewegliche Körper 80 wird durch eine Vorspannkraft einer Feder 81, die in dem Aufnahmeloch 28 für den beweglichen Körper und in der zweiten Kammer S42 mit reduziertem Durchmesser installiert ist, in Richtung hin zu einer oberen Fläche des Aufnahmelochs 28 für den beweglichen Körper gedrückt bzw. vorgespannt.
Das in dem Zuführströmungsdurchlass W13 strömende CNG wird durch einen Einführströmungsdurchlass W31 in die erste Kammer S41 mit reduziertem Durchmesser geleitet. Der Druck des CNG, das in die erste Kammer mit reduziertem Durchmesser S41 eingeführt wird, wird auf eine obere Fläche 800 des beweglichen Körpers 80 aufgebracht. Der in der Reservoirkammer S11 gespeicherte Dieselkraftstoff wird durch einen Einführströmungsdurchlass W32 in die zweite Kammer S42 mit reduziertem Durchmesser geleitet. Der Druck des Dieselkraftstoffs, welcher durch die zweite Kammer S42 mit reduziertem Durchmesser in das Aufnahmeloch 28 für den beweglichen Körper geleitet wird, wirkt auf eine Bodenfläche 801 des beweglichen Körpers 80. In der vorliegenden Ausführungsform dient die Bodenfläche 801 des beweglichen Körpers 80 als eine erste Kontaktfläche, und die obere Fläche 800 des beweglichen Körpers 80 dient als eine zweite Kontaktfläche.
Nachfolgend wird ein beispielhafter Betrieb der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Wie in 6 gezeigt, wird in dem Zustand, in dem das Steuerungsventil 90 das Strömungsbeschränkungsloch 25 schließt, der Druck des Dieselkraftstoffs in der Steuerungskammer S10 auf das Ventilelement 30 in Richtung hin zu der konischen Oberfläche 27 des Ventilkörpers 20 aufgebracht, wie bei der Fluideinspritzvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform. Daher werden der erste Ventilabschnitt 35a und der zweite Ventilabschnitt 35b des Ventilelements 30 mit der konischen Oberfläche 27 des Ventilkörpers 20 in Anlage gebracht. Insbesondere wird das Ventilelement 30 in den Ventilschließzustand versetzt. In diesem Zustand bringt der Druck des Dieselkraftstoffs in der Reservoirkammer S11 das Sperrventil 60 in den Ventilschließzustand und bringt den beweglichen Körper 80 in Kontakt mit der oberen Fläche des Aufnahmelochs 28 für den beweglichen Körper. Daher wird ein Raum, welcher durch die Reservoirkammer S11, den inneren Strömungsdurchlass 31 des Ventilelements 30, die Steuerungskammer S10, die zweite Kammer S42 mit reduziertem Durchmesser und das Aufnahmeloch 28 für den beweglichen Körper gebildet ist, zu einem geschlossenen Raum. Infolgedessen wird der durch diese Elemente gebildete Raum zu einer flüssigkeitsdichten Kammer S30, in welcher der Dieselkraftstoff flüssigkeitsdicht gespeichert wird.
Zu der Zeit des Umschaltens des Ventilelements 30 von dem in 6 dargestellten Ventilschließzustand auf den Ventilöffnungszustand verschiebt die in 1 dargestellte Antriebsvorrichtung 15 das Steuerungsventil 90 in der Aufwärtsrichtung. Wenn das Steuerungsventil 90 in der Aufwärtsrichtung verschoben wird, wird das Strömungsbeschränkungsloch 25 in den offenen Zustand versetzt, wie in 5 gezeigt. Infolgedessen wird der Druck des Dieselkraftstoffs in der Steuerungskammer S10 reduziert, so dass das Ventilelement 30 in die Aufwärtsrichtung verschoben wird. Daher werden der erste Ventilabschnitt 35a und der zweite Ventilabschnitt 35b des Ventilelements 30 entsprechend von dem ersten Ventilsitz 27a und dem zweiten Ventilsitz 27b des Ventilkörpers 20 abgehoben. Somit werden der Dieselkraftstoff, welcher zu der Ringnut 34 des Ventilelements 30 geführt wird, und das CNG, welches zu dem Zuführströmungsdurchlass W11 geführt wird, aus dem Einspritzloch 26 eingespritzt.
Im Gegensatz dazu wird in der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform der Druck des CNG in der ersten Kammer S41 mit reduziertem Durchmesser erhöht, wenn der Druck des CNG in dem in 6 gezeigten Ventilschließzustand früher erhöht wird als der Druck des Dieselkraftstoffs. Daher wird eine Kraft, welche die obere Fläche 800 des beweglichen Körpers 80 in der Abwärtsrichtung vorspannt, erhöht. Wie in 7 dargestellt, wird der bewegliche Körper 80 daher in der Abwärtsrichtung verschoben. Wenn der bewegliche Körper 80 in der Abwärtsrichtung verschoben wird, erhöht sich der Druck des Dieselkraftstoffs, welcher in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 flüssigkeitsdicht eingeschlossen ist. Wenn der Druck des Dieselkraftstoffs in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 erhöht wird, wird der Druck des Dieselkraftstoffs in der Steuerungskammer S10, welche dem Teil der flüssigkeitsdichten Kammer S30 entspricht, erhöht. Daher wird eine Kraft, welche die Druckaufnahmefläche 38 des Ventilelements 30 in die Abwärtsrichtung drückt bzw. vorspannt, erhöht. Wenn der Druck des Dieselkraftstoffs in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 erhöht wird, wird darüber hinaus auch die Kraft, welche die Bodenfläche 801 des beweglichen Körpers 80 in die Aufwärtsrichtung drückt, erhöht. Wenn die Kraft, welche die obere Fläche 800 des beweglichen Körpers 80 in die Abwärtsrichtung drückt, und die Kraft, welche die Bodenfläche 801 des beweglichen Körpers 80 in die Aufwärtsrichtung drückt, im Gleichgewicht sind, wird folglich eine weitere Verschiebung des beweglichen Körpers 80 gestoppt.
Außerdem ist, wie in 7 gezeigt, die obere Fläche 800 des beweglichen Körpers 80 von der oberen Fläche des Aufnahmelochs 28 für den beweglichen Körper beabstandet, wenn der bewegliche Körper 80 in der Abwärtsrichtung verschoben wird. Daher ist zwischen der oberen Fläche 800 des beweglichen Körpers 80 und der oberen Fläche des Aufnahmelochs 28 für den beweglichen Körper ein Spalt ausgebildet. Somit strömt das CNG in der ersten Kammer S41 mit reduziertem Durchmesser in den Spalt zwischen der oberen Fläche 800 des beweglichen Körpers 80 und der oberen Fläche des Aufnahmelochs 28 für den beweglichen Körper und wird auf die gesamte obere Fläche 800 des beweglichen Körpers 80 aufgebracht, um den beweglichen Körper 80 in die Abwärtsrichtung zu drängen. Infolgedessen werden der Druck des CNG in dem Zuführströmungsdurchlass W11 und der Druck des Dieselkraftstoffs in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 ausgeglichen.
Wenn der Druck des Dieselkraftstoffs in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 im Ansprechen auf die Verschiebung des beweglichen Körpers 80 in der vorstehend beschriebenen Art und Weise erhöht wird, wird der Druck in der Steuerungskammer S10, welche dem Teil der flüssigkeitsdichten Kammer S30 entspricht, erhöht. Daher wird die Kraft, welche die Druckaufnahmefläche 38 des Ventilelements 30 in die Abwärtsrichtung drückt, erhöht. Insbesondere wird die Kraft, welche das Ventilelement 30 in die Ventilschließrichtung drückt, erhöht. Daher wird das Ventilelement 30 auch dann in dem Ventilschließzustand gehalten, wenn nur der Druck des CNG in der frühen Phase erhöht wird, wie in 7 gezeigt.
Die Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform kann Wirkungen und Vorteile erreichen, welche denen der Fluideinspritzvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform entsprechen oder ähnlich sind.
(Dritte Ausführungsform)
Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der Fluideinspritzvorrichtung 10 beschrieben. Im Folgenden werden vor allem Unterschiede zu der Fluideinspritzvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform beschrieben.
Wie in 8 gezeigt, unterscheidet sich die Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform von der Fluideinspritzvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform das elektromagnetische Ventil 150 umfasst, welches anstelle des Steuerungsventils 90 und der Steuerungskammer S10 bereitgestellt ist und als ein Abschnitt dient, welcher die Kraft auf das Ventilelement 30 zum Ausführen der Öffnungs-/Schließbewegung des Ventilelements 30 aufbringt.
Insbesondere ist ein Federaufnahmeloch 29 am Ventilkörper 20 derart ausgebildet, dass das Federaufnahmeloch 29 mit einem oberen Ende des Ventilelementaufnahmelochs 22 in Verbindung steht. Das Federaufnahmeloch 29 ist in einer zylindrischen Form gestaltet, welche auf die Achse m1 zentriert ist. Die Feder 50, welche das Ventilelement 30 in der Abwärtsrichtung, das heißt, die Ventilschließrichtung, vorspannt, ist in dem Federaufnahmeloch 29 aufgenommen.
Das elektromagnetische Ventil 150 umfasst: einen Anker 151, welcher an dem oberen Endabschnitt des Ventilelements 30 fixiert ist; und eine elektromagnetische Spule 152, welche an der Innenseite des Ventilkörpers 20 installiert ist. Wenn im elektromagnetischen Ventil 150 die elektromagnetische Spule 152 durch die Erregung der elektromagnetischen Spule 152 magnetisch erregt wird, wird der Anker 151 durch die elektromagnetische Kraft der elektromagnetischen Spule 152 magnetisch in die Aufwärtsrichtung gezogen. Wenn das Ventilelement 30 im Ansprechen auf das Aufbringen der Kraft auf das Ventilelement 30 in der Aufwärtsrichtung gegen die Vorspannkraft der Feder 50 verschoben wird, wird das Ventilelement 30 geöffnet und in den Ventilöffnungszustand versetzt. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht das elektromagnetische Ventil 150 der in 1 dargestellten Antriebsvorrichtung 15.
An einem unteren Teil des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 ist eine konische Oberfläche 43 ausgebildet, die in einer auf die Achse m1 zentrierten konischen Form gestaltet ist. Ein Außendurchmesser der konischen Oberfläche 43 ist in der Abwärtsrichtung progressiv reduziert bzw. wird immer kleiner.
An einem Abschnitt des Ventilkörpers 20, welcher der konischen Oberfläche 43 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 gegenüberliegt, ist ein Vorsprung 223 derart ausgebildet, dass der Vorsprung 223 von einer Innenumfangsfläche des Ventilelementaufnahmelochs 22 vorsteht. An dem Vorsprung 223 ist eine Kontaktfläche 224 ausgebildet, welche derart konfiguriert ist, dass diese mit der konischen Oberfläche 43 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 in Kontakt kommt. Die Kontaktfläche 224 ist in einer Kreisringform gestaltet, welche auf die Achse m1 zentriert ist. Daher ist die konische Oberfläche 43 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 derart konfiguriert, dass diese mit der Kontaktfläche 224 durch den Oberflächen-Zu-Oberflächen-Kontakt rund um die Achse m1 eng in Kontakt steht. Die Kommunikation zwischen dem Zuführströmungsdurchlass W11 und der Reservoirkammer S11 wird durch die vorstehend beschriebene Struktur blockiert.
In dem Ventilkörper 20 der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich der Zuführströmungsdurchlass W13, zu dem das unter dem hohen Druck stehende CNG geführt wird, von der Außenumfangsfläche des Ventilkörpers 20 zu dem Zuführströmungsdurchlass W11. Darüber hinaus ist der Zuführströmungsdurchlass W12, zu dem der Dieselkraftstoff mit dem hohen Druck geführt wird, derart ausgebildet, dass der Zuführströmungsdurchlass W12 mit dem oberen Ende des Federaufnahmelochs 29 in Verbindung steht. Das Sperrventil 60 ist in dem Zuführströmungsdurchlass W12 installiert.
Nachfolgend wird ein beispielhafter Betrieb der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
In dem Zustand, in dem die elektromagnetische Spule 152 nicht erregt ist, das heißt, in dem Zustand, in dem der Anker 151 nicht magnetisch zu der elektromagnetischen Spule 152 angezogen wird, wird das Ventilelement 30 durch die Vorspannkraft der Feder 50 in Richtung hin zu der konischen Oberfläche 27 des Ventilkörpers 20 gedrückt bzw. vorgespannt, wie in 9 gezeigt. Daher werden der erste Ventilabschnitt 35a und der zweite Ventilabschnitt 35b des Ventilelements 30 mit der konischen Oberfläche 27 des Ventilkörpers 20 in Anlage gebracht. Insbesondere wird das Ventilelement 30 in den Ventilschließzustand versetzt. In diesem Zustand bringt der Druck des Dieselkraftstoffs in der Reservoirkammer S11 das Sperrventil 60 in den Ventilschließzustand und bringt die konische Oberfläche 43 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 in Kontakt mit der Kontaktfläche 224 des Vorsprungs 223 des Ventilkörpers 20. Daher wird ein Raum, welcher durch die Reservoirkammer S11, den inneren Strömungsdurchlass 31 des Ventilelements 30 und das Federaufnahmeloch 29 gebildet wird, zu einem geschlossenen Raum. Folglich wird der durch diese Elemente gebildete Raum zu einer flüssigkeitsdichten Kammer S30, in welcher der Dieselkraftstoff flüssigkeitsdicht gespeichert wird.
Zu der Zeit eines Umschaltens des Ventilelements 30 von dem in 9 dargestellten Ventilschließzustand auf den Ventilöffnungszustand wird der Anker 151 im Ansprechen auf die Erregung der elektromagnetischen Spule 152 magnetisch in der Aufwärtsrichtung bzw. nach oben angezogen. Infolgedessen wird, wie in 8 gezeigt, das Ventilelement 30 in der Aufwärtsrichtung verschoben, und dadurch werden der erste Ventilabschnitt 35a und der zweite Ventilabschnitt 35b des Ventilelements 30 entsprechend von dem ersten Ventilsitz 27a und von dem zweiten Ventilsitz 27b des Ventilkörpers 20 abgehoben. Somit werden der Dieselkraftstoff, welcher zu der Ringnut 34 des Ventilelements 30 geführt wird, und das CNG, welches zu dem Zuführströmungsdurchlass W11 geführt wird, aus dem Einspritzloch 26 eingespritzt.
Im Gegensatz dazu wird in der Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform der Druck des CNG in dem Zuführströmungsdurchlass W11 erhöht, wenn der Druck des CNG in dem in 9 dargestellten Ventilschließzustand früher erhöht wird als der Druck des Dieselkraftstoffs. Daher wird eine Kraft, welche die Bodenfläche 41 und die konische Oberfläche 43 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 in die Aufwärtsrichtung drückt, erhöht. Wie in 10 dargestellt, wird der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 daher in der Aufwärtsrichtung verschoben. Wenn der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 in der Aufwärtsrichtung verschoben wird, erhöht sich der Druck des Dieselkraftstoffs, welcher in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 flüssigkeitsdicht eingeschlossen ist. Daher wird die Kraft, welche den Anker 151 in die Abwärtsrichtung drückt, das heißt, die Kraft, welche das Ventilelement 30 in die Abwärtsrichtung drückt, erhöht. Wenn der Druck des Dieselkraftstoffs in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 erhöht wird, erhöht sich darüber hinaus die Kraft, welche die obere Fläche 42 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 in die Abwärtsrichtung drückt. Wenn die Kraft, welche die obere Fläche 42 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 in die Abwärtsrichtung drückt, und die Kraft, welche die Bodenfläche 41 und die konische Oberfläche 43 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 in die Aufwärtsrichtung drückt, im Gleichgewicht sind, wird eine weitere Verschiebung des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 gestoppt.
Darüber hinaus wird, wie in 10 gezeigt, die konische Oberfläche 43 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 von der Kontaktfläche 224 des Vorsprungs 223 des Ventilkörpers 20 beabstandet, wenn der verschiebbare Dichtungsabschnitt 40 in der Aufwärtsrichtung verschoben wird. Daher bildet sich ein Spalt zwischen der konischen Oberfläche 43 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 und der Kontaktfläche 224 des Vorsprungs 223 des Ventilkörpers 20. Somit strömt das CNG in dem Zuführströmungsdurchlass W11 in den Spalt, welcher zwischen der konischen Oberfläche 43 des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 und der Kontaktfläche 224 des Vorsprungs 223 des Ventilkörpers 20 ausgebildet ist, um den Dieselkraftstoff zu verdrängen, der sich in dem Spalt befindet, welcher zwischen der Außenumfangsfläche des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 und der Innenumfangsfläche des Ventilelementaufnahmelochs 22 des Ventilkörpers 20 ausgebildet ist. Insbesondere wird der Druck des CNG in dem Zuführströmungsdurchlass W11 direkt auf den Dieselkraftstoff in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 aufgebracht, so dass der Druck des Dieselkraftstoffs in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 erhöht wird. Infolgedessen werden der Druck des CNG in dem Zuführströmungsdurchlass W11 und der Druck des Dieselkraftstoffs in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 ausgeglichen bzw. diese gleichen sich an.
Wenn der Druck des Dieselkraftstoffs in der flüssigkeitsdichten Kammer S30 aufgrund der Verschiebung des verschiebbaren Dichtungsabschnitts 40 und des direkten Aufbringens des Drucks von dem CNG erhöht wird, wird die Kraft, welche das Ventilelement 30 in die Abwärtsrichtung drückt, erhöht. Insbesondere wird die Kraft, welche das Ventilelement 30 in die Ventilschließrichtung drückt, erhöht. Daher wird das Ventilelement 30 im Ventilschließzustand gehalten, selbst wenn nur der Druck des CNG in der frühen Phase erhöht wird, wie in 10 gezeigt.
Die Fluideinspritzvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform kann Wirkungen und Vorteile erzielen, die denen der Fluideinspritzvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform entsprechen oder ähnlich sind.
(Vierte Ausführungsform)
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform des Fluideinspritzsystems 1 beschrieben.
Das in 11 dargestellte Fluideinspritzsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform ist ein System, welches Dieselkraftstoff aus einer Mehrzahl von Fluideinspritzvorrichtungen 120 in eine Mehrzahl von Zylindern einer Dieselmaschine eines Fahrzeugs einspritzt. In der Flüssigkeitseinspritzvorrichtung 120 der vorliegenden Ausführungsform wird Luft anstelle von CNG verwendet. Insbesondere spritzt die Fluideinspritzvorrichtung 120 zwei Arten von Fluiden ein, nämlich den Dieselkraftstoff und die Luft. Die Luft wird verwendet, um den Dieselkraftstoff zu zerstäuben, welcher von jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 in den entsprechenden der Zylinder eingespritzt wird. In der vorliegenden Ausführungsform dient der Dieselkraftstoff als ein erstes Fluid, und die Luft dient als ein zweites Fluid.
Als die Fluideinspritzvorrichtung 120 kann jede Art von Fluideinspritzvorrichtung verwendet werden, welche derart konfiguriert ist, dass diese die beiden Kraftstoffarten, das heißt, die Luft und den Dieselkraftstoff, einspritzt, und welche den Druckregler zum Anpassen der Drücke der Luft und des Dieselkraftstoffs nicht besitzt. Ein Beispiel für eine solche Fluideinspritzvorrichtung ist beispielsweise eine Fluideinspritzvorrichtung, welche der in 5 gezeigten Fluideinspritzvorrichtung 10 ähnlich ist und die Luft anstelle des CNG verwendet, wobei der bewegliche Körper 80 und die dem beweglichen Körper 80 zugeordnete Struktur von der Fluideinspritzvorrichtung 10 weggelassen werden. Die Struktur, welche dem beweglichen Körper 80 zugeordnet ist, umfasst beispielsweise das Aufnahmeloch 28 für den beweglichen Körper, die erste Kammer S41 mit reduziertem Durchmesser, die zweite Kammer S42 mit reduziertem Durchmesser, den Einführströmungsdurchlass W31 und den Einführströmungsdurchlass W32.
Wie in 11 gezeigt, umfasst das Fluideinspritzsystem 1 eine Flüssigkraftstoffpumpe 100, eine Gaspumpe 101, eine Flüssigkraftstoffsammelkammer 110, eine Gassammelkammer 111 und einen Druckregler 140.
Die Flüssigkraftstoffpumpe 100 verdichtet den beispielsweise in einem Flüssigkraftstofftank gespeicherten Dieselkraftstoff und führt den unter Druck stehenden Dieselkraftstoff über einen Zuführströmungsdurchlass W100 zu der Flüssigkraftstoffsammelkammer 110. Die Flüssigkraftstoffpumpe 100 entspricht einer mechanischen Pumpe, welche durch eine Antriebskraft der Dieselmaschine angetrieben wird. Der Dieselkraftstoff mit dem hohen Druck, welcher ausreicht, um den Dieselkraftstoff von den Fluideinspritzvorrichtungen 120 einzuspritzen, wird in der Flüssigkraftstoffsammelkammer 110 gespeichert. Der Dieselkraftstoff mit dem hohen Druck wird von der Flüssigkraftstoffsammelkammer 110 zu jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 geführt. In der vorliegenden Ausführungsform dient der Zuführströmungsdurchlass W100 als ein erster Zuführströmungsdurchlass.
Die Gaspumpe 101 verdichtet die Luft und führt die unter Druck stehende Luft durch einen Zuführströmungsdurchlass W101 zu der Gassammelkammer 111. Bei der Gaspumpe 101 handelt es sich um eine elektrische Pumpe, welche mit elektrischer Leistung angetrieben wird, die aus einer im Fahrzeug installierten Batterie zugeführt wird. Die Gassammelkammer 111 speichert die Luft mit dem hohen Druck, der ausreicht, um die Luft von den Fluideinspritzvorrichtungen 120 einzuspritzen. Die Luft mit dem hohen Druck wird von der Gassammelkammer 111 zu jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 geführt. In der vorliegenden Ausführungsform dient der Zuführströmungsdurchlass W101 als ein zweiter Zuführströmungsdurchlass.
Der Dieselkraftstoff, welcher in dem Zuführströmungsdurchlass W100 strömt, strömt durch einen Einführströmungsdurchlass W110 in den Druckregler 140, und die Luft, welche in dem Zuführströmungsdurchlass W101 strömt, strömt durch einen Einführströmungsdurchlass Will in den Druckregler 140. Der Druckregler 140 umfasst einen Körper 141 und einen beweglichen Körper 142.
Der Körper 141 ist in einer zylindrischen Rohrform gestaltet, welche auf eine Achse m2 zentriert ist. Der Körper 141 umfasst: ein Aufnahmeloch 1410 für einen beweglichen Körper, welches den beweglichen Körper 142 aufnimmt; eine erste Kammer S51 mit reduziertem Durchmesser, welche an einem linken Endabschnitt des Aufnahmelochs 1410 für einen beweglichen Körper als ein Abschnitt ausgebildet ist, welcher einen kleineren Innendurchmesser besitzt als ein Innendurchmesser des Aufnahmelochs 1410 für einen beweglichen Körper; und eine zweite Kammer S52 mit reduziertem Durchmesser, welche an einem rechten Endabschnitt des Aufnahmelochs 1410 für einen beweglichen Körper als ein Abschnitt ausgebildet ist, welcher einen kleineren Innendurchmesser besitzt als der Innendurchmesser des Aufnahmelochs 1410 für einen beweglichen Körper.
Ein Außendurchmesser des beweglichen Körpers 142 ist kleiner als ein Innendurchmesser des Aufnahmelochs 1410 für einen beweglichen Körper. Daher ist zwischen einer Außenumfangsfläche des beweglichen Körpers 142 und einer Innenumfangsfläche des Aufnahmelochs 1410 für einen beweglichen Körper ein Spalt ausgebildet. Der bewegliche Körper 142 wird durch eine Vorspannkraft einer Feder 143, welche in dem Aufnahmeloch 1410 für einen beweglichen Körper und in der zweiten Kammer S52 mit reduziertem Durchmesser installiert ist, in Richtung hin zu einer linken Endoberfläche des Aufnahmelochs 28 für einen beweglichen Körper vorgespannt.
Die Luft, welche in dem Zuführströmungsdurchlass W101 strömt, wird der ersten Kammer S51 mit reduziertem Durchmesser durch den Einführströmungsdurchlass W111 zugeführt. Der Druck der Luft, welche in die erste Kammer S51 mit reduziertem Durchmesser eingeführt wird, wird auf eine linke Oberfläche 1420 des beweglichen Körpers 142 aufgebracht. Der Dieselkraftstoff, welcher in dem Zuführströmungsdurchlass W100 strömt, wird der zweiten Kammer S52 mit reduziertem Durchmesser durch den Einführströmungsdurchlass W110 zugeführt. Der Druck des Dieselkraftstoffs, welcher durch die zweite Kammer S52 mit reduziertem Durchmesser in das Aufnahmeloch 1410 für einen beweglichen Körpers geleitet wird, wird auf eine rechte Oberfläche 1421 des beweglichen Körpers 142 aufgebracht. In der vorliegenden Ausführungsform dient die rechte Oberfläche 1421 des beweglichen Körpers 142 als eine erste Kontaktfläche, welche dem sich in dem Zuführströmungsdurchlass W100 befindlichen Dieselkraftstoff zugewandt ist. Darüber hinaus dient die linke Oberfläche 1420 des beweglichen Körpers 142 als eine zweite Kontaktfläche, welche der im Zuführströmungsdurchlass W101 befindlichen Luft zugewandt ist.
Das Fluideinspritzsystem 1 umfasst: einen Drucksensor 130, welcher den Druck des in der Flüssigkraftstoffsammelkammer 110 gespeicherten Dieselkraftstoffs erfasst; und einen Drucksensor 131, welcher den Druck der in der Gassammelkammer 111 gespeicherten Luft erfasst. Der Drucksensor 130 gibt ein Messsignal aus, das dem gemessenen Druck des Dieselkraftstoffs entspricht. Der Drucksensor 131 gibt ein Messsignal aus, das dem gemessenen Druck der Luft entspricht.
Wie in 12 dargestellt, umfasst das Fluideinspritzsystem 1 eine Steuerungsvorrichtung 16, welche als eine Hauptkomponente der Steuerungsvorrichtung 16 einen Mikrocomputer mit einer CPU und Speichern umfasst. Die Steuerungsvorrichtung 16 erfasst den Druck des im Zuführströmungsdurchlass W100 vorhandenen Dieselkraftstoffs und den Druck der im Zuführströmungsdurchlass W101 vorhandenen Luft auf der Grundlage der Messsignale der Drucksensoren 130 bzw. 131. Die Steuerungsvorrichtung 16 steuert die Flüssigkraftstoffpumpe 100 und die Gaspumpe 101. In der vorliegenden Ausführungsform dient die Steuerungsvorrichtung 16 als ein Controller.
Nachfolgend wird ein beispielhafter Betrieb des Fluideinspritzsystems 1 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
In dem Fluideinspritzsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform ist zu der Zeit eines normalen Betriebs, zu welcher der Dieselkraftstoff und die Luft entsprechend von der Flüssigkraftstoffpumpe 100 und der Gaspumpe 101 zu den jeweiligen Fluideinspritzvorrichtungen 120 geführt werden, eine resultierende Kraft des Drucks des Dieselkraftstoffs, der auf die rechte Oberfläche 1421 des beweglichen Körpers 142 aufgebracht wird, und der Vorspannkraft der Feder 143, die auf die rechte Oberfläche 1421 des beweglichen Körpers 142 aufgebracht wird, größer als der Druck der Luft, welcher auf die linke Oberfläche 1420 des beweglichen Körpers 142 aufgebracht wird. Daher steht, wie in 11 gezeigt, die linke Oberfläche 1420 des beweglichen Körpers 142 mit der linken Endoberfläche des Aufnahmelochs 1410 für einen beweglichen Körper in Kontakt. Daher ist die Kommunikation zwischen der ersten Kammer S51 mit reduziertem Durchmesser und der zweiten Kammer S52 mit reduziertem Durchmesser blockiert, oder mit anderen Worten, die Kommunikation zwischen dem Zuführströmungsdurchlass W100 und dem Zuführströmungsdurchlass W101 ist blockiert. Daher werden sowohl eine Leckage von Dieselkraftstoff aus dem Zuführströmungsdurchlass W 100 in den Zuführströmungsdurchlass W101 als auch eine Leckage von Luft aus dem Zuführströmungsdurchlass W101 in den Zuführströmungsdurchlass W100 beschränkt.
In dem Fluideinspritzsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform muss zu der Zeit der ersten Einspritzung des Dieselkraftstoffs von jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 nach dem Start des Betriebs der Dieselmaschine der Druck der Luft durch die Gaspumpe 101 unmittelbar nach dem Start des Betriebs der Dieselmaschine erhöht werden, um den Dieselkraftstoff zu zerstäuben und einzuspritzen. Zu diesem Zweck kann der Druck des Dieselkraftstoffs, welcher von der mechanischen Flüssigkraftstoffpumpe 100 verdichtet wird, im Vergleich zum Druck der Luft möglicherweise verzögert erhöht werden. Wenn auf das Ventilelement der Fluideinspritzvorrichtung 120 basierend auf dem Differenzdruck zwischen dem Dieselkraftstoff und der Luft eine Kraft in der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, kann die Fluideinspritzvorrichtung 120 ungewollt in den Ventilöffnungszustand versetzt werden.
Mit Bezug auf diesen Punkt wird in dem Fluideinspritzsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Druck der Luft früher erhöht wird als der Druck des Dieselkraftstoffs, der Druck der Luft in dem Zuführströmungsdurchlass W101 erhöht. Daher wird eine Kraft, welche den beweglichen Körper 142 in die Richtung nach rechts drängt, erhöht. Wie in 13 dargestellt, wird der bewegliche Körper 142 daher in die Richtung nach rechts verschoben. Wenn der bewegliche Körper 142 in die Richtung nach rechts verschoben wird, erhöht sich der Druck des Dieselkraftstoffs in dem Zuführströmungsdurchlass W100, welcher das Aufnahmeloch 1410 für einen beweglichen Körper und die zweite Kammer S52 mit reduziertem Durchmesser umfasst.
Wenn der bewegliche Körper 142 in die Richtung nach rechts verschoben wird, bildet sich außerdem ein Spalt zwischen der linken Oberfläche 1420 des beweglichen Körpers 142 und der linken Endoberfläche des Aufnahmelochs 1410 für einen beweglichen Körper. Daher strömt die Luft in der ersten Kammer S51 mit reduziertem Durchmesser in den zwischen der linken Oberfläche 1420 des beweglichen Körpers 142 und der linken Endoberfläche des Aufnahmelochs 1410 für einen beweglichen Körper ausgebildeten Spalt, um den zwischen der Außenumfangsfläche des beweglichen Körpers 142 und der Innenumfangsfläche des Aufnahmelochs 1410 für einen beweglichen Körper vorhandenen Dieselkraftstoff zu verdrängen. Folglich wird der Druck der Luft in dem Zuführströmungsdurchlass W101 direkt auf den Dieselkraftstoff in dem Zuführströmungsdurchlass W100 aufgebracht, so dass der Druck des Dieselkraftstoffs in dem Zuführströmungsdurchlass W100 erhöht wird. Folglich werden der Druck der Luft in dem Zuführströmungsdurchlass W101 und der Druck des Dieselkraftstoffs in dem Zuführströmungsdurchlass W100 ausgeglichen.
Wenn der Druck des Dieselkraftstoffs in dem Zuführströmungsdurchlass W100 aufgrund der Verschiebung des beweglichen Körpers 142 und des direkten Aufbringens des Drucks von der Luft erhöht wird, wird der Druck des Dieselkraftstoffs in dem Zuführströmungsdurchlass W100 erhöht. Somit wird eine Druckdifferenz zwischen der Luft und dem Dieselkraftstoff in jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 reduziert. Folglich wird die Kraft, welche das Ventilelement jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 in der Ventilöffnungsrichtung verschiebt, reduziert, und dadurch wird die Fluideinspritzvorrichtung 120 in dem Ventilschließzustand gehalten.
In einem solchen Fluideinspritzsystem 1 besteht eine Möglichkeit, dass ein Betriebsfehler auftreten kann, so dass der bewegliche Körper 142 nicht verschoben werden kann. Falls in dieser Situation der Druck der Luft in dem Zuführströmungsdurchlass W100 in der frühen Phase erhöht wird, kann eine ungewollte Ventilöffnung von jeder Fluideinspritzvorrichtung 120 nicht vermieden werden. Im Gegensatz dazu wird in dem Fall, in dem der Betriebsfehler des beweglichen Körpers 142 auftritt, zu der Zeit eines Betriebsstarts des Fluideinspritzsystems 1, das heißt, zu der Zeit des Beginns der Zufuhr des Dieselkraftstoffs und der Luft zu jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120, wenn der Druck der Luft früher erhöht wird als der Druck des Dieselkraftstoffs, der Druck der Luft im Vergleich zu dem Druck des Dieselkraftstoffs erheblich erhöht, da der Druck des Dieselkraftstoffs und der Druck der Luft nicht durch den Druckregler 140 angepasst werden. Somit wird die Differenz zwischen dem Druck des Dieselkraftstoffs und dem Druck der Luft erhöht.
Wenn die Differenz zwischen dem Druck des Dieselkraftstoffs und dem Druck der Luft, welche entsprechend mit den Drucksensoren 130, 131 gemessen werden, zu der Zeit eines Betriebsstarts des Fluideinspritzsystems 1 gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert wird, stoppt die Steuerungsvorrichtung 16 daher die Flüssigkraftstoffpumpe 100 und die Gaspumpe 101, und dadurch wird die Zufuhr der Fluide zu jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 gestoppt. Somit kann das ungewollte Einspritzen der Fluide von jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 vermieden werden.
Das Fluideinspritzsystem 1 der vorstehend erörterten vorliegenden Ausführungsform kann die nachstehend unter (8) bis (10) angegebenen Wirkungen und Vorteile erreichen.

(8) In dem Ventilschließzustand der Fluideinspritzvorrichtung 120 wird der bewegliche Körper 142 verschoben, um den Druck des Dieselkraftstoffs zu erhöhen, wenn der Druck der Luft früher erhöht wird als der Druck des Dieselkraftstoffs. Daher ist es möglich, das Aufbringen der externen Kraft auf das Ventilelement 30 der Fluideinspritzvorrichtung 120 in der Ventilöffnungsrichtung basierend auf dem Differenzdruck zwischen dem Dieselkraftstoff und der Luft zu vermeiden, und dadurch ist es möglich, die ungewollte Ventilöffnung des Ventilelements 30 zu beschränken.
(9) Der bewegliche Körper 142 wird basierend auf der Differenz zwischen dem Druck des Dieselkraftstoffs in dem Zuführströmungsdurchlass W100 und dem Druck der Luft in dem Zuführströmungsdurchlass W101 verschoben bzw. verlagert. Der bewegliche Körper 142 wird in Richtung hin zu dem Zuführströmungsdurchlass W100 verschoben, wenn der Druck der Luft früher erhöht wird als der Druck des Dieselkraftstoffs, so dass der bewegliche Körper 142 den Druck des Dieselkraftstoffs in dem Zuführströmungsdurchlass W100 erhöht. Mit der vorstehenden Struktur kann der Druck des Dieselkraftstoffs, welcher zu jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 geführt wird, durch Verschieben des einen beweglichen Körpers 142 erhöht werden, selbst wenn die Mehrzahl von Fluideinspritzvorrichtungen 120 bereitgestellt sind.
(10) Die Steuerungsvorrichtung 16 stoppt die Zufuhr der Fluide zu jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120, wenn die Differenz zwischen dem Druck des Dieselkraftstoffs und dem Druck der Luft zu der Zeit des Beginns der Zufuhr des Dieselkraftstoffs und der Luft zu jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 gleich oder größer wird als der vorbestimmte Wert. Daher kann das ungewollte Einspritzen der Fluide aus jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 vermieden werden.

(Fünfte Ausführungsform)
Nachfolgend wird eine fünfte Ausführungsform des Fluideinspritzsystems 1 beschrieben.
Das in 14 dargestellte Fluideinspritzsystem 1 ist ein System, welches den Dieselkraftstoff und das CNG von einer Mehrzahl von Fluideinspritzvorrichtungen 120 in eine Mehrzahl von Zylindern einer Dieselmaschine eines Fahrzeugs einspritzt. In der vorliegenden Ausführungsform dient der Dieselkraftstoff als ein erstes Fluid und das CNG dient als ein zweites Fluid. Jede der Fluideinspritzvorrichtungen 120 kann eine Struktur besitzen, welche der Struktur von jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 ähnlich ist, die in dem Fluideinspritzsystem 1 der vierten Ausführungsform verwendet werden.
Wie in 14 dargestellt, umfasst das Fluideinspritzsystem 1 eine Flüssigkraftstoffpumpe 103, eine Hochdruckgasquelle 104, die Flüssigkraftstoffsammelkammer 110, eine Gaskraftstoffsammelkammer 111 und einen Druckregler 160.
Das CNG wird in der Hochdruckgasquelle 104 unter einem hohen Druck gespeichert, welcher einen Druck gewährleisten kann, der für die Einspritzung des CNG von der Fluideinspritzvorrichtung 120 erforderlich ist. Das CNG mit dem hohen Druck, welches in der Hochdruckgasquelle 104 gespeichert ist, wird durch den Zuführströmungsdurchlass W101 zu der Gaskraftstoffsammelkammer 111 geführt. Das CNG mit dem hohen Druck, welcher den für die Einspritzung des CNG von den Fluideinspritzvorrichtungen 120 erforderlichen Druck gewährleistet, ist in der Gaskraftstoffsammelkammer 111 gespeichert. Das CNG mit dem hohen Druck wird von der Gaskraftstoffsammelkammer 111 zu jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 geführt. Das in der Hochdruckgasquelle 104 gespeicherte CNG mit dem hohen Druck wird auch durch einen von dem Zuführströmungsdurchlass W101 abgezweigten Zweigströmungsdurchlass W102 zu dem Druckregler 160 geführt.
In dem Zuführströmungsdurchlass W101 ist ein An-Aus-Ventil 200 installiert. Wenn das An-Aus-Ventil 200 in einen Ventilöffnungszustand versetzt wird, wird das CNG mit dem hohen Druck, welches in der Hochdruckgasquelle 104 gespeichert ist, zu der Gaskraftstoffsammelkammer 111 und dem Druckregler 160 geführt. Wenn das An-Aus-Ventil 200 in einen Ventilschließzustand versetzt wird, wird die Zufuhr des CNG von der Hochdruckgasquelle 104 zu der Gaskraftstoffsammelkammer 111 und dem Druckregler 160 blockiert.
Der Dieselkraftstoff wird aus dem Flüssigkraftstofftank 170 über einen Zuführströmungsdurchlass W121 zu der Flüssigkraftstoffpumpe 103 geführt. Die Flüssigkraftstoffpumpe 103 verdichtet den aus dem Flüssigkraftstofftank 170 zugeführten Dieselkraftstoff und führt den unter Druck stehenden Dieselkraftstoff über einen Zuführströmungsdurchlass W120 zu dem Druckregler 160. Die Flüssigkraftstoffpumpe 103 entspricht einer mechanischen Pumpe, welche von der Antriebskraft der Dieselmaschine angetrieben wird. Die Flüssigkraftstoffpumpe 103 wird dazu verwendet, den Dieselkraftstoff im Druckregler 160 wieder aufzufüllen, wenn der im Druckregler 160 vorhandene Dieselkraftstoff verringert wird, und dadurch muss die Flüssigkraftstoffpumpe 103 den Dieselkraftstoff nicht ständig fördern, während die Dieselmaschine läuft. In der Mitte des Zuführströmungsdurchlasses W120 ist ein Sperrventil 180 installiert, welches die Rückströmung des Dieselkraftstoffs von dem Druckregler 160 hin zu der Flüssigkraftstoffpumpe 103 beschränkt.
Der Druckregler 160 ist in einer Hohlkastenform gestaltet. Das CNG wird aus dem Zweigströmungsdurchlass W102 durch eine obere Wand des Druckreglers 160 zu dem Druckregler 160 geführt. Darüber hinaus wird der Dieselkraftstoff aus dem Zuführströmungsdurchlass W120 durch eine Bodenwand des Druckreglers 160 zu dem Druckregler 160 geführt. Daher befindet sich das CNG in einem oberen Abschnitt eines Inneren des Druckreglers 160, und der Dieselkraftstoff befindet sich in einem unteren Abschnitt des Inneren des Druckreglers 160. Der Druck des CNG, welches von der Hochdruckgasquelle 104 zugeführt wird, wird auf den Dieselkraftstoff in dem Druckregler 160 aufgebracht. Der Zuführströmungsdurchlass W100, welcher den Dieselkraftstoff aus dem Druckregler 160 zu der Flüssigkraftstoffsammelkammer 110 führt, ist mit der Bodenwand des Druckreglers 160 verbunden. In dem Druckregler 160 wird der Druck, welcher für die Einspritzung von jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 erforderlich ist, durch den von dem CNG auf den Dieselkraftstoff aufgebrachten Druck sichergestellt. Der in dem Druckregler 160 gespeicherte Dieselkraftstoff mit dem hohen Druck wird von dem Druckregler 160 durch den Zuführströmungsdurchlass W100 zu der Flüssigkraftstoffsammelkammer 110 geführt. Der Dieselkraftstoff mit dem hohen Druck wird von der Flüssigkraftstoffsammelkammer 110 zu jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 geführt.
Das Fluideinspritzsystem 1 umfasst den Drucksensor 131, welcher den Druck des in der Gaskraftstoffsammelkammer 111 gespeicherten CNG erfasst. Der Drucksensor 131 gibt ein Messsignal aus, welches dem erfassten Druck des CNG entspricht.
Wie in 15 dargestellt, umfasst das Fluideinspritzsystem 1 die Steuerungsvorrichtung 16, welche als die Hauptkomponente der Steuerungsvorrichtung 16 den Mikrocomputer mit der CPU und den Speichern besitzt. Die Steuerungsvorrichtung 16 erfasst den Druck des im Zuführströmungsdurchlass W101 vorhandenen CNG auf der Grundlage des Messsignals des Drucksensors 131. Die Steuerungsvorrichtung 16 steuert das An-Aus-Ventil 200 und die Flüssigkraftstoffpumpe 103.
Nachfolgend wird ein beispielhafter Betrieb des Fluideinspritzsystems 1 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
In dem Fluideinspritzsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn das An-Aus-Ventil 200 im Ansprechen auf einen Betriebsstartprozess der Dieselmaschine in den Ventilöffnungszustand versetzt wird, das in der Hochdruckgasquelle 104 gespeicherte CNG mit dem hohen Druck durch die Gaskraftstoffsammelkammer 111 zu jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 geführt.
In dem Fluideinspritzsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform wird der Druck des CNG auf den Dieselkraftstoff in dem Druckregler 160 aufgebracht, so dass der Druck des Dieselkraftstoffs bei dem Druckregler 160 erhöht wird. Folglich werden der Druck des CNG und der Druck des Dieselkraftstoffs, welche zu jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 geführt werden soll, angeglichen. Daher wird eine Druckdifferenz zwischen dem CNG und dem Dieselkraftstoff in jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 verringert, und dadurch wird eine Kraft zum Verschieben des Ventilelements in der Ventilöffnungsrichtung in jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 reduziert. Somit wird jede der Fluideinspritzvorrichtungen 120 in dem Ventilschließzustand gehalten.
Wie vorstehend beschrieben, kann das Fluideinspritzsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform Wirkungen und Vorteile erzielen, die denen des Fluideinspritzsystems 1 der vierten Ausführungsform entsprechen oder ähnlich dazu sind.
In dem Fluideinspritzsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform kann in dem Fall, in dem der Druck des CNG und der Druck des Dieselkraftstoffs, welche zu jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 geführt werden soll, bewusst so eingestellt sind, dass sich diese voneinander unterscheiden, ein Druckreduzierventil 190 in dem Zuführströmungsdurchlass W101 installiert sein und/oder ein Druckreduzierventil 191 kann in dem Zweigströmungsdurchlass W102 installiert sein, wie durch gestrichelte Linien in 14 angegeben. Zu dieser Zeit kann die Steuerungsvorrichtung 16 den Druck des CNG, welches zu jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 geführt werden soll, genauer steuern, indem das Druckreduzierventil 190 auf der Grundlage des mit dem Drucksensor 131 erfassten Drucks des CNG gesteuert wird. Darüber hinaus kann, wie durch eine gestrichelte Linie in 14 angegeben, der Drucksensor 130 bereitgestellt werden, welcher den Druck des in der Flüssigkraftstoffsammelkammer 110 gespeicherten Dieselkraftstoffs erfasst, und die Steuerungsvorrichtung 16 kann das Druckreduzierventil 191 auf der Grundlage des mit dem Drucksensor 130 erfassten Drucks des Dieselkraftstoffs steuern, so dass der Druck des jeder der Fluideinspritzvorrichtungen 120 zuzuführenden Dieselkraftstoffs genauer gesteuert werden kann.
Darüber hinaus kann die Struktur, welche den Dieselkraftstoff zu dem Druckregler 160 führt, jede Art von externer Vorrichtung verwenden, welche den Dieselkraftstoff mit dem hohen Druck direkt zu dem Druckregler 160 führen kann, anstatt die Flüssigkraftstoffpumpe 103 zu verwenden.
(Weitere Ausführungsformen)
Die vorstehenden Ausführungsformen können in den folgenden Formen implementiert werden.
In dem Fall, in dem das CNG in dem Gaskraftstofftank 11 von jeder entsprechenden vorstehend beschriebenen Ausführungsform gespeichert ist, kann ein Tank, welcher verflüssigtes Erdgas (LNG) speichert, das durch Verflüssigen des CNG bei der niedrigen Temperatur gebildet würde, auf der stromaufwärtigen Seite des Gaskraftstofftanks 11 installiert sein. In diesem Fall kann das LNG, nachdem dieses komprimiert wurde, verdampft werden, um das CNG zu dem Gaskraftstofftank 11 zu führen.
Die beiden Fluidarten, welche in der Fluideinspritzvorrichtung 10 von jeder entsprechenden vorstehend beschriebenen Ausführungsform verwendet werden, können nach Bedarf geändert werden. Beispielsweise kann Propangas (LPG) oder dergleichen als das brennbare Gas verwendet werden. In dem Fall, in dem das Propangas verwendet wird, kann das Propangas der Fluideinspritzvorrichtung 10 in einem komprimierten Zustand von etwa 1 [MPa] zugeführt werden, so dass das Propangas im Inneren der Fluideinspritzvorrichtung 10 in einem flüssigen Zustand vorliegen kann. Mit anderen Worten, das in der Fluideinspritzvorrichtung 10 verwendete Gas kann die Flüssigkeit umfassen, die bei Normaltemperatur und normalem Druck in Gasform vorliegt.
Die Form des Ventilelements 30 soll nicht auf die Form mit der Stufenfläche 36 beschränkt sein und kann einer Form entsprechen, welche die Stufenfläche 36 nicht besitzt. Insbesondere kann das Ventilelement 30 eine Form besitzen, bei welcher der zylindrische rohrförmige Abschnitt 30a einen konstanten Außendurchmesser besitzt. In dem Fall, in dem der zylindrische rohrförmige Abschnitt 30a den konstanten Außendurchmesser besitzt, besteht beispielsweise dann, wenn eine Ecke zwischen dem zylindrischen rohrförmigen Abschnitt 30a und der konischen Oberfläche 35 eine R-Abschrägung bzw. -Fase aufweist, eine Möglichkeit, dass, wenn der Druck des CNG im Vergleich zu dem Druck des Dieselkraftstoffs erhöht wird, der Druck des im Zuführströmungsdurchlass W11 vorhandenen CNG auf die R-Fasenfläche aufgebracht wird, um die ungewollte Ventilöffnung des Ventilelements 30 hervorzurufen. Daher ist die Anwendung der Struktur der Fluideinspritzvorrichtung 10 jeder entsprechenden Ausführungsform auch für die Fluideinspritzvorrichtung mit einem solchen Ventilelement 30 wirksam.
In der Fluideinspritzvorrichtung 10 der ersten bis dritten Ausführungsform und dem Fluideinspritzsystem 1 der fünften Ausführungsform sollen die beiden Fluidarten nicht auf den Dieselkraftstoff bzw. das CNG beschränkt sein und können dem Dieselkraftstoff bzw. der Luft entsprechen.
Bei dem Fluideinspritzsystem 1 der vierten Ausführungsform sollen die beiden Fluidarten nicht auf den Dieselkraftstoff bzw. die Luft beschränkt sein und können dem Dieselkraftstoff bzw. dem CNG entsprechen.
In einem Fall, in dem die Fluideinspritzvorrichtung 10 und das Fluideinspritzsystem 1 jeder entsprechenden Ausführungsform auf ein Fahrzeug mit einem Ottomotor bzw. einer Benzinmaschine angewendet werden, können Ottokraftstoff bzw. Benzin und die Luft als die beiden Fluidarten verwendet werden. In diesem Fall wird die Luft zum Zerstäuben und Einspritzen des Ottokraftstoffes verwendet. Eine elektrische Pumpe kann als eine Pumpe für die Zufuhr des Ottokraftstoffes zu der Fluideinspritzvorrichtung verwendet werden, und eine elektrische Pumpe kann als eine Pumpe für die Zufuhr der Luft zu der Fluideinspritzvorrichtung verwendet werden. Bei einer solchen Struktur kann die ungewollte Ventilöffnung der Fluideinspritzvorrichtung vermieden werden, indem der Druck des Ottokraftstoffes in der frühen Phase durch Steuern der elektrischen Pumpe für den Ottokraftstoff und der elektrischen Pumpe für die Luft erhöht wird. In einem Fall, in dem es wünschenswert ist, dass sowohl der Druck des Ottokraftstoffes als auch der Druck der Luft in kurzer Zeit erhöht werden, kann der Druck der Luft jedoch aufgrund von Schwankungen im Betrieb der jeweiligen Pumpen möglicherweise früher erhöht werden als der Druck des Ottokraftstoffes. Daher ist selbst in dem Fall, in dem die elektrischen Pumpen als die Pumpe für den Ottokraftstoff und die Pumpe für die Luft verwendet werden, die Verwendung der Struktur der Fluideinspritzvorrichtung 10 und des Fluideinspritzsystems 1 jeder entsprechenden, vorstehend beschriebenen Ausführungsform wirksam.
Die Steuerungsvorrichtung 16 und deren Steuerungsverfahren, welche in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, können durch einen oder mehrere dedizierte Computer durch Konfigurieren eines Prozessors und eines Speichers, welche programmiert sind, um eine oder mehrere durch ein Computerprogramm verkörperte Funktionen ausführen, realisiert werden. Die Steuerungsvorrichtung 16 und deren Steuerungsverfahren, welche in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, können durch einen dedizierten Computer durch Konfigurieren eines Prozessors, welcher eine oder mehrere dedizierte Hardware-Logikschaltungen umfasst, implementiert werden. Die Steuerungsvorrichtung 16 und deren Steuerungsverfahren, welche in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, können durch einen oder mehrere dedizierte Computer, welche durch eine Kombination aus einem Prozessor und einem Speicher aufgebaut sind, welche zur Durchführung einer oder mehrerer Funktionen programmiert sind, und einen Prozessor mit einer oder mehreren Hardware-Logikschaltungen realisiert werden. Das Computerprogramm kann in einem computerlesbaren, nicht-transitorischen materiellen Aufzeichnungsmedium als Anweisungen gespeichert sein, welche von einem Computer auszuführen sind. Die dedizierten Hardware-Logikschaltungen und die Hardware-Logikschaltungen können durch digitale oder analoge Schaltungen mit mehreren Logikschaltungen realisiert werden.
Die vorliegende Offenbarung soll nicht auf die vorstehenden Beispiele beschränkt sein. Die vorstehenden spezifischen Beispiele mit entsprechenden Konstruktionsänderungen durch den Fachmann sind ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Offenbarung enthalten, solange diese die Merkmale der vorliegenden Offenbarung besitzen. Die in jedem der vorstehenden spezifischen Beispiele bereitgestellten Elemente sowie deren Anordnung, Bedingungen, Gestalten usw. sollen nicht auf die in den Beispielen gezeigten beschränkt sein und können nach Bedarf geändert werden. Die in jedem der vorstehenden spezifischen Beispielen bereitgestellten Elemente können bei Bedarf auf unterschiedliche Weise kombiniert werden, solange keine technischen Widersprüche auftreten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019062255 [0001]
JP 2016519249 A [0005]

Claims

Fluideinspritzvorrichtung, aufweisend: einen Ventilkörper (20), welcher einen ersten Ventilsitz (27a) und einen zweiten Ventilsitz (27b) besitzt; und ein Ventilelement (30), welches derart angeordnet ist, dass dieses sowohl dem ersten Ventilsitz als auch dem zweiten Ventilsitz gegenüberliegt, wobei das Ventilelement besitzt: einen ersten Ventilabschnitt (35a), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser von dem ersten Ventilsitz abgehoben und mit diesem in Anlage gebracht wird; und einen zweiten Ventilabschnitt (35b), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser von dem zweiten Ventilsitz abgehoben und mit diesem in Anlage gebracht wird, wobei: der erste Ventilabschnitt und der zweite Ventilabschnitt derart konfiguriert sind, dass diese im Ansprechen auf eine Verschiebung des Ventilelements integral verschoben werden; wenn der erste Ventilabschnitt von dem ersten Ventilsitz abgehoben oder mit diesem in Anlage gebracht wird, eine Einspritzung sowohl eines ersten Fluids als auch eines zweiten Fluids bei der Fluideinspritzvorrichtung entsprechend ermöglicht oder verhindert wird; wenn der zweite Ventilabschnitt von dem zweiten Ventilsitz abgehoben oder mit diesem in Anlage gebracht wird, die Einspritzung des zweiten Fluids bei der Fluideinspritzvorrichtung entsprechend ermöglicht oder verhindert wird; ein Zustand, in dem der erste Ventilabschnitt und der zweite Ventilabschnitt entsprechend mit dem ersten Ventilsitz und dem zweiten Ventilsitz in Anlage gebracht sind, als ein Ventilschließzustand des Ventilelements definiert ist, und die Fluideinspritzvorrichtung ferner einen Druckregler (40, 80) aufweist, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Druck des ersten Fluids im Ansprechen auf eine Zunahme eines Drucks des zweiten Fluids in einem Zustand, in dem das Ventilelement in den Ventilschließzustand versetzt ist, erhöht.
Fluideinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine flüssigkeitsdichte Kammer (S30), in welcher das erste Fluid flüssigkeitsdicht eingeschlossen ist, wenn das Ventilelement in den Ventilschließzustand versetzt ist; und einen Durchlass (W11) für das zweite Fluid, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser das zweite Fluid leitet, wobei: der Druckregler einem beweglichen Körper entspricht, welcher besitzt: eine erste Kontaktfläche (42, 801), welche dem in der flüssigkeitsdichten Kammer vorhandenen ersten Fluid zugewandt ist; und eine zweite Kontaktfläche (41, 800), welche entgegengesetzt zu der ersten Kontaktfläche an dem beweglichen Körper angeordnet ist und dem in dem Durchlass für das zweite Fluid vorhandenen zweiten Fluid zugewandt ist; der bewegliche Körper derart konfiguriert ist, dass dieser im Ansprechen auf eine Differenz zwischen dem Druck des in der flüssigkeitsdichten Kammer vorhandenen ersten Fluids und dem Druck des in dem Durchlass für das zweite Fluid vorhandenen zweiten Fluids verschoben wird; und der bewegliche Körper derart konfiguriert ist, dass dieser in Richtung hin zu der flüssigkeitsdichten Kammer verschoben wird und dadurch den Druck des in der flüssigkeitsdichten Kammer vorhandenen ersten Fluids erhöht, wenn der Druck des zweiten Fluids früher erhöht wird als der Druck des ersten Fluids.
Fluideinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, ferner aufweisend ein Vorspannelement (51, 81), welches den beweglichen Körper in Richtung hin zu dem Durchlass für das zweite Fluid vorspannt.
Fluideinspritzvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der bewegliche Körper als ein in einer Ringform gestaltetes Ringelement ausgebildet ist und im Inneren des Ventilkörpers derart aufgenommen ist, dass eine Außenumfangsfläche des beweglichen Körpers relativ zu einer Innenumfangsfläche des Ventilkörpers verschiebbar ist, und eine Innenumfangsfläche des beweglichen Körpers relativ zu einer Außenumfangsfläche des Ventilelements verschiebbar ist.
Fluideinspritzvorrichtung nach Anspruch 4, wobei: der Ventilkörper einen Anschlag (220) umfasst, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser die Verschiebung des beweglichen Körpers hin zu dem Durchlass für das zweite Fluid beschränkt; eine Kontaktfläche des Anschlags, welche derart konfiguriert ist, dass diese mit dem beweglichen Körper in Kontakt kommt, einen Vorsprung (221, 223) besitzt, der in einer Ringform gestaltet ist, welche auf eine vorbestimmte Achse zentriert ist, und der bewegliche Körper derart konfiguriert ist, dass dieser mit dem Vorsprung rund um die vorbestimmte Achse in Kontakt kommt.
Fluideinspritzvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei ein Spalt, welcher zwischen der Außenumfangsfläche des beweglichen Körpers und der Innenumfangsfläche des Ventilkörpers ausgebildet ist, größer ist als ein Spalt, welcher zwischen der Innenumfangsfläche des beweglichen Körpers und der Außenumfangsfläche des Ventilelements ausgebildet ist.
Fluideinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, ferner aufweisend: einen Zuführströmungsdurchlass (W12), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser das erste Fluid zu der flüssigkeitsdichten Kammer führt; und ein Sperrventil (60), welches derart konfiguriert ist, dass dieses eine Strömung des ersten Fluids von der flüssigkeitsdichten Kammer hin zu dem Zuführströmungsdurchlass beschränkt, wobei: das Ventilelement eine Druckaufnahmefläche besitzt, auf welche der Druck des in der flüssigkeitsdichten Kammer eingeschlossenen ersten Fluids als eine Kraft in einer Ventilschließrichtung aufgebracht wird.
Fluideinspritzsystem, aufweisend: eine Fluideinspritzvorrichtung (120), welche derart konfiguriert ist, dass diese ein erstes Fluid und ein zweites Fluid einspritzt; und einen Druckregler (140, 160), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Druck des der Fluideinspritzvorrichtung zuzuführenden ersten Fluids und einen Druck des der Fluideinspritzvorrichtung zuzuführenden zweiten Fluids reguliert, wobei: die Fluideinspritzvorrichtung umfasst: einen Ventilkörper (20) mit einem ersten Ventilsitz (27a) und einem zweiten Ventilsitz (27b); und ein Ventilelement (30), welches derart angeordnet ist, dass dieses sowohl dem ersten Ventilsitz als auch dem zweiten Ventilsitz gegenüberliegt, wobei das Ventilelement Folgendes besitzt: einen ersten Ventilabschnitt (35a), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser von dem ersten Ventilsitz abgehoben und mit diesem in Anlage gebracht wird; und einen zweiten Ventilabschnitt (35b), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser von dem zweiten Ventilsitz abgehoben und mit diesem in Anlage gebracht wird, wobei: der erste Ventilabschnitt und der zweite Ventilabschnitt derart konfiguriert sind, dass diese im Ansprechen auf eine Verschiebung des Ventilelements integral verschoben werden; wenn der erste Ventilabschnitt von dem ersten Ventilsitz abgehoben oder mit diesem in Anlage gebracht wird, eine Einspritzung sowohl eines ersten Fluids als auch eines zweiten Fluids bei der Fluideinspritzvorrichtung entsprechend ermöglicht oder verhindert wird; wenn der zweite Ventilabschnitt von dem zweiten Ventilsitz abgehoben oder mit diesem in Anlage gebracht wird, die Einspritzung des zweiten Fluids bei der Fluideinspritzvorrichtung entsprechend ermöglicht oder verhindert; und der Druckregler derart konfiguriert ist, dass dieser den Druck des ersten Fluids im Ansprechen auf eine Zunahme des Drucks des zweiten Fluids in einem Zustand, in dem das Ventilelement in einen Ventilschließzustand versetzt ist, erhöht.
Fluideinspritzsystem nach Anspruch 8, wobei: die Fluideinspritzvorrichtung einer aus einer Mehrzahl von Fluideinspritzvorrichtungen entspricht; das Fluideinspritzsystem ferner aufweist: einen ersten Zuführströmungsdurchlass (W100), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser das erste Fluid zu jeder der Mehrzahl von Fluideinspritzvorrichtungen führt; und einen zweiten Zuführströmungsdurchlass (W101), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser das zweite Fluid zu jeder der Mehrzahl von Fluideinspritzvorrichtungen führt; der Druckregler (140) einen beweglichen Körper (142) umfasst, welcher besitzt: eine erste Kontaktfläche (1421), welche dem in dem ersten Zuführströmungsdurchlass vorhandenen ersten Fluid zugewandt ist; und eine zweite Kontaktfläche (1420), welche entgegengesetzt zu der ersten Kontaktfläche an dem beweglichen Körper angeordnet ist und dem in dem zweiten Zuführströmungsdurchlass vorhandenen zweiten Fluid zugewandt ist; der bewegliche Körper derart konfiguriert ist, dass dieser im Ansprechen auf eine Differenz zwischen dem Druck des in dem ersten Zuführströmungsdurchlass vorhandenen ersten Fluids und dem Druck des in dem zweiten Zuführströmungsdurchlass vorhandenen zweiten Fluids verschoben wird; und der bewegliche Körper derart konfiguriert ist, dass dieser in Richtung hin zu dem ersten Zuführströmungsdurchlass verschoben wird und dadurch den Druck des im ersten Zuführströmungsdurchlass vorhandenen ersten Fluids erhöht, wenn der Druck des zweiten Fluids früher erhöht wird als der Druck des ersten Fluids.
Fluideinspritzsystem nach Anspruch 9, ferner aufweisend einen Controller (16), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser die Zufuhr des ersten Fluids und des zweiten Fluids zu der Mehrzahl von Fluideinspritzvorrichtungen steuert, wobei: der Controller die Zufuhr des ersten Fluids und des zweiten Fluids zu der Mehrzahl von Fluideinspritzvorrichtungen in einem Zustand stoppt, in dem die Differenz zwischen dem Druck des in dem ersten Zuführströmungsdurchlass vorhandenen ersten Fluids und dem Druck des in dem zweiten Zuführströmungsdurchlass vorhandenen zweiten Fluids größer oder gleich einem vorbestimmten Wert wird, wenn die Zufuhr des ersten Fluids und des zweiten Fluids zu der Mehrzahl von Fluideinspritzvorrichtungen gestartet wird.
Fluideinspritzsystem nach Anspruch 8, ferner aufweisend eine Hochdruckgasquelle (104), welche das zweite Fluid mit einem Druck speichert, der gleich oder höher als ein vorbestimmter Druck ist, wobei: der Druckregler (160) derart konfiguriert ist, dass dieser den Druck des ersten Fluids durch Bereitstellen des Drucks des in der Hochdruckgasquelle gespeicherten zweiten Fluids bei dem ersten Fluid erhöht.