DE102018128620B4

DE102018128620B4 - Kühlvorrichtung für Additiveinspritzventil und Kühlsystem

Info

Publication number: DE102018128620B4
Application number: DE102018128620.1A
Authority: DE
Inventors: Junya Iida
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-12-25
Filing date: 2018-11-15
Publication date: 2022-07-14
Anticipated expiration: 2038-11-16
Also published as: JP6954102B2; JP2019113024A; US20190195118A1; US10598075B2; DE102018128620A1

Abstract

Kühlvorrichtung (20) für ein Additiveinspritzventil (10), wobei die Kühlvorrichtung parallel zu einer anderen Kühlvorrichtung (50) mit einem Zirkulationskreislauf (60) für Kühlmittel verbunden ist, wobei die Kühlvorrichtung aufweist:einen Kühlmittelpfad, durch den das Kühlmittel strömt; undein bewegliches Element (33), das eine Strömung des Kühlmittels aufnimmt und sich verschiebt, um einen Durchlassbereich eines vorbestimmten Abschnitts des Kühlmittelpfads zu variieren.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kühlvorrichtung, die ein Kühlmittel zum Kühlen eines Einspritzventils zum Einspritzen eines Additivs verwendet.
Allgemeiner Stand der Technik
Das US-Patent mit der Nummer US 9 284 871 B2 beschreibt eine Führung für eine Kühlvorrichtung zum Führen von Kühlwasser (Kühlmittel) hin zu einem distalen Ende eines Einspritzventils, wo ein Temperaturanstieg auf einfache Art und Weise auftritt.
Die DE 10 2012 205 389 A1 bezieht sich auf ein Dosiermodul zum Eindosieren eines Reduktionsmittels in einem Abgastrakt einer Verbrennungskraftmaschine. Das Dosiermodul umfasst mindestens einen Kühlkörper, der von einem Kühlfluid durchströmt ist. Das Dosiermodul weist einen durch das Kühlfluid aktiv gekühlten Anschlussstutzen auf.
Die EP 2 627 880 B1 offenbart eine Halterung für einen Injektor, aufweisend zumindest einen Grundkörper und eine Kappe zur gemeinsamen Aufnahme des Inj ektors, wobei der Grundkörper mit miteinander verbundenen Blechen gebildet ist, die zusammen zumindest eine Ringkammer bilden, welche sich um die Aufnahme herum erstreckt, wobei die zumindest eine Ringkammer mit einem Kühlmediumzulauf und einem Kühlmediumablauf verbindbar ist.
Kurzfassung
Ist eine Kühlvorrichtung in einer bestimmten Situation mit einer anderen Kühlvorrichtung parallel verbunden, dürfen sich die auf die Kühlvorrichtung und die andere Kühlvorrichtung verteilten Kühlwasseranteile nicht entsprechend einer Strömung von Kühlwasser ändern.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung liegt darin, eine Kühlvorrichtung für ein Additiveinspritzventil bereitzustellen, wobei die Kühlvorrichtung parallel zu einer anderen Kühlvorrichtung mit einem Zirkulationskreislauf für Kühlwasser verbunden und in der Lage ist, Anteile des auf die Kühlvorrichtung und die andere Kühlvorrichtung verteilten Kühlwassers gemäß einer Strömung von Kühlwasser bzw. einem Kühlwasserstrom zu verändern.
Eine Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist für ein Additiveinspritzventil parallel zu einer anderen Kühlvorrichtung mit einem Kühlmittelzirkulationskreislauf verbunden und umfasst: einen Kühlmittelpfad, durch den das Kühlmittel strömt; und ein bewegliches Element, das eine Strömung des Kühlmittels aufnimmt und sich verschiebt, um einen Durchlassbereich eines vorbestimmten Abschnitts des Kühlmittelpfads zu variieren.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration ist die Kühlvorrichtung parallel zu der anderen Kühlvorrichtungen mit dem Zirkulationskreislauf des Kühlmittels verbunden. Die Kühlvorrichtung umfasst den Kühlmittelpfad, durch den das Kühlmittel strömt. In diesem Fall verändert sich ein Strömungsbetrag bzw. eine Strömungsmenge des durch den Kühlmittelpfad der Kühlvorrichtung strömenden Kühlmittels, um die Anteile der Kühlmittelverteilung hin zu der Kühlvorrichtung und der anderen Kühlvorrichtung zu verändern.
Das bewegliche Element, das eine Strömung des Kühlmittels aufgenommen hat, verschiebt sich, um den Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts des Kühlmittelpfads zu variieren. Entsprechend kann sich ein Strömungsbetrag des in dem Kühlmittelpfad strömenden Kühlmittels gemäß einer Strömung des Kühlmittels verändern, wodurch sich Anteile der Kühlwasserverteilung hin zu der Kühlvorrichtung und der anderen Kühlvorrichtung verändern können. Darüber hinaus kann das bewegliche Element, das sich durch die Aufnahme der Strömung des Kühlmittels verschiebt, den Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts des Kühlmittelpfads unter Verwendung der Strömung des Kühlmittels verändern.
Figurenliste
Die Vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen ersichtlicher.

1 ist eine schematische Abbildung, welche einen Zirkulationskreis bzw. Zirkulationskreislauf von Kühlwasser und ein Kühlsystem darstellt.
2 ist eine Vorderansicht, welche ein Einspritzventil und eine Kühlvorrichtung darstellt.
3 ist eine Teilquerschnittsansicht von 2, wenn ein Strömungsbetrag von Kühlwasser kleiner als ein vorbestimmter Strömungsbetrag ist.
4 ist eine Teilquerschnittsansicht von 2, wenn ein Kühlwasserströmungsbetrag größer als der vorbestimmte Strömungsbetrag ist.
5 ist ein Diagramm, welches die Zusammenhänge zwischen einem Strömungsbetrag von Kühlwasser, einem Bereich eines variablen Abschnitts und einem Druckverlust bei einer normalen Strömung darstellt.
6 ist ein Diagramm, welches Zusammenhänge zwischen dem Strömungsbetrag von Kühlwasser, dem Bereich des variablen Abschnitts und dem Druckverlust bei einer entgegengesetzten Strömung bzw. Gegenströmung darstellt.
7 ist eine schematische Abbildung, welches Anteile der Kühlwasserverteilung hin zu der Kühlvorrichtung und hin zu einem wassergekühlten Ladeluftkühler (WCAC) bei der normalen Strömung darstellt.
8 ist eine schematische Abbildung, welches Anteile der Kühlwasserverteilung hin zu der Kühlvorrichtung und zu dem WCAC bei der Gegenströmung darstellt.
9 ist ein Diagramm, welches Zusammenhänge zwischen dem Strömungsbetrag von Kühlwasser, dem Bereich des variablen Abschnitts und dem Druckverlust bei der normalen Strömung in einem modifizierten Beispiel zeigt.
10 ist ein Diagramm, welches Zusammenhänge zwischen dem Strömungsbetrag von Kühlwasser, dem Bereich des variablen Abschnitts und dem Druckverlust bei der Gegenströmung in dem modifizierten Beispiel zeigt.
11 ist eine Teilquerschnittsansicht, welche ein bewegliches Element bei einem modifizierten Beispiel darstellt.
12 ist eine Teilquerschnittsansicht, welche ein bewegliches Element bei einem weiteren modifizierten Beispiel darstellt.

Detaillierte Beschreibung
Ein Kühlsystem gemäß einer Ausführungsform, das an einem Fahrzeug montiert ist, wird im Folgenden mit Bezug auf die Abbildungen beschrieben. Wie in 1 dargestellt ist, sind ein Zirkulationskreislauf 60 für Kühlwasser, eine Pumpe 71, ein Kühlsystem 70, ein Kühler 72 und andere Elemente auf einem Fahrzeug montiert. Das Kühlsystem 70 ist zwischen der Pumpe 71 und dem Kühler 72 verbunden. Das Kühlsystem 70 umfasst eine Kühlvorrichtung 20, einen Schalter 52, einen wassergekühlten Ladeluftkühler (WCAC) 50 und weitere.
Die Pumpe 71 ist mit dem Zirkulationskreislauf 60 verbunden und zirkuliert Kühlwasser (Kühlmittel) unter Verwendung einer Antriebskraft einer Verbrennungskraftmaschine (nicht dargestellt) durch den Zirkulationskreislauf 60. Ein Abgabebetrag von Kühlwasser von der Pumpe 71 ist proportional zu einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine. Die Pumpe 71 kann eine elektrisch betriebene Pumpe sein und derart konfiguriert sein, dass diese den Abgabebetrag verändert.
Der Zirkulationskreislauf 60 ist auf der stromabwärts gelegenen Seite der Pumpe 71 in einen Verzweigungspfad 61 und einen Verzweigungspfad 62 verzweigt. Der Schalter 52 ist mit dem Verzweigungspfad 61 verbunden. Eine erste Leitung 22 und eine zweite Leitung 23 der Kühlvorrichtung 20 für ein Einspritzventil 10 sind mit dem Schalter 52 verbunden. Der Schalter 52 schaltet eine Strömungsrichtung des zu der Kühlvorrichtung 20 strömenden Kühlwassers zwischen einer Normalrichtung P und einer Gegenrichtung R um. Das in der Normalrichtung (erste Richtung) strömende Kühlwasser wird in die erste Leitung 22 eingeführt und von der zweiten Leitung 23 abgegeben. Das in der Gegenrichtung (zweite Richtung) strömende Kühlwasser wird in die zweite Leitung 23 eingeführt und aus der ersten Leitung 22 abgegeben.
Der WCAC 50 ist mit dem Verzweigungspfad 62 verbunden. Insbesondere sind die Kühlvorrichtung 20 und der WCAC 50 parallel zueinander mit dem Zirkulationskreislauf 60 verbunden. Der WCAC 50 ist ein wassergekühlter Ladeluftkühler.
Die stromabwärts gelegene Seite des Schalters 52 in dem Verzweigungspfad 61 und die stromabwärts gelegene Seite des WCAC 50 in dem Verzweigungspfad 62 sind verbunden und mit dem Kühler 72 verbunden. Der Kühler 72 kühlt das Kühlwasser durch einen Wärmeaustausch. Das durch den Kühler 72 gekühlte Kühlwasser zirkuliert durch den Zirkulationskreislauf 60 und strömt wieder in Richtung hin zu der Pumpe 71.
Wie in den 2 und 3 dargestellt, ist die Kühlvorrichtung 20 (Kühlvorrichtung für Additiveinspritzventil) an dem Einspritzventil 10 angebracht. Das Einspritzventil 10 besitzt eine zylindrische Gestalt. Das Einspritzventil 10 spritzt Harnstoff von einem distalen Ende 10a ein.
Die Kühlvorrichtung 20 umfasst einen Körper 21, die erste Leitung 22, die zweite Leitung 23, ein festgelegtes Element 31, ein bewegliches Element 33, eine erste Feder 35, eine zweite Feder 37, ein Befestigungselement 24 und weitere. Die Kühlvorrichtung 20 ist über das Befestigungselement 24 an einer Auslassleitung der Verbrennungskraftmaschine angebracht.
Der Körper 21 weist eine zylindrische Gestalt auf, die einen Durchmesser besitzt, der größer ist als ein Durchmesser des Einspritzventils 10. Ein erstes Ende 21a des Körpers 21 ist mit einer Außenumfangsfläche des distalen Endes 10a des Einspritzventils 10 verbunden. Ein zweites Ende 21b des Körpers 21 ist mit einer Außenumfangsfläche eines Abschnitts 10b mit vergrößertem Durchmesser (proximales Ende) des Einspritzventils 10 verbunden. Der Körper 21 umfasst einen ersten Anschluss 21c und einen zweiten Anschluss 21d. Die erste Leitung 22 ist mit dem ersten Anschluss 21c verbunden. Die zweite Leitung 23 ist mit dem zweiten Anschluss 21d verbunden. Der zweite Anschluss 21d ist über bzw. oberhalb des ersten Anschlusses 21c angeordnet. Dementsprechend ist der zweite Anschluss 21d über dem ersten Anschluss 21c vorgesehen.
Das festgelegte Element 31 mit einer zylindrischen Gestalt ist im Inneren des Körpers 21 aufgenommen. Das festgelegte Element 31 ist in einem Bereich ausgehend von dem ersten Anschluss 21c hin zu dem zweiten Anschluss 21d vorgesehen. Ein Ende 31a des festgelegten Elements 31 auf der Seite des ersten Anschlusses 21c ist an dem Gehäuse 21 fixiert. Ein Raum zwischen dem einen Ende 31a und dem Gehäuse 21 ist abgedichtet. Ein Teil des Einspritzventils 10, insbesondere ein Teil ohne das distale Ende 10a, ist in das festgelegte Element 31 eingeführt bzw. eingesetzt. Zwischen einer Innenumfangsfläche des festgelegten Elements 31 und einer Außenumfangsfläche des Einspritzventils 10 ist ein vorbestimmter Freiraum ausgebildet. Dieser vorbestimmte Freiraum bildet einen Kühlwasserpfad.
Das bewegliche Element 33 mit einer zylindrischen Gestalt ist im Inneren des Körpers 21 aufgenommen. Das bewegliche Element 33 ist in einem Bereich ausgehend von dem distalen Ende 10a des Einspritzventils 10 hin zu dem einen Ende 31a des festgelegten Elements 31 vorgesehen. Ein Teil des Einspritzventils 10, insbesondere ein Teil einschließlich des distalen Endes 10a, ist in das bewegliche Element 33 eingeführt. Das bewegliche Element 33 umfasst einen ersten zylindrischen Abschnitt 33a, einen konischen Abschnitt 33b und einen zweiten zylindrischen Abschnitt 33c, die in einer Reihenfolge ausgehend von der distalen Endseite (Seite des ersten Endes 21a) positioniert sind.
Sowohl der erste zylindrische Abschnitt 33a als auch der zweite zylindrische Abschnitt 33c weist eine zylindrische Gestalt auf. Ein Durchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts 33a ist kleiner als ein Durchmesser des zweiten zylindrischen Abschnitts 33c. Der konische Abschnitt 33b weist eine kegelstumpfförmige Gestalt auf. Der konische Abschnitt 33b verbindet den ersten zylindrischen Abschnitt 33a mit dem zweiten zylindrischen Abschnitt 33c. Ein Durchmesser des konischen Abschnitts 33b ist ausgehend von dem ersten zylindrischen Abschnitt 33a hin zu dem zweiten zylindrischen Abschnitt 33c vergrößert. Zwischen jeweiligen Innenumfangsflächen des ersten zylindrischen Abschnitts 33a, des konischen Abschnitts 33b und des zweiten zylindrischen Abschnitts 33c und der Außenumfangsfläche des Einspritzventils 10 ist ein vorbestimmter Freiraum ausgebildet. Dieser vorbestimmte Freiraum bildet einen Kühlwasserpfad. Gleichermaßen ist ein vorbestimmter Freiraum zwischen jeweiligen Außenumfangsflächen des ersten zylindrischen Abschnitts 33a, des konischen Abschnitts 33b und des zweiten zylindrischen Abschnitts 33c und einer Innenumfangsfläche des Körpers 21 ausgebildet. Dieser vorbestimmte Freiraum bildet einen Kühlwasserpfad.
Ein erster Pfad ist durch den vorbestimmten Freiraum zwischen den entsprechenden Außenumfangsflächen des ersten zylindrischen Abschnitts 33a, des konischen Abschnitts 33b und des zweiten zylindrischen Abschnitts 33c und der Innenumfangsfläche des Körpers 21 gebildet. Der erste Pfad ist mit dem ersten Anschluss 21c verbunden und erstreckt sich hin zu einem Außenumfang des distalen Endes 10a des Einspritzventils 10. Ein zweiter Pfad ist aus dem vorbestimmten Freiraum zwischen den jeweiligen Innenumfangsflächen des ersten zylindrischen Abschnitts 33a, des konischen Abschnitts 33b, des zweiten zylindrischen Abschnitts 33c und des festgelegten Elements 31 und der Außenumfangsfläche des Einspritzventils 10 gebildet. Der zweite Pfad ist mit dem ersten Pfad verbunden, der ausgehend von dem Außenumfang des distalen Endes 10a entlang des Einspritzventils 10 erstreckt ist, und mit dem zweiten Anschluss 21d verbunden. Der erste Pfad und der zweite Pfad bilden einen Kühlmittelpfad.
Ein Vorsprung 33d, der bei einer Grenze zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt 33a und dem konischen Abschnitt 33b ausgebildet ist, steht ringförmig hin zu der Innenumfangsseite vor. Ein Freiraum, der zwischen der Außenumfangsfläche des Einspritzventils 10 und der Innenumfangsfläche des Vorsprungs 33d ausgebildet ist, ist kleiner als jeder Freiraum bei benachbarten Positionen sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts im Kühlwasserstrom. Mit anderen Worten, der Vorsprung 33d (Drosselabschnitt) reduziert einen Durchlassbereich an einer vorbestimmten Position in dem zweiten Pfad auf einen Bereich, der kleiner ist als jeder Durchlassbereich benachbarter Positionen zu der vorbestimmten Position auf beiden Seiten.
Die erste Feder 35 ist innerhalb des ersten zylindrischen Abschnitts 33a aufgenommen. Die erste Feder 35 (Regulationsabschnitt) ist zwischen der Außenumfangsfläche des Einspritzventils 10 und der Innenumfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 33a angeordnet. Die erste Feder 35 ist zwischen dem ersten Ende 21a des Körpers 21 und dem Vorsprung 33d angeordnet. Zwischen der Außenumfangsfläche des Einspritzventils 10 und der ersten Feder 35 ist ein Freiraum ausgebildet, und zwischen der Innenumfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 33a und der ersten Feder 35 ist ein Freiraum ausgebildet. Die erste Feder 35 ist durch eine Spiralfeder mit einem Federkoeffizienten k1 aufgebaut.
Ein Abschnitt 10c mit mittlerem Durchmesser mit einem Durchmesser, der größer als der Durchmesser des distalen Endes 10a ist, ist bei einem Zwischenabschnitt des Einspritzventils 10 ausgebildet. Die zweite Feder 37 ist zwischen dem Abschnitt 10c mit mittlerem Durchmesser und dem Vorsprung 33d angeordnet. Die zweite Feder 37 (Vorspannelement) ist durch eine Spiralfeder mit einem Federkoeffizienten k2 aufgebaut. Ein Ende der zweiten Feder 37 steht mit dem Abschnitt 10c mit mittlerem Durchmesser in Kontakt, während das andere Ende der zweiten Feder 37 in Kontakt mit dem Vorsprung 33d steht. Die zweite Feder 37 spannt das bewegliche Element 33 hin zu dem distalen Ende 10a des Einspritzventils 10 und dem ersten Ende 21a des Körpers 21 vor.
Entsprechend steht ein Ende der ersten Feder 35 mit dem Vorsprung 33d in Kontakt, während das andere Ende der ersten Feder 35 mit dem ersten Ende 21a des Körpers 21 in Kontakt steht. Der Federkoeffizient k1 der ersten Feder 35 ist ausreichend größer als der Federkoeffizient k2 der zweiten Feder 37 (k1 >> k2). Die erste Feder 35 kontrahiert bzw. zieht sich daher auch dann kaum zusammen, wenn auf diese durch den Vorsprung 33d gedrückt wird, weshalb eine Bewegung des beweglichen Elements 33 hin zu dem ersten Ende 21a durch die erste Feder 35 reguliert wird.
Ein Vorsprung 33cb, der ringförmig hin zu der Außenumfangsseite vorsteht, ist auf dem zweiten zylindrischen Abschnitt 33c an einer Position nahe an dem konischen Abschnitt 33b ausgebildet. Der zweite zylindrische Abschnitt 33c ist verschiebbar an dem einen Ende 31a des festgelegten Elements 31 angebracht. Aus einem Raum zwischen der Außenumfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 33c und der Innenumfangsfläche des einen Endes 31a des festgelegten Elements 31 tritt kein Kühlwasser oder nur eine geringe Menge an Kühlwasser aus. Eine Endoberfläche des einen Endes 31a und des Vorsprungs 33cb sind einander zugewandt.
Der erste Anschluss 21c ist dem konischen Abschnitt 33b des beweglichen Elements 33 zugewandt. Dementsprechend kollidiert das durch den ersten Anschluss 21c eingeleitete Kühlwasser mit der Außenumfangsfläche des konischen Abschnitts 33b (erste geneigte Oberfläche). Wenn ein Kühlwasserstrom mit der Außenumfangsfläche des konischen Abschnitts 33b kollidiert, verschiebt eine durch die Kollision erzeugte Kraft das bewegliche Element 33 in Richtung hin zu der Seite des festgelegten Elements 31 (Seite entgegengesetzt zu dem ersten Ende 21a des Körpers 21). Die Kraft, die das bewegliche Element 33 in Richtung hin zu der Seite des festgelegten Elements 31 verschiebt, nimmt zu, wenn der Strömungsbetrag des mit der Außenumfangsfläche des konischen Abschnitts 33b kollidierenden Kühlwassers zunimmt.
3 stellt einen Zustand des beweglichen Elements 33 dar, wenn der Strömungsbetrag bzw. die Strömungsmenge des Kühlwassers kleiner als ein vorbestimmter Strömungsbetrag ist. In diesem Fall wird das bewegliche Element 33 durch die zweite Feder 37 in Richtung hin zu der Seite des ersten Endes 21a des Körpers 21 vorgespannt, weshalb der Vorsprung 33d mit der ersten Feder 35 in Kontakt kommt. Dementsprechend wird die Bewegung des beweglichen Elements 33 hin zu der Seite des ersten Endes 21a des Körpers 21 durch die erste Feder 35 reguliert. Ein erster Freiraum g1 ist zwischen einem distalen Ende 33aa des ersten zylindrischen Abschnitts 33a und dem ersten Ende 21a des Körpers 21 ausgebildet. Eine Endoberfläche des einen Endes 31a des festgelegten Elements 31 und des Vorsprungs 33cb sind voneinander getrennt.
4 veranschaulicht einen Zustand des beweglichen Elements 33, wenn der Strömungsbetrag des Kühlwassers größer ist als der vorbestimmte Strömungsbetrag. Wie vorstehend beschrieben ist, verschiebt, wenn die Strömung des Kühlwassers mit der Außenumfangsfläche des konischen Abschnitts 33b kollidiert, eine durch die Kollision erzeugte Kraft das bewegliche Element 33 in Richtung hin zu der Seite des festgelegten Elements 31 (Seite entgegengesetzt zu dem ersten Ende 21a des Körpers 21). Dementsprechend wird, wenn der Strömungsbetrag des Kühlwassers größer als der vorbestimmte Strömungsbetrag ist, das bewegliche Element 33 in Richtung hin zu der Seite entgegengesetzt zu dem ersten Ende 21a des Körpers 21 (Seite des zweiten Anschlusses 21d) verschoben, während dieses der Druck- bzw. Vorspannkraft der zweiten Feder 37 widersteht bzw. entgegenwirkt.
In diesem Zustand kommen die Endoberfläche des einen Endes 31a des festgelegten Elements 31 und der Vorsprung 33cb miteinander in Kontakt. Dementsprechend wird die Bewegung des beweglichen Elements 33 in Richtung hin zu dem festgelegten Element 31 durch das eine Ende 31a des festgelegten Elements 31 reguliert.
Ein zweiter Freiraum g2 ist zwischen dem distalen Ende 33aa des ersten zylindrischen Abschnitts 33a und dem ersten Ende 21a des Körpers 21 ausgebildet. Der zweite Freiraum g2 ist größer als der erste Freiraum g1 (g2 > g1). Dementsprechend erzeugt die Außenumfangsfläche des konischen Abschnitts 33b des beweglichen Elements 33, welche eine Strömung des von dem ersten Anschluss 21c eingeführten Kühlwassers aufgenommen hat, eine Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements 33 in einer Richtung zum Vergrößern eines Durchlassbereichs eines Abschnitts zwischen dem distalen Ende 10a des Einspritzventils 10 und dem distalen Ende 33aa des beweglichen Elements 33 (im Folgenden als „variabler Abschnitt“ bezeichnet). Der variable Abschnitt (vorbestimmter Abschnitt) entspricht einem Außenumfangsabschnitt des distalen Endes 10a des Einspritzventils 10 in dem Kühlwasserpfad (erster Pfad und zweiter Pfad).
Das bewegliche Element 33, das die Strömung des Kühlwassers aufgenommen hat, verschiebt sich, so dass der Durchlassbereich (definiert durch den zweiten Freiraum g2) des variablen Abschnitts in dem Zustand, in dem der Strömungsbetrag des Kühlwassers größer als der vorbestimmte Strömungsbetrag ist, größer wird als der Durchlassbereich (definiert durch den ersten Freiraum g1) des variablen Abschnitts in dem Zustand, in dem der Strömungsbetrag des Kühlwassers kleiner als der vorbestimmte Strömungsbetrag ist. Die zweite Feder 37 spannt das bewegliche Element 33 in einer Richtung zum Verringern des Durchlassbereichs des variablen Abschnitts vor.
Darüber hinaus ist, wie vorstehend beschrieben ist, der zwischen der Außenumfangsfläche des Einspritzventils 10 und der Innenumfangsfläche des Vorsprungs 33d ausgebildete Freiraum ein Freiraum, der kleiner ist als jeder Freiraum der benachbarten Positionen sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts im Kühlwasserstrom. Dementsprechend dient der Vorsprung 33d als ein in dem zweiten Pfad ausgebildeter Drosselabschnitt. In diesem Fall wird der Kühlwasserdruck auf der Stromaufwärtsseite des Vorsprungs 33d höher als der Kühlwasserdruck auf der stromabwärts gelegenen Seite des Vorsprungs 33d, wodurch eine Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements 33 in Richtung hin zu der Seite des festgelegten Elements 31 erzeugt wird. Mit anderen Worten, der Vorsprung 33d, der einen Kühlwasserstrom empfängt, erzeugt eine Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements 33 in der Richtung zum Vergrößern des Durchlassbereichs des variablen Abschnitts.
5 ist ein Diagramm, welches Zusammenhänge zwischen einem Strömungsbetrag Q von Kühlwasser, einem Bereich bzw. einer Fläche A des variablen Abschnitts und einem Druckverlust ΔP zeigt, wenn Kühlwasser in der normalen Richtung strömt.
In einem Zustand, in dem ein Strömungsbetrag an Kühlwasser kleiner als der Strömungsbetrag Q1 ist, wird der Freiraum des variablen Abschnitts auf dem ersten Freiraum g1 gehalten und der Bereich bzw. die Fläche des variablen Abschnitts wird auf einem Bereich A1 gehalten, wie in 3 dargestellt ist. Das bewegliche Element 33 wird bei der in 3 dargestellten Position gehalten, bis die Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements 33 in Richtung des festgelegten Elements 31 durch den Kühlwasserstrom größer wird als eine Summe aus der Vorspannkraft der zweiten Feder 37 und einer auf das bewegliche Element 33 wirkenden Reibkraft.
Hier nimmt der Druckverlust ΔP des Kühlwassers unter des Annahme, dass der Durchlassbereich des variablen Abschnitts einen festgelegten Wert besitzt (unveränderlich ist), mit zunehmendem Strömungsbetrag des Kühlwassers zu. Andererseits fällt ein Druckverlust von Kühlwasser in einem Zustand, in dem der Durchlassbereich des variablen Abschnitts übermäßig groß ist, ab, während eine Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers abnimmt. In diesem Fall sinkt die Kühleffizienz am distalen Ende 10a des Einspritzventils 10.
Bei diesem Aspekt wird der Freiraum des variablen Abschnitts auf den zweiten Freiraum g2 vergrößert, wie in 4 dargestellt, wenn ein Strömungsbetrag an Kühlwasser größer ist als der Strömungsbetrag Q1. Dementsprechend nimmt der Bereich des variablen Abschnitts auf einen Bereich A2 zu. Insbesondere wenn ein Kühlwasserströmungsbetrag größer als der Strömungsbetrag Q1 wird, wird die Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements 33 in Richtung hin zu der Seite des festgelegten Elements 31 durch die Strömung des Kühlwassers größer als die Summe aus der Vorspannkraft der zweiten Feder 37 und der Reibkraft, die auf das bewegliche Element 33 wirkt.
Der Federkoeffizient k2 der zweiten Feder 37 ist auf einen relativ kleinen Wert eingestellt. Dementsprechend setzt das bewegliche Element 33, welches mit der Verschiebung begonnen hat, die Verschiebung fort, bis der Vorsprung 33cb des beweglichen Elements 33 mit dem einen Ende 31a des festgelegten Elements 31 in Kontakt kommt. Folglich vergrößert sich der Bereich des variablen Abschnitts auf den Bereich A2, wodurch der Druckverlust ΔP abnimmt. Zu dieser Zeit nimmt ein Strömungsbetrag an Kühlwasser zu, das durch den ersten Pfad und den zweiten Pfad strömt. Danach steigt der Druckverlust ΔP mit zunehmendem Strömungsbetrag des Kühlwassers.
Die Kühlvorrichtung 20 ist parallel zum WCAC 50 mit dem Zirkulationskreislauf 60 des Kühlwassers verbunden. In diesem Fall nimmt ein Strömungsbetrag eines hin zu dem WCAC 50 strömenden Kühlwassers mit einem zunehmenden Strömungsbetrag des zur Kühlvorrichtung 20 strömenden Kühlwassers ab. Dementsprechend nimmt ein Anteil der Kühlwasserverteilung hin zu der Kühlvorrichtung 20 zu, während ein Anteil der Kühlwasserverteilung zum WCAC 50 abnimmt.
6 ist ein Diagramm, welches Zusammenhänge zwischen dem Strömungsbetrag Q des Kühlwassers, dem Bereich bzw. der Fläche A des variablen Abschnitts und dem Druckverlust ΔP zeigt, wenn Kühlwasser in der Gegenrichtung strömt. Die Strömungsrichtung des zur Kühlvorrichtung 20 strömenden Kühlwassers kann unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Schalters 52 auf die Gegenrichtung umgeschaltet werden.
Wenn das Kühlwasser in der Gegenrichtung strömt, wird der Bereich des variablen Abschnitts unabhängig von dem Strömungsbetrag Q des Kühlwassers auf dem Bereich A1 gehalten. In diesem Fall strömt das Kühlwasser in einer Richtung entgegengesetzt zu der Normalrichtung, die durch Pfeile in 3 angegeben sind. Daher kollidiert ein Kühlwasserstrom mit der Innenumfangsfläche des konischen Abschnitts 33b (zweite geneigte Oberfläche). Wenn die Strömung des Kühlwassers mit der Innenumfangsfläche des konischen Abschnitts 33b kollidiert, verschiebt eine durch die Kollision erzeugte Kraft das bewegliche Element 33 in Richtung hin zu der Seite des ersten Endes 21a des Körpers 21. Mit anderen Worten, die Innenumfangsfläche des konischen Abschnitts 33b, welche den Kühlwasserstrom aufgenommen hat, erzeugt eine Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements 33 in Richtung zum Verringern des Durchlassbereichs des variablen Abschnitts. In diesem Fall steigt der Druckverlust ΔP mit zunehmendem Strömungsbetrag des Kühlwassers.
Beim Vergleich von 5 und 6 verschiebt sich das bewegliche Element 33, welches eine Strömung von Kühlwasser aufgenommen hat, so dass der Bereich A2 des variablen Abschnitts in einem Zustand, in dem die Strömungsrichtung des Kühlwassers die Normalrichtung ist, größer wird als der Bereich A1 des variablen Abschnitts in einem Zustand, in dem die Strömungsrichtung des Kühlwassers die Gegenrichtung ist. Der Strömungsbetrag des Kühlwassers, das in der Normalrichtung zur Kühlvorrichtung 20 strömt, wird größer als der Strömungsbetrag des Kühlwassers, das in der Gegenrichtung zur Kühlvorrichtung 20 strömt. In diesem Fall nimmt der Strömungsbetrag des zum WCAC 50 strömenden Kühlwassers ab. Mit anderen Worten, der Strömungsbetrag des in der Gegenrichtung zur Kühlvorrichtung 20 strömenden Kühlwassers wird kleiner als der Strömungsbetrag des Kühlwassers, welches in der Normalrichtung zur Kühlvorrichtung 20 strömt. In diesem Fall steigt der Strömungsbetrag des Kühlwassers, das zum WCAC 50 strömt. Dementsprechend nimmt durch das Zuführen von Kühlwasser hin zu der Kühlvorrichtung 20 in der Gegenrichtung der Anteil der Kühlwasserverteilung zur Kühlvorrichtung 20 ab, während der Anteil der Kühlwasserverteilung zum WCAC 50 zunimmt.
7 ist eine schematische Abbildung, welche Anteile der Kühlwasserverteilung zur Kühlvorrichtung 20 und zum WCAC 50 veranschaulicht, wenn das Kühlwasser in der Normalrichtung strömt. Wenn ein Kühlwasserströmungsbetrag größer als der Strömungsbetrag Q1 ist, ist der Anteil der Kühlwasserverteilung zur Kühlvorrichtung 20 höher bzw. größer als der Anteil der Kühlwasserverteilung zum WCAC 50. Dementsprechend ist ein Strömungsbetrag von Kühlwasser, das zur Kühlvorrichtung 20 strömt, größer als ein Strömungsbetrag von Kühlwasser, das zum WCAC 50 strömt.
8 ist eine schematische Abbildung, welche die Anteile der Kühlwasserverteilung zur Kühlvorrichtung 20 und zum WCAC 50 veranschaulicht, wenn das Kühlwasser in der Gegenrichtung strömt. Der Anteil der Kühlwasserverteilung zur Kühlvorrichtung 20 ist unabhängig von einem Strömungsbetrag an Kühlwasser kleiner als der Anteil der Kühlwasserverteilung zum WCAC 50. Dementsprechend ist ein Strömungsbetrag an Kühlwasser, das zur Kühlvorrichtung 20 strömt, kleiner als ein Strömungsbetrag an Kühlwasser, das zum WCAC 50 strömt.
Die vorstehend im Detail beschriebene vorliegende Ausführungsform hat folgende Vorteile.
Das bewegliche Element 33, das eine Strömung von Kühlwasser aufgenommen hat, verschiebt sich, um den Durchlassbereich des variablen Abschnitts des Kühlwasserpfads zu variieren. Dementsprechend kann sich ein Strömungsbetrag des in dem Kühlwasserpfad strömenden Kühlwassers gemäß einer Strömung von Kühlwasser verändern, wodurch sich Kühlwasserverteilungsanteile zur Kühlvorrichtung und zum WCAC 50 ändern können. Darüber hinaus ist das bewegliche Element 33, das sich durch die Aufnahme des Kühlwasserstroms verschiebt, in der Lage, den Durchlassbereich des variablen Abschnitts des Kühlwasserpfads unter Verwendung der Strömung des Kühlwassers zu variieren.
Das bewegliche Element 33, welches eine Strömung von Kühlwasser aufgenommen hat, verschiebt sich, so dass der Durchlassbereich des variablen Abschnitts in einem Zustand, in dem der Strömungsbetrag des Kühlwassers größer als ein vorbestimmter Strömungsbetrag ist, größer wird als der Durchlassbereich des variablen Abschnitts in einem Zustand, in dem der Strömungsbetrag des Kühlwassers kleiner als der vorbestimmte Strömungsbetrag ist. Dementsprechend können eine Reduktion des Druckverlustes von Kühlwasser und eine Reduktion des Abnehmens der Kühlleistung erreicht werden. In diesem Fall dürfen sich, ähnlich wie oben, die Anteile der Kühlwasserverteilung zur Kühlvorrichtung für das Einspritzventil 10 und zum WCAC 50 entsprechend der Strömung von Kühlwasser (genauer gesagt dem Strömungsbetrag) verändern.
Die Außenumfangsfläche des konischen Abschnitts 33b des beweglichen Elements 33, welches eine Strömung von Kühlwasser aufgenommen hat, erzeugt eine Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements 33 in der Richtung zum Vergrößern des Durchlassbereichs des variablen Abschnitts. Die Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements 33 nimmt mit zunehmendem Strömungsbetrag des mit der Außenumfangsfläche des konischen Abschnitts 33b kollidierenden Kühlwassers zu. Entsprechend kann der Durchlassbereich des variablen Abschnitts zunehmen, wenn der Strömungsbetrag des Kühlwassers größer als ein vorbestimmter Strömungsbetrag wird und ausreicht wird, um eine große Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements 33 zu erzeugen.
Das bewegliche Element 33, welches eine Strömung von Kühlwasser aufgenommen hat, verschiebt sich, so dass der Durchlassbereich des variablen Abschnitts in einem Zustand, in dem die Strömungsrichtung des Kühlwassers der Normalrichtung entspricht, größer wird als der Durchlassbereich des variablen Abschnitts in einem Zustand, in dem die Strömungsrichtung des Kühlwassers der Gegenrichtung entspricht. Dementsprechend können sich Kühlwasserverteilungsanteile zur Kühlvorrichtung und zum WCAC 50 verändern, indem die Zuführrichtung des Kühlwassers zu dem Kühlmittelpfad zwischen der Normalrichtung und der Gegenrichtung umgeschaltet wird. In diesem Fall können sich, ähnlich wie vorstehend, die Anteile der Kühlwasserverteilung zur Kühlvorrichtung für das Einspritzventil 10 und zum WCAC 50 gemäß einer Strömung von Kühlwasser (insbesondere der Strömungsrichtung) ändern.
Wenn die Strömungsrichtung des Kühlwassers der Gegenrichtung entspricht, erzeugt die Innenumfangsfläche des konischen Abschnitts 33b des beweglichen Elements 33, welche eine Strömung von Kühlwasser aufgenommen hat, eine Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements 33 in der Richtung zum Verringern des Durchlassbereichs des variablen Abschnitts. Die Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements 33 nimmt mit zunehmendem Strömungsbetrag des mit der Innenumfangsfläche des konischen Abschnitts 33b kollidierenden Kühlwassers zu. Dementsprechend lässt sich der Durchlassbereich des variablen Abschnitts leicht auf einem kleinen Bereich halten.
Der Durchlassbereich des variablen Abschnitts wird durch die zweite Feder 37, welche das bewegliche Element 33 in der Richtung zum Verringern des Durchlassbereichs des variablen Abschnitts vorspannt, auf einfache Art und Weise auf einem kleinen Bereich gehalten.
Der variable Abschnitt, welcher den Durchlassbereich in dem Kühlwasserpfad variiert, entspricht dem Außenumfangsabschnitt des distalen Endes 10a des Einspritzventils 10. In diesem Fall kann eine Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers, das zum distalen Ende 10a des Einspritzventils 10 strömt, zunehmen, wenn den Durchlassbereich des variablen Abschnitts abnimmt. Dementsprechend ist eine effiziente Kühlung des distalen Endes 10a des Einspritzventils 10 möglich, bei welchem leicht ein Temperaturanstieg auftritt.
Der Vorsprung 33d des beweglichen Elements 33 reduziert den Durchlassbereich an der vorbestimmten Position in dem zweiten Pfad auf einen Bereich, der kleiner ist als jeder Durchlassbereich der benachbarten Positionen auf beiden Seiten der vorbestimmten Position. In diesem Fall wird der Druck des Kühlwassers auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Vorsprungs 33d höher als der Druck des Kühlwassers auf der stromabwärts gelegenen Seite des Vorsprungs 33d, wodurch eine Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements 33 in Richtung hin zu der Seite des festgelegten Elements 31 erzeugt wird. Mit anderen Worten, der Vorsprung 33d, der eine Strömung von Kühlwasser aufnimmt, erzeugt eine Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements 33 in der Richtung zum Vergrößern des Durchlassbereichs des variablen Abschnitts. Die Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements 33 nimmt mit zunehmendem Strömungsbetrag des den Vorsprung 33d passierenden Kühlwassers zu. Dementsprechend erzeugt der Vorsprung 33d auch eine Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements 33 in der Richtung zum Vergrößern des Durchlassbereichs des variablen Abschnitts, wodurch der Durchlassbereich des beweglichen Abschnitts vergrößert wird, wenn der Strömungsbetrag des Kühlwassers größer als der vorbestimmte Strömungsbetrag ist.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform kann auf folgende Weise modifiziert sein. Teilen, die mit den Teilen bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform identisch sind, sind identische Bezugszeichen zugewiesen und diese werden nicht wiederholt erläutert.
9 ist ein Diagramm, welches Zusammenhänge zwischen dem Strömungsbetrag Q von Kühlwasser, dem Bereich bzw. der Fläche A des variablen Abschnitts und dem Druckverlust gemäß einem modifizierten Beispiel zeigt, wenn Kühlwasser in der Normalrichtung strömt. Bei diesem modifizierten Beispiel verschiebt sich das bewegliche Element 33, welches eine Strömung von Kühlwasser aufgenommen hat, so dass der Durchlassbereich des variablen Abschnitts (vorbestimmter Abschnitt) mit zunehmendem Strömungsbetrag des Kühlwassers zunimmt. Genauer gesagt ist ein Federkoeffizient k3 der zweiten Feder 37 in diesem modifizierten Beispiel auf einen Wert eingestellt, der größer als der Federkoeffizient k2 und kleiner als der Federkoeffizient k1 ist (k2 < k3 < k1). Wenn der Strömungsbetrag des Kühlwassers größer wird als der Strömungsbetrag Q2, beginnt sich das bewegliche Element 33 entsprechend in Richtung hin zu dem festgelegten Element 31 zu verschieben, und dieses verschiebt sich allmählich gemäß dem Strömungsbetrag Q des Kühlwassers.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration verschiebt sich das bewegliche Element 33, das die Strömung des Kühlwassers aufgenommen hat, so dass der Durchlassbereich des variablen Abschnitts mit zunehmendem Strömungsbetrag des Kühlwassers zunimmt. In diesem Fall kann der Durchlassbereich des variablen Abschnitts entsprechend der Erhöhung des Strömungsbetrags des Kühlwassers allmählich zunehmen. Dementsprechend können eine Reduktion eines Druckverlusts des Kühlwassers und eine Verbesserung der Kühleffizienz erreicht werden.
10 ist ein Diagramm, welches Zusammenhänge zwischen dem Strömungsbetrag Q von Kühlwasser, dem Bereich A des variablen Abschnitts und dem Druckverlust gemäß einem modifizierten Beispiel zeigt, wenn Kühlwasser in der Gegenrichtung strömt. In diesem modifizierten Beispiel verschiebt sich das bewegliche Element 33, das eine Strömung von Kühlwasser aufgenommen hat, so dass der Durchlassbereich des variablen Abschnitts (vorbestimmter Abschnitt) mit zunehmendem Strömungsbetrag des Kühlwassers in einem Zustand abnimmt, in dem die Strömungsrichtung des Kühlwassers der Gegenrichtung entspricht. Genauer gesagt ist ein Federkoeffizient k4 der ersten Feder 35 in diesem modifizierten Beispiel auf einen Wert eingestellt, der größer als jeder der Federkoeffizienten k2 und k3 und kleiner als der Federkoeffizient k1 ist (k2 < k3 < k4 < k4 < k1). Dementsprechend verschiebt sich das bewegliche Element 33 gemäß dem Strömungsbetrag Q des Kühlwassers mit zunehmendem Strömungsbetrag Q des Kühlwassers allmählich in Richtung hin zu dem ersten Ende 21a des Körpers 21.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration verschiebt sich das bewegliche Element, welches eine Strömung von Kühlwasser aufgenommen hat, so dass der Durchlassbereich des variablen Abschnitts mit zunehmendem Strömungsbetrag des Kühlwassers in dem Zustand abnimmt, in dem die Strömungsrichtung des Kühlwassers der Gegenrichtung entspricht. In diesem Fall kann der Durchlassbereich des variablen Abschnitts entsprechend der Zunahme des Strömungsbetrags des Kühlwassers allmählich abnehmen. Dementsprechend kann der Anteil der Kühlwasserverteilung zum WCAC 50 mit zunehmendem Strömungsbetrag des Kühlwassers zunehmen.
Eine geneigte Oberfläche (erste geneigte Oberfläche), die eine Strömung von Kühlwasser aufnimmt, um eine Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements 33 in der Richtung zum Vergrößern des Durchlassbereichs des variablen Abschnitts zu erzeugen, kann zusätzlich zur Außenumfangsfläche des konischen Abschnitts 33b vorgesehen sein. Die geneigte Oberfläche kann eine gekrümmte Oberfläche oder eine flache Oberfläche sein.
Eine geneigte Oberfläche (zweite geneigte Oberfläche), die eine Strömung von Kühlwasser aufnimmt, um eine Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements 33 in der Richtung zum Verringern des Durchlassbereichs des variablen Abschnitts zu erzeugen, kann zusätzlich zur Innenumfangsfläche des konischen Abschnitts 33b vorgesehen werden. Die geneigte Oberfläche kann eine gekrümmte Oberfläche oder eine flache Oberfläche sein.
Wie in den 11 und 12 dargestellt ist, kann in dem Kühlwasserpfad (der erste Pfad und der zweite Pfad) zusätzlich zu dem Außenumfangsabschnitt des distalen Endes 10a des Einspritzventils 10 ein variabler Abschnitt (vorbestimmter Abschnitt) vorgesehen sein, der in der Lage ist, einen Durchlassbereich zu variieren. 11 veranschaulicht einen ringförmigen Abschnitt 33ba, der innerhalb des konischen Abschnitts 33b des beweglichen Elements 33 ausgebildet ist und ringförmig vorsteht. Ein dritter Freiraum g3 eines Abschnitts (vorbestimmter Abschnitt) zwischen dem Abschnitt 10c mit mittlerem Durchmesser des Einspritzventils 10 und dem ringförmigen Abschnitt 33ba ändert sich mit einer Verschiebung des beweglichen Elements 33, welches eine Strömung von Kühlwasser aufgenommen hat. Diese Abbildung stellt einen Zustand dar, in dem der dritte Freiraum g3 verringert ist. 12 stellt einen geneigten Abschnitt 10ca dar, der eine konische Gestalt aufweist und bei dem Abschnitt 10c mit mittlerem Durchmesser des Einspritzventils 10 ausgebildet ist. Ein vierter Freiraum g4 eines Abschnitts (vorbestimmten Abschnitts) zwischen dem geneigten Abschnitt 10ca und der Innenumfangsfläche des konischen Abschnitts 33b verändert sich mit einer Verschiebung des beweglichen Elements 33, welches eine Strömung von Kühlwasser aufgenommen hat. Diese Abbildung veranschaulicht einen Zustand, in dem der vierte Freiraum g4 verringert ist.
Die zweite Feder 37 kann weggelassen werden, wenn der Durchlassbereich des variablen Abschnitts durch die auf das bewegliche Element 33 wirkende Schwerkraft in einem Zustand, in dem ein Strömungsbetrag an Kühlwasser kleiner als der vorbestimmte Strömungsbetrag ist, abnimmt.
Anstelle des WCAC 50 kann ein Abgasrückführungs- (AGR)-Kühler, ein Turbolader oder dergleichen (andere Kühlvorrichtung) mit dem Verzweigungspfad 61 verbunden sein.
Die Kühlvorrichtung 20 für das Einspritzventil 10 kann ein anderes Kühlmittel als Kühlwasser als ein Kühlmedium anwenden.
Das Einspritzventil 10 kann ein anderes Additiv als Harnstoff, wie Kraftstoff oder andere Reduktionsmittel, einspritzen.
Die Kühlvorrichtung für das Additiveinspritzventil ist parallel zu einer anderen Kühlvorrichtung mit dem Zirkulationskreislauf für Kühlmittel verbunden. Die Kühlvorrichtung umfasst: einen Kühlmittelpfad, durch den das Kühlmittel strömt; und ein bewegliches Element, das eine Strömung des Kühlmittels aufnimmt und sich verschiebt, um einen Durchlassbereich eines vorbestimmten Abschnitts des Kühlmittelpfads zu variieren. Das bewegliche Element kann bewirken, dass der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts, wenn ein Strömungsbetrag des Kühlmittels größer als ein vorbestimmter Strömungsbetrag ist, größer ist als der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts, wenn der Strömungsbetrag des Kühlmittels kleiner als der vorbestimmte Strömungsbetrag ist.
Unter der Annahme, dass der Durchlassbereich des Kühlmittelpfads einen festgelegten Wert besitzt (unveränderlich ist), nimmt der Druckverlust von Kühlmittel mit zunehmendem Strömungsbetrag von Kühlmittel zu. Andererseits nimmt ein Druckverlust von Kühlmittel in einem Zustand, in dem der Durchlassbereich des Kühlmittelpfads übermäßig groß ist, ab, während eine Strömungsgeschwindigkeit von Kühlmittel abnimmt. In diesem Fall sinkt die Kühleffizienz.
Gemäß der Ausführungsform verschiebt sich das bewegliche Element, das eine Strömung von Kühlmittel aufgenommen hat, so dass der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts in einem Zustand, in dem der Strömungsbetrag des Kühlmittels größer als ein vorbestimmter Strömungsbetrag ist, größer wird als der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts in einem Zustand, in dem der Strömungsbetrag des Kühlmittels kleiner als der vorbestimmte Strömungsbetrag ist. Dementsprechend können eine Reduktion eines Druckverlusts von Kühlwasser und eine Reduktion der Kühleffizienz erreicht werden. In diesem Fall können sich Anteile der Kühlmittelverteilung zur Kühlvorrichtung für das Einspritzventil und zu der anderen Kühlvorrichtung gemäß der Strömung (insbesondere der Strömungsrate) des Kühlmittels verändern.
Das bewegliche Element kann beispielsweise bewirken, dass der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts mit zunehmendem Strömungsbetrag des Kühlmittels zunimmt.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration verschiebt sich das bewegliche Element, das eine Strömung des Kühlmittels aufgenommen hat, so dass der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts mit zunehmendem Strömungsbetrag des Kühlmittels zunimmt. In diesem Fall kann der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts gemäß der Zunahme des Strömungsbetrags des Kühlmittels allmählich zunehmen. Dementsprechend sind eine Reduktion eines Druckverlusts von Kühlmittel und eine Verbesserung der Kühleffizienz möglich.
Das bewegliche Element kann beispielsweise eine erste geneigte Oberfläche umfassen, die eine Strömung des Kühlmittels aufnimmt, um eine Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements in einer Richtung zum Vergrößern des Durchlassbereichs des vorbestimmten Abschnitts zu erzeugen.
Die erste geneigte Oberfläche des beweglichen Elements, die eine Strömung von Kühlmittel aufgenommen hat, erzeugt eine Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements in der Richtung zum Vergrößern des Durchlassbereichs des vorbestimmten Abschnitts. Die Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements nimmt mit zunehmendem Strömungsbetrag des mit der ersten geneigten Oberfläche des beweglichen Elements kollidierenden Kühlmittels zu. Wenn der Strömungsbetrag des Kühlmittels größer als ein vorbestimmter Strömungsbetrag wird und zum Erzeugen einer großen Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements ausreichend wird, kann sich der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts vergrößern.
Das bewegliche Element kann beispielsweise bewirken, dass der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts, wenn eine Strömungsrichtung des Kühlmittels einer ersten Richtung entspricht, größer ist als der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts, wenn die Strömungsrichtung des Kühlmittels einer zweiten Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung entspricht.
Das bewegliche Element, das eine Strömung von Kühlmittel aufgenommen hat, verschiebt sich, so dass der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts in einem Zustand, in dem die Strömungsrichtung des Kühlmittels der Normalrichtung entspricht, größer wird als der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts in einem Zustand, in dem die Strömungsrichtung des Kühlmittels der Gegenrichtung entspricht. Dementsprechend können sich Anteile der Kühlmittelverteilung zur Kühlvorrichtung und zu der anderen Kühlvorrichtung ändern, indem die Zuführrichtung von Kühlmittel bei dem Kühlmittelpfad zwischen der normalen (ersten) Richtung und der entgegengesetzten (zweiten) Richtung gewechselt wird. In diesem Fall dürfen sich, ähnlich wie vorstehend, Anteile der Kühlmittelverteilung zur Kühlvorrichtung für das Einspritzventil und zu der anderen Kühlvorrichtung gemäß einer Strömung (genauer gesagt der Strömungsrichtung) von Kühlmittel ändern.
Das bewegliche Element kann beispielsweise bewirken, dass der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts mit zunehmendem Strömungsbetrag des Kühlmittels abnimmt, wenn die Strömungsrichtung des Kühlmittels der zweiten Richtung entspricht.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration verschiebt sich das bewegliche Element, das eine Strömung von Kühlmittel aufgenommen hat, so dass der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts mit zunehmendem Strömungsbetrag des Kühlmittels in dem Zustand abnimmt, in dem die Strömungsrichtung des Kühlmittels der entgegengesetzte (zweite) Richtung entspricht. In diesem Fall kann der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts entsprechend der Zunahme des Strömungsbetrags des Kühlmittels allmählich abnehmen. Dementsprechend kann der Anteil der Kühlmittelverteilung zu der anderen Kühlvorrichtung mit zunehmendem Strömungsbetrag von Kühlmittel zunehmen.
Das bewegliche Element kann beispielsweise eine zweite geneigte Oberfläche umfassen, die eine Strömung des Kühlmittels aufnimmt, um eine Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements in einer Richtung zum Verringern des Durchlassbereichs des vorbestimmten Abschnitts zu erzeugen.
Die zweite geneigte Oberfläche des beweglichen Elements, die eine Strömung von Kühlmittel aufgenommen hat, erzeugt eine Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements in der Richtung zum Verringern des Durchlassbereichs des vorbestimmten Abschnitts. Die Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements nimmt mit zunehmendem Strömungsbetrag des mit der zweiten geneigten Oberfläche des beweglichen Elements kollidierenden Kühlmittels zu. Dementsprechend wird der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts auf einfache Art und Weise auf einem kleinen Bereich gehalten, oder der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts kann reduziert werden, wenn die Durchflussrate von Kühlmittel größer ist.
Die Kühlvorrichtung kann ferner beispielsweise ein Vorspannelement umfassen, welches das bewegliche Element in einer Richtung zum Verringern des Durchlassbereichs des vorbestimmten Abschnitts vorspannt.
Der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts wird durch das Vorspannelement, welches das bewegliche Element in der Richtung zum Verringern des Durchlassbereichs des vorbestimmten Abschnitts vorspannt, auf einfache Art und Weise auf einem kleinen Bereich gehalten. Entsprechend kann der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts auf einfache Art und Weise auf einem kleinen Bereich gehalten werden.
So ist beispielsweise der vorbestimmte Abschnitt ein Außenumfangsabschnitt eines distalen Endes des Additiveinspritzventils in dem Kühlmittelpfad.
Der vorbestimmte Abschnitt, welcher den Durchlassbereich in dem Kühlmittelpfad variiert, entspricht dem Außenumfangsabschnitt des distalen Endes des Einspritzventils. In diesem Fall kann eine Strömungsgeschwindigkeit von Kühlmittel, welches zum distalen Ende des Einspritzventils strömt, zunehmen, wenn der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts abnimmt. Dementsprechend kann eine effiziente Kühlung für das distale Ende des Einspritzventils, wo leicht ein Temperaturanstieg auftritt, erreicht werden.
Das Kühlsystem umfasst beispielsweise: die Kühlvorrichtung für das Additiveinspritzventil; und eine andere Kühlvorrichtung, die parallel zu der Kühlvorrichtung für das Additiveinspritzventil mit dem Zirkulationskreislauf des Kühlmittels verbunden ist. Die vorstehend beschriebenen Vorteile können bei dem Kühlsystem einschließlich der Kühlvorrichtungen erhalten werden.
Solche Änderungen und Modifikationen sind so zu verstehen, dass diese in dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung liegen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Kühlvorrichtung (20) für ein Additiveinspritzventil (10), wobei die Kühlvorrichtung parallel zu einer anderen Kühlvorrichtung (50) mit einem Zirkulationskreislauf (60) für Kühlmittel verbunden ist, wobei die Kühlvorrichtung aufweist: einen Kühlmittelpfad, durch den das Kühlmittel strömt; und ein bewegliches Element (33), das eine Strömung des Kühlmittels aufnimmt und sich verschiebt, um einen Durchlassbereich eines vorbestimmten Abschnitts des Kühlmittelpfads zu variieren.
Kühlvorrichtung für ein Additiveinspritzventil nach Anspruch 1, wobei das bewegliche Element bewirkt, dass der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts, wenn ein Strömungsbetrag des Kühlmittels größer als ein vorbestimmter Strömungsbetrag ist, größer ist als der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts, wenn der Strömungsbetrag des Kühlmittels kleiner als der vorbestimmte Strömungsbetrag ist.
Kühlvorrichtung für ein Additiveinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei das bewegliche Element bewirkt, dass der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts mit zunehmendem Strömungsbetrag des Kühlmittels zunimmt.
Kühlvorrichtung für ein Additiveinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das bewegliche Element eine erste geneigte Oberfläche umfasst, die eine Strömung des Kühlmittels aufnimmt, um eine Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements in einer Richtung zum Vergrößern des Durchlassbereichs des vorbestimmten Abschnitts zu erzeugen.
Kühlvorrichtung für ein Additiveinspritzventil nach Anspruch 1, wobei das bewegliche Element bewirkt, dass der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts, wenn eine Strömungsrichtung des Kühlmittels einer ersten Richtung entspricht, größer ist als der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts, wenn die Strömungsrichtung des Kühlmittels einer zweiten Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung entspricht.
Kühlvorrichtung für ein Additiveinspritzventil nach Anspruch 5, wobei das bewegliche Element bewirkt, dass der Durchlassbereich des vorbestimmten Abschnitts mit zunehmendem Strömungsbetrag des Kühlmittels abnimmt, wenn die Strömungsrichtung des Kühlmittels der zweiten Richtung entspricht.
Kühlvorrichtung für ein Additiveinspritzventil nach einem der Ansprüche 1, 5 und 6, wobei das bewegliche Element eine zweite geneigte Oberfläche umfasst, die eine Strömung des Kühlmittels aufnimmt, um eine Kraft zum Verschieben des beweglichen Elements in einer Richtung zum Verringern des Durchlassbereichs des vorbestimmten Abschnitts zu erzeugen.
Kühlvorrichtung für ein Additiveinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend ein Vorspannelement (37), welches das bewegliche Element in einer Richtung zum Verringern des Durchlassbereichs des vorbestimmten Abschnitts vorspannt.
Kühlvorrichtung für ein Additiveinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der vorbestimmte Abschnitt einem Außenumfangsabschnitt eines distalen Endes (10a) des Additiveinspritzventils in dem Kühlmittelpfad entspricht.
Kühlsystem (70), aufweisend: die Kühlvorrichtung für ein Additiveinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9; und eine andere Kühlvorrichtung, die parallel zu der Kühlvorrichtung für das Additiveinspritzventil mit dem Zirkulationskreislauf verbunden ist.