DE102018128624B4

DE102018128624B4 - Kühlvorrichtung für Additiveinspritzventil

Info

Publication number: DE102018128624B4
Application number: DE102018128624.4A
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: 2023-04-20
Anticipated expiration: 2038-11-16
Also published as: US20190195108A1; US10753253B2; JP2019113025A; JP6954103B2; DE102018128624A1

Abstract

Kühlvorrichtung (20), welche derart konfiguriert ist, dass diese ein Einspritzventil (10), das ein Additiv einspritzt, unter Verwendung eines Kühlmittels kühlt, wobei die Kühlvorrichtung aufweist:ein Rotationselement (33), welches einen Außenumfang des Einspritzventils umgibt und sich entlang des Einspritzventils erstreckt, wobei das Rotationselement rotierbar um das Einspritzventil getragen ist, wobeiein Freiraum zwischen einer Außenumfangsfläche des Einspritzventils und einer Innenumfangsfläche des Rotationselements einen Durchlass definiert, durch den das Kühlmittel strömt, unddas Rotationselement einen rotationsvermittelnden Teil (33d und 33da, 33ab, 33ac, 33ad, 33ad, 33ae, 33e) aufweist, der bewirkt, dass das Rotationselement im Ansprechen auf eine Strömung des Kühlmittels um das Einspritzventil rotiert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kühlvorrichtung, die ein Kühlmittel verwendet, um ein Einspritzventil zum Einspritzen eines Additivs zu kühlen.
Allgemeiner Stand der Technik
Das US-Patent 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 leicht auftritt.
Die DE 10 2012 205 389 A1 offenbart eine Kühlvorrichtung für ein Anschlussstück. Dies betrifft ein Dosiermodul zum Eindosieren eines Reduktionsmittels in einem Abgastrakt einer Verbrennungskraftmaschine. Das Dosiermodul umfasst mindestens einen Kühlkörper, der von einem Kühlfluid durchströmt ist. Das Dosiermodulweist einen durch das Kühlfluid aktiv gekühlten Anschlussstutzen auf.
Die EP 2 627 880 B1 offenbart eine Halterung für einen Injektor, welcher zumindest einen Grundkörper und eine Kappe zur gemeinsamen Aufnahme des Injektors aufweist, wobei der Grundkörper mit miteinander verbundenen Blechen gebildet ist, die zusammen zumindest eine Ringkammer bilden, welche sich um die Aufnahme herum erstreckt. Insbesondere wird eine Halterung für einen Injektor angegeben, die technisch einfach aufgebaut ist, und (gegebenenfalls geregelt) gekühlt werden kann. Zudem ist die Halterung besonders leicht ausgeführt und auf den Betrieb mit deutlichen Temperaturunterschieden angepasst.
Kurzfassung
Wenn bei der Kühlvorrichtung Blasen an dem Einspritzventil in dem Durchlass für das Kühlwasser haften, wirken die Blasen als Wärmeisolierschicht und die Effizienz zum Kühlen des Einspritzventils kann abnehmen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Kühlvorrichtung für ein Additiveinspritzventil vorzusehen, bei der an dem Additiveinspritzventil haftende Blasen in einem Durchlass für Kühlmittel leicht entfernt werden können.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Kühlvorrichtung, welche derart konfiguriert ist, dass diese ein Einspritzventil, das ein Additiv einspritzt, unter Verwendung eines Kühlmittels kühlt, ein Rotationselement, das einen Außenumfang des Einspritzventils umgibt und sich entlang des Einspritzventils erstreckt. Das Rotationselement ist um das Einspritzventil rotierbar getragen. Ein Freiraum zwischen einer Außenumfangsfläche des Einspritzventils und einer Innenumfangsfläche des Rotationselements definiert einen Durchlass, durch den das Kühlmittel strömt. Das Rotationselement weist einen rotationsvermittelnden bzw. rotationsgebenden Teil auf, welcher bewirkt, dass das Rotationselement im Ansprechen auf eine Strömung des Kühlmittels um das Einspritzventil rotiert.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration wird bei der Kühlvorrichtung das Einspritzventil, welches das Additiv einspritzt, durch das Kühlmittel gekühlt. Das Rotationselement umgibt den Außenumfang des Einspritzventils und erstreckt sich entlang des Einspritzventils. Das Rotationselement ist um das Einspritzventil rotierbar getragen. Ein Durchlass, durch den das Kühlmittel strömt, ist durch einen Freiraum zwischen der Außenumfangsfläche des Einspritzventils und der Innenumfangsfläche des Rotationselements ausgebildet. In einigen Fällen können Blasen in dem Durchlass für das Kühlmittel, der durch den Freiraum zwischen der Außenumfangsfläche des Einspritzventils und der Innenumfangsfläche des Rotationselements ausgebildet ist, an dem Einspritzventil haften.
In diesem Zusammenhang weist das Rotationselement den rotationsvermittelnden Teil auf, der das Rotationselement um das Einspritzventil rotiert, indem dieser die Strömung des Kühlmittels bzw. den Kühlmittelstrom aufnimmt. Wenn der rotationsvermittelnde Teil den Kühlmittelstrom aufnimmt, rotiert das rotierbar getragene Rotationselement daher um das Einspritzventil. Dann wird aufgrund der Viskosität des Kühlmittels das Kühlmittel durch das Rotationselement angesaugt, und bei dem entlang des Einspritzventils strömenden Kühlmittel entsteht eine wirbelnde Strömung bzw. Drallströmung um das Einspritzventil herum. Dadurch können Blasen, die am Einspritzventil haften, durch die Drallströmung einfach entfernt werden, und folglich ist es möglich, eine Abnahme der Effizienz zum Kühlen des Einspritzventils zu unterdrücken.
Figurenliste
Die Vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen ersichtlicher.

1 ist eine Vorderansicht, die ein Einspritzventil und eine Kühlvorrichtung darstellt.
2 ist eine Teilquerschnittsansicht von 1.
3 ist eine Draufsicht, die ein Rotationselement darstellt.
4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IV - IV von 3.
5 ist eine Vorderansicht, die eine Modifikation des Rotationselements darstellt.
6 ist eine Querschnittsansicht, entlang einer Linie VI - VI von 5.
7 ist eine Vorderansicht, die eine weitere Modifikation des Rotationselements darstellt.
8 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VIII - VIII von 7.
9 ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Modifikation des Rotationselements darstellt.
10 ist eine Draufsicht, die eine Positionsbeziehung zwischen dem Rotationselement von 9 und einem Einströmanschluss darstellt.

Detaillierte Beschreibung
Im Folgenden wird eine Ausführungsform anhand der Abbildungen bezüglich einer Kühlvorrichtung für ein Einspritzventil beschrieben, das Harnstoff (Additiv) in einen Auslassdurchlass einer Verbrennungskraftmaschine einspritzt.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist am Einspritzventil 10 eine Kühlvorrichtung 20 (eine Kühlvorrichtung für ein Additiveinspritzventil) angebracht. Das Einspritzventil 10 ist in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet. Das Einspritzventil 10 spritzt Harnstoff von dem Spitzenabschnitt 10a ein.
Die Kühlvorrichtung 20 umfasst einen Hauptkörper 21, eine erste Leitung 22, eine zweite Leitung 23, ein festgelegtes Element 31, ein Rotationselement 33, eine erste Feder 35, eine zweite Feder 37 und ein Montage- bzw. Befestigungselement 24. Die Kühlvorrichtung 20 ist über das Befestigungselement 24 an der Auslassleitung der Verbrennungskraftmaschine befestigt.
Der Hauptkörper 21 ist in einer zylindrischen Gestalt mit einem Durchmesser größer als der Durchmesser des Einspritzventils 10 ausgebildet. Der erste Endabschnitt 21a des Hauptkörpers 21 ist mit der Außenumfangsfläche des Spitzenabschnitts 10a des Einspritzventils 10 verbunden. Der zweite Endabschnitt 21b des Hauptkörpers 21 ist mit der Außenumfangsfläche des Abschnitts 10b mit erweitertem bzw. vergrößertem Durchmesser (Basisendabschnitt) des Einspritzventils 10 verbunden. Ein erster Anschluss 21c und ein zweiter Anschluss 21d sind im Hauptkörper 21 ausgebildet. 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 befindet sich über dem ersten Anschluss 21c. Das heißt, der zweite Anschluss 21d ist über dem ersten Anschluss 21c vorgesehen.
Das zylindrische festgelegte Element 31 ist innerhalb des Hauptkörpers 21 aufgenommen. Das festgelegte Element 31 ist in einem Bereich ausgehend von dem ersten Anschluss 21c hin zu dem zweiten Anschluss 21d vorgesehen. Ein erster Endabschnitt 31a des festgelegten Elements 31 benachbart zu dem ersten Anschluss 21c ist am Hauptkörper 21 fixiert. Ein Freiraum zwischen dem ersten Endabschnitt 31a und dem Hauptkörper 21 ist abgedichtet. Ein Teil des Einspritzventils 10, insbesondere ohne den Spitzenabschnitt 10a, ist in das festgelegte Element 31 eingeführt. Das heißt, das festgelegte Element 31 umschließt den Außenumfang des Einspritzventils 10 und erstreckt sich entlang des Einspritzventils 10. Zwischen der Innenumfangsfläche des festgelegten Elements 31 und der Außenumfangsfläche des Einspritzventils 10 ist ein vorbestimmter Freiraum ausgebildet, und der vorbestimmte Freiraum definiert einen Durchlass für das Kühlwasser.
Das zylindrische Rotationselement 33 ist im Inneren des Hauptkörpers 21 aufgenommen. Das Rotationselement 33 ist in einem Bereich ausgehend von dem Spitzenabschnitt 10a des Einspritzventils 10 hin zu dem ersten Endabschnitt 31a des festgelegten Elements 31 vorgesehen. Das heißt, das Rotationselement 33 erstreckt sich ausgehend von dem Außenumfang des Spitzenabschnitts 10a des Einspritzventils 10 entlang des Einspritzventils 10. Ein Teil des Einspritzventils 10, insbesondere einschließlich des Spitzenabschnitts 10a, ist in das Rotationselement 33 eingeführt. Das heißt, das Rotationselement 33 umgibt den Außenumfang des Einspritzventils 10 und erstreckt sich entlang des Einspritzventils 10. Das Rotationselement 33 umfasst einen ersten zylindrischen Abschnitt 33a, einen konischen Abschnitt 33b und einen zweiten zylindrischen Abschnitt 33c in dieser Reihenfolge ausgehend von dem distalen Ende (benachbart an den ersten Endabschnitt 21a). Ein erster Freiraum g1 ist zwischen dem distalen Ende 33aa des ersten zylindrischen Abschnitts 33a und dem ersten Endabschnitt 21a des Hauptkörpers 21 ausgebildet.
Der erste zylindrische Abschnitt 33a und der zweite zylindrische Abschnitt 33c sind in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet. Der Durchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts 33a ist kleiner als der Durchmesser des zweiten zylindrischen Abschnitts 33c. Der konische Abschnitt 33b ist in einer konischen zylindrischen Gestalt ausgebildet. Der konische Abschnitt 33b verbindet den ersten zylindrischen Abschnitt 33a mit dem zweiten zylindrischen Abschnitt 33c. Der Durchmesser des konischen Abschnitts 33b ist ausgehend von einer Seite benachbart zu dem ersten zylindrischen Abschnitt 33a hin zu der anderen Seite benachbart zu dem zweiten zylindrischen Abschnitt 33c vergrößert. Zwischen den 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 als ein Durchlass für das Kühlwasser ausgebildet. Zwischen den jeweiligen Außenumfangsflächen des ersten zylindrischen Abschnitts 33a, des konischen Abschnitts 33b und des zweiten zylindrischen Abschnitts 33c und der Innenumfangsfläche des Hauptkörpers 21 ist ein vorbestimmter Freiraum als ein Durchlass für das Kühlwasser ausgebildet.
Ein erster Durchlass ist definiert durch den vorbestimmten Freiraum zwischen den jeweiligen Außenumfangsflächen des ersten zylindrischen Abschnitts 33a, des konischen Abschnitts 33b und des zweiten zylindrischen Abschnitts 33c und der Innenumfangsfläche des Hauptkörpers 21. Der erste Durchlass ist mit dem ersten Anschluss 21c verbunden und erstreckt sich hin zu dem Außenumfang des Spitzenabschnitts 10a des Einspritzventils 10. Ein zweiter Durchlass ist definiert durch den 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. Der zweite Durchlass ist mit dem ersten Durchlass verbunden, erstreckt sich entlang des Einspritzventils 10 ausgehend von dem Außenumfang des Spitzenabschnitts 10a und ist mit dem zweiten Anschluss 21d verbunden. Der erste Durchlass und der zweite Durchlass definieren einen Kühlmitteldurchlass.
Ein Vorsprung 33d, der auf der Innenumfangsseite ringförmig vorsteht, ist an der Grenze zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt 33a und dem konischen Abschnitt 33b ausgebildet. Zwischen der Außenumfangsfläche des Einspritzventils 10 und der Innenumfangsfläche des Vorsprungs 33d ist ein kleinerer Freiraum ausgebildet, und dieser ist kleiner als diese auf der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite im Kühlwasserstrom. Mit anderen Worten, der Vorsprung 33d (Drosselabschnitt) reduziert den Durchlassbereich an der vorbestimmten Position in dem zweiten Durchlass, so dass dieser kleiner ist als der Durchlassbereich bei der Position benachbart zu der vorbestimmten Position. Mehrere Durchgangslöcher 33da durchlaufen den Vorsprung 33d in der axialen Richtung des Einspritzventils 10. Details des Durchgangslochs 33da werden später beschrieben. Die Außenumfangsfläche des Injektionsventils 10 und die Innenumfangsfläche des Vorsprungs 33d können miteinander in Kontakt stehen.
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 Endabschnitt 21a des Hauptkörpers 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 ausgebildet.
Der Federkoeffizient k1 der ersten Feder 35 ist ausreichend groß eingestellt. Selbst wenn aufgrund der auf das Rotationselement 33 wirkenden Schwerkraft durch den Vorsprung 33d auf die erste Feder 35 gedrückt wird, kontrahiert sich die erste Feder 35 kaum, und die Bewegung des Rotationselements 33 hin zu dem ersten Endabschnitt 21a wird durch die erste Feder 35 reguliert.
Ein Teil des zweiten zylindrischen Abschnitts 33c benachbart zu dem konischen Abschnitt 33b weist einen Vorsprung 33cb auf, der auf der Außenumfangsseite ringförmig vorsteht. Der zweite zylindrische Abschnitt 33c (der Endabschnitt des Rotationselements 33 entgegengesetzt zu dem Spitzenabschnitt 10a des Einspritzventils 10) ist verschiebbar mit bzw. zu dem ersten Endabschnitt 31a des festgelegten Elements 31 (dem Endabschnitt des festgelegten Elements 31 benachbart zu dem Spitzenabschnitt 10a des Einspritzventils 10) eingepasst. Das heißt, das Rotationselement 33 ist durch das festgelegte Element 31 um das Einspritzventil 10 rotierbar getragen. Das Kühlwasser tritt nicht aus einem Spalt zwischen der Außenumfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 33c und der Innenumfangsfläche des ersten Endabschnitts 31a des festgelegten Elements 31 aus, oder die Leckagemenge des Kühlwassers ist gering. Die Endoberfläche des ersten Endabschnitts 31a und der Vorsprung 33cb stehen miteinander in Kontakt, oder zwischen der Endoberfläche des ersten Endabschnitts 31a und dem Vorsprung 33cb ist ein kleiner Spalt ausgebildet.
3 ist eine Draufsicht auf das Rotationselement 33. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IV - IV von 3. Das Rotationselement 33 von 2 entspricht einer Querschnittsansicht entlang einer Linie II - II in 3.
Wie in 3 gezeigt ist, sind die Durchgangslöcher 33da in dem Vorsprung 33d des Rotationselements 33 in einem vorbestimmten Abstand in der Umfangsrichtung ausgebildet. Das Durchgangsloch 33da durchläuft den Vorsprung 33d in der axialen Richtung des Einspritzventils 10. Wie in 4 gezeigt ist, ist das Durchgangsloch 33da in der Umfangsrichtung des Rotationselements 33 (Einspritzventil 10) geneigt. Der Vorsprung 33d und die Durchgangslöcher 33da definieren einen rotationsvermittelnden Teil.
Wie in 2 gezeigt ist, strömt, wenn veranlasst wird, dass Kühlwasser in der Kühlvorrichtung 20 in der positive Richtung P (erste Richtung) strömt, das Kühlwasser so, wie in 2 durch Pfeile angegeben ist. Wenn das Kühlwasser in der positiven Richtung P strömt, strömt das Kühlwasser in die erste Leitung 22, und das Kühlwasser strömt aus der zweiten Leitung 23 aus. In einigen Fällen können Blasen in dem Durchlass für das Kühlmittel, der durch den Spalt zwischen der Außenumfangsfläche des Einspritzventils 10 und der Innenumfangsfläche des Rotationselements 33 ausgebildet ist, an dem Einspritzventil 10 haften. In diesem Fall wirken die Blasen wie eine wärmeisolierende Schicht, und die Effizienz zum Kühlen des Einspritzventils 10 kann abnehmen. Insbesondere da die Temperatur des Spitzenabschnitts 10a des Einspritzventils 10 auf einfache Art und Weise dazu neigt, zuzunehmen, ist es wünschenswert, die Blasen schnell aus dem Spitzenabschnitt 10a zu entfernen.
In diesem Zusammenhang sind die mehreren Durchgangslöcher 33da in dem Vorsprung 33d des Rotationselements 33 ausgebildet. Wenn das Kühlwasser durch die Durchgangslöcher 33da läuft, wirkt eine Kraft, um das Rotationselement 33 um das Einspritzventil 10 zu rotieren. Wenn der Vorsprung 33d und das Durchgangsloch 33da den Kühlwasserstrom aufnehmen, rotiert das rotierbar getragene Rotationselement 33 daher um das Einspritzventil 10. Wenn das Kühlwasser in die positive Richtung P strömt, rotiert das Rotationselement 33 in 3 gegen dem Uhrzeigersinn. Das heißt, wenn das Kühlwasser das Durchgangsloch 33da durchläuft, wird ein Teil der kinetischen Energie des Kühlwassers in eine Rotationsenergie umgewandelt, die das Rotationselement 33 um das Einspritzventil 10 rotiert.
Wenn das Rotationselement 33 rotiert, wird das Kühlwasser aufgrund der Viskosität des Kühlwassers zum Rotationselement 33 gesaugt. Aus diesem Grund wirkt eine Kraft zum Bewegen des in der axialen Richtung des Einspritzventils 10 strömenden Kühlwassers in der Umfangsrichtung des Einspritzventils 10 zusammen mit dem Rotationselement 33. Daher wird in dem Kühlwasser, das entlang des Einspritzventils 10 strömt, eine Drallströmung um das Einspritzventil 10 erzeugt.
Wenn veranlasst wird, dass das Kühlwasser in der Kühlvorrichtung 20 in der umgekehrten Richtung (zweite Richtung) strömt, strömt das Kühlwasser in der Richtung entgegengesetzt zu den Richtungen, die durch die Pfeile in 2 angegeben sind. In dem Fall, wenn das Kühlwasser in der umgekehrten Richtung strömt, strömt das Kühlwasser in die zweite Leitung 23, und das Kühlwasser strömt aus der ersten Leitung 22 aus. Auch in diesem Fall wirkt eine Kraft zum Rotieren des Rotationselements 33 um das Einspritzventil 10, wenn das Kühlwasser das Durchgangsloch 33da durchläuft. Wenn der Vorsprung 33d und das Durchgangsloch 33da den Kühlwasserstrom aufnehmen, rotiert das rotierbar getragene Rotationselement 33 daher um das Einspritzventil 10. Wenn veranlasst wird, dass das Kühlwasser in der umgekehrten Richtung strömt, rotiert das Rotationselement 33 in 3 im Uhrzeigersinn. Aus diesem Grund wirkt eine Kraft zum Bewegen des in der axialen Richtung des Einspritzventils 10 strömenden Kühlwassers in der Umfangsrichtung des Einspritzventils 10 zusammen mit dem Rotationselement 33. Daher wird in dem Kühlwasser, das entlang des Einspritzventils 10 strömt, eine Drallströmung um das Einspritzventil 10 erzeugt.
Die vorstehend beschriebene vorliegende Ausführungsform hat folgende Vorteile.
Das Rotationselement 33 weist den Vorsprung 33d und das Durchgangsloch 33da auf, die das Rotationselement 33 um das Einspritzventil 10 rotieren, indem diese den Kühlwasserstrom aufnehmen. Wenn der Vorsprung 33d und das Durchgangsloch 33da den Kühlwasserstrom aufnehmen, rotiert das rotierbar getragene Rotationselement 33 daher um das Einspritzventil 10. Anschließend wird das Kühlwasser aufgrund der Viskosität des Kühlwassers hin zu dem Rotationselement 33 gesaugt und in dem entlang des Einspritzventils 10 strömenden Kühlwasser wird eine Drallströmung um das Einspritzventil 10 erzeugt. Dadurch können Blasen, die am Einspritzventil 10 haften, durch die Drallströmung einfach entfernt werden, und folglich ist es möglich, eine Abnahme der Effizienz zum Kühlen des Einspritzventils 10 zu unterdrücken.
Das Kühlwasser zirkuliert durch einen Durchlass, der durch den Freiraum zwischen der Außenumfangsfläche des Einspritzventils 10 und der Innenumfangsfläche des festgelegten Elements 31 ausgebildet ist. Der Endabschnitt (der zweite zylindrische Abschnitt 33c) des Rotationselements 33 entgegengesetzt zu dem Spitzenabschnitt 10a des Einspritzventils 10 und ein Endabschnitt (der erste Endabschnitt 31a) des festgelegten Elements 31 benachbart zu dem Spitzenabschnitt 10a des Einspritzventils 10 sind aneinander angebracht und können in der Umfangsrichtung des Einspritzventils 10 relativ zueinander gleiten. Daher ist es möglich, das Rotationselement 33 um das Einspritzventil 10 herum durch das festgelegte Element 31 rotierbar zu tragen und eine Leckage bzw. ein Austreten des Kühlwassers aus einem Spalt zwischen dem festgelegten Element 31 und dem Rotationselement 33 zu verhindern.
Ein Teil der kinetischen Energie des Kühlwassers wird durch den Vorsprung 33d und das Durchgangsloch 33da in Rotationsenergie umgewandelt, die das Rotationselement 33 um das Einspritzventil 10 rotiert. Daher kann das Rotationselement 33 um das Einspritzventil 10 rotiert werden.
Da das Durchgangsloch 33da den Vorsprung 33d in der axialen Richtung des Einspritzventils 10 durchdringt und in der Umfangsrichtung des Einspritzventils 10 geneigt ist, wirkt beim Durchtritt des Kühlwassers durch das Durchgangsloch 33da eine Kraft zum Rotieren des Rotationselements 33 um das Einspritzventil 10. Daher kann das Rotationselement 33 um das Einspritzventil 10 rotiert werden.
Der Vorsprung 33d stößt gegen die erste Feder 35, welche die Bewegung des Rotationselements 33 in Richtung hin zu dem Spitzenabschnitt 10a des Einspritzventils 10 in der axialen Richtung beschränkt. Daher kann der Vorsprung 33d als ein Abschnitt dienen, der mit der ersten Feder 35 in Kontakt gebracht werden soll.
Da sich das Rotationselement 33 ausgehend von dem Außenumfang des Spitzenabschnitts 10a des Einspritzventils 10 entlang des Einspritzventils 10 erstreckt, tritt im Kühlwasser in der Nähe des Spitzenabschnitts 10a des Einspritzventils 10 eine Drallströmung um das Einspritzventil 10 auf. Daher können Blasen, die am Spitzenabschnitt 10a des Einspritzventils 10 haften, leicht entfernt werden, während die Temperatur dazu neigt, um den Spitzenabschnitt 10a herum leicht anzusteigen.
Die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers kann in der Drallrichtung zusätzlich zu der axialen Geschwindigkeit durch Erzeugen der Drallströmung um das Einspritzventil 10 im Kühlwasser erhöht werden. Daher ist es möglich, die Gesamtströmungsgeschwindigkeit des Kühlwassers relativ zu dem Einspritzventil 10 zu erhöhen. Dadurch kann die Effizienz zum Kühlen des Einspritzventils 10 verbessert werden.
Es ist anzumerken, dass die vorstehende Ausführungsform wie folgt modifiziert werden kann. Die gleichen Teile wie diese der vorstehenden Ausführungsform sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und die Beschreibung davon entfällt.
Es ist auch möglich, eine Konfiguration anzuwenden, bei der sich das Rotationselement 33 ausgehend von einer Position entlang des Einspritzventils 10 erstreckt, die ausgehend von dem Außenumfang des Spitzenabschnitts 10a des Einspritzventils 10 in Richtung hin zu dem Abschnitt 10b mit vergrößertem Durchmesser verschoben ist.
Der Vorsprung 33d und die erste Feder 35 können anstelle der Innenumfangsseite des Rotationselements 33 auf der Außenumfangsseite vorgesehen sein. Ferner kann das Durchgangsloch 33da in dem auf der Außenumfangsseite vorgesehenen Vorsprung 33d ausgebildet sein. Selbst mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, die Wirkung und den Effekt ähnlich zu der vorstehenden Ausführungsform zu erreichen. Ferner ist es auch möglich, den Vorsprung 33d mit den Durchgangslöchern 33da und die erste Feder 35 sowohl auf der Innenumfangsseite als auch auf der Außenumfangsseite des Rotationselements 33 vorzusehen. In diesem Fall können die mehreren Durchgangslöcher 33da so ausgebildet sein, dass eine Kraft zum Rotieren des Rotationselements 33 in der gleichen Richtung auf der Innenumfangsseite und der Außenumfangsseite des Rotationselements 33 wirkt. Die erste Feder 35 kann nur auf einer Seite aus der Innenumfangsseite und der Außenumfangsseite des Rotationselements 33 vorgesehen sein.
5 ist eine Vorderansicht, die eine Modifikation des Rotationselements 33 darstellt, und 6 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie VI-VI von 5. Wie in den 5 und 6 dargestellt ist, sind entlang der Außenumfangsfläche des Rotationselements 33 mehrere spiralförmige Nuten 33ab (rotationsvermittelnder Teil) ausgebildet, und entlang der Innenumfangsfläche des Rotationselements 33 sind mehrere spiralförmige Nuten 33ac (rotationsvermittelnder Teil) ausgebildet. Gemäß einer solchen Konfiguration wirkt eine Kraft zum Rotieren des Rotationselements 33 um das Einspritzventil 10, da das Kühlwasser die Nuten 33ab, 33ac durchläuft, so dass das Rotationselement 33 um das Einspritzventil 10 rotiert werden kann. Daher ist es möglich, die Wirkung und den Effekt ähnlich der vorstehenden Ausführungsform zu erreichen. Es ist anzumerken, dass lediglich eine Nut aus der Nut 33ab und der Nut 33ac in dem Rotationselement 33 ausgebildet sein kann.
7 ist eine Vorderansicht, die eine weitere Modifikation des Rotationselements 33 darstellt, und 8 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VIII - VIII von 7. Wie in den 7 und 8 gezeigt ist, sind entlang der Außenumfangsfläche des Rotationselements 33 mehrere spiralförmige Blätter bzw. Schaufeln bzw. Flügel 33ad (rotationsvermittelnder Teil) ausgebildet, und entlang der Innenumfangsfläche des Rotationselements 33 sind mehrere spiralförmige Blätter bzw. Schaufeln bzw. Flügel 33ae (rotationsvermittelnder Teil) ausgebildet. Gemäß einer solchen Konfiguration wirkt eine Kraft zum Rotieren des Rotationselements 33 um das Einspritzventil 10, da das Kühlwasser auf die Flügel 33ad, 33ae drückt, so dass das Rotationselement 33 rotiert werden kann. Daher ist es möglich, die Wirkung und den Effekt ähnlich zu der vorstehenden Ausführungsform zu erreichen. Es ist anzumerken, dass lediglich ein Flügel aus dem Flügel 33ad und dem Flügel 33ae auf dem Rotationselement 33 ausgebildet sein kann.
9 ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Modifikation des Rotationselements 33 darstellt. Wie in 9 gezeigt ist, kann das Rotationselement 33 mehrere Flügel 33e (rotationsvermittelnder Teil) umfassen, die ausgehend von der Außenumfangsfläche in der radialen Richtung des Rotationselements 33 (des Einspritzventils 10) radial vorstehen. Jeder der Flügel 33e ist in einer flachen Platte ausgebildet. Die Flügel 33e sind in einem vorbestimmten Abstand in der Umfangsrichtung des Rotationselements 33 angeordnet und stehen ausgehend von der Außenumfangsfläche des Endabschnitts des ersten zylindrischen Abschnitts 33a benachbart zu dem konischen Abschnitt 33b und der Außenumfangsfläche des konischen Abschnitts 33b vor.
Wie in der Draufsicht von 10 gezeigt ist, ist der erste Anschluss 21c so angeordnet, dass das ausgehend von dem ersten Anschluss 21c (Einströmanschluss) strömende Kühlwasser in der Umfangsrichtung des Einspritzventils 10 auf die Flügel 33e trifft. Die Erstreckungsrichtung (Achse) des ersten Anschlusses 21c ist zu der Mittelachse des Einspritzventils 10 verschoben. Gemäß einer solchen Konfiguration drückt das Kühlwasser in der Umfangsrichtung des Einspritzventils 10 auf den Flügel 33e, der in der radialen Richtung des Einspritzventils 10 ausgehend von der Außenumfangsfläche des Rotationselements 33 vorsteht. Folglich wirkt eine Kraft zum Rotieren des Rotationselements 33 um das Einspritzventil 10, so dass das Rotationselement 33 um das Einspritzventil 10 rotiert werden kann. Daher ist es möglich, die Wirkung und den Effekt ähnlich zu der vorstehenden Ausführungsform zu erreichen.
Die Kühlvorrichtung 20 des Einspritzventils 10 kann ein anderes Kühlmedium als Kühlwasser als das Kühlmittel einsetzen.
Das Einspritzventil 10 kann ein anderes Additiv als Harnstoff einspritzen, beispielsweise ein Reduktionsmittel, wie Kraftstoff.
Die Kühlvorrichtung umfasst beispielsweise das festgelegte Element 31, das den Außenumfang des Einspritzventils umgibt und sich entlang des Einspritzventils erstreckt, und das festgelegte Element ist fixiert, um sich nicht zu bewegen. Ein Freiraum zwischen der Außenumfangsfläche des Einspritzventils und einer Innenumfangsfläche des festgelegten Elements definiert einen Durchlass, durch den das Kühlmittel strömt. Ein Endabschnitt (der zweite zylindrische Abschnitt 33c) des Rotationselements entgegengesetzt zu dem Spitzenabschnitt 10a des Einspritzventils und ein Endabschnitt (der erste Endabschnitt 31a) des festgelegten Elements benachbart zu dem Spitzenabschnitt des Einspritzventils sind aneinander angebracht und in der Umfangsrichtung des Einspritzventils relativ zueinander verschiebbar bzw. gleitfähig.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration strömt das Kühlmittel in dem Durchlass, der zwischen der Außenumfangsfläche des Einspritzventils und der Innenumfangsfläche des festgelegten Elements ausgebildet ist. Der Endabschnitt des Rotationselements entgegengesetzt zu dem Spitzenabschnitt des Einspritzventils und der Endabschnitt des festgelegten Elements benachbart zu dem Spitzenabschnitt des Einspritzventils sind aneinander angebracht und in der Umfangsrichtung relativ zueinander verschiebbar. Daher ist es möglich, das Rotationselement durch das festgelegte Element rotierbar um das Einspritzventil herum zu tragen und eine Leckage bzw. ein Austreten des Kühlmittels aus einem Spalt zwischen dem festen Element und dem Rotationselement zu verhindern.
Der rotationsvermittelnde Teil wandelt beispielsweise einen Teil der kinetischen Energie des Kühlmittels in eine Rotationsenergie zum Rotieren des Rotationselements um das Einspritzventil um.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration wird ein Teil der kinetischen Energie des Kühlmittels durch den rotationsvermittelnden Teil in Rotationsenergie umgewandelt, um das Rotationselement um das Einspritzventil zu rotieren. Daher ist es möglich, das Rotationselement um das Einspritzventil zu rotieren.
Insbesondere umfasst der rotationsvermittelnde Teil: den Vorsprung 33d, der auf einer Innenumfangsseite und/oder einer Außenumfangsseite des Rotationselements ringförmig vorsteht, und die mehreren Durchgangslöcher 33da, welche den Vorsprung in einer axialen Richtung des Einspritzventils passieren und in der Umfangsrichtung des Einspritzventils geneigt sind. Da das Durchgangsloch den Vorsprung in der axialen Richtung des Einspritzventils durchdringt und in der Umfangsrichtung des Einspritzventils geneigt ist, wirkt beim Durchtritt des Kühlmittels durch das Durchgangsloch gemäß einer solchen Konfiguration eine Kraft zum Rotieren des Rotationselements um das Einspritzventil. Daher ist es möglich, das Rotationselement um das Einspritzventil zu rotieren.
Der Vorsprung kann in Kontakt mit einem Regulationsabschnitt (der ersten Feder 35) stehen, der die Bewegung des Rotationselements in Richtung hin zu dem Spitzenabschnitt des Einspritzventils in der axialen Richtung reguliert. Daher kann, während der vorstehend beschriebene Effekt erzielt werden kann, der Vorsprung als ein Abschnitt dienen, der mit dem Regulationsabschnitt in Kontakt gebracht werden soll.
Insbesondere kann der rotationsvermittelnde Teil die mehreren Nuten 33ab, 33ac umfassen, die spiralförmig entlang einer Innenumfangsfläche und/oder einer Außenumfangsfläche des Rotationselements ausgebildet sind. Gemäß einer solchen Konfiguration wirkt eine Kraft, um das Rotationselement um das Einspritzventil zu rotieren, da das Kühlmittel durch die Nuten läuft, so dass es möglich ist, das Rotationselement um das Einspritzventil zu rotieren.
Insbesondere kann der rotationsvermittelnde Teil die mehreren Flügel 33ad, 33ae umfassen, die spiralförmig entlang einer Innenumfangsfläche und/oder einer Außenumfangsfläche des Rotationselements ausgebildet sind. Gemäß einer solchen Konfiguration wirkt eine Kraft zum Rotieren des Rotationselements um das Einspritzventil, da das Kühlmittel auf die Flügel drückt, so dass das Rotationselement um das Einspritzventil rotiert werden kann.
Insbesondere kann der rotationsvermittelnde Teil die mehreren Flügel 33e umfassen, die radial ausgehend von der Außenumfangsfläche des Rotationselements in einer radialen Richtung des Einspritzventils vorstehen. Der Einströmanschluss 21c, in den das Kühlmittel strömt, ist an einer Position vorgesehen, an der das ausgehend von dem Einströmanschluss strömende Kühlmittel in der Umfangsrichtung des Einspritzventils auf mindestens einen der Flügel trifft. Gemäß einer solchen Konfiguration trifft das Kühlmittel in der Umfangsrichtung des Einspritzventils auf den Flügel, der in radialer Richtung des Einspritzventils ausgehend von der Außenumfangsfläche des Rotationselements vorsteht. Dadurch wirkt eine Kraft zum Rotieren des Rotationselements um das Einspritzventil, so dass das Rotationselement um das Einspritzventil gedreht rotiert kann.
Das Rotationselement kann sich ausgehend von einem Außenumfang des Spitzenabschnitts des Einspritzventils entlang des Einspritzventils erstrecken.
Da sich das Rotationselement entlang des Einspritzventils ausgehend von dem Außenumfang des Spitzenabschnitts des Einspritzventils erstreckt, ist es gemäß der vorstehenden Konfiguration möglich, eine Wirbelströmung bzw. Drallströmung um das Einspritzventil im Kühlmittel in der Nähe des Spitzenabschnitts des Einspritzventils zu erzeugen. Dadurch können Blasen, die an dem Spitzenabschnitt des Einspritzventils haften, wo die Temperatur dazu neigt, leicht anzusteigen, auf einfache Art und Weise entfernt werden.
Solche Änderungen und Modifikationen sind so zu verstehen, dass diese in dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung liegen, welcher in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Kühlvorrichtung (20), welche derart konfiguriert ist, dass diese ein Einspritzventil (10), das ein Additiv einspritzt, unter Verwendung eines Kühlmittels kühlt, wobei die Kühlvorrichtung aufweist: ein Rotationselement (33), welches einen Außenumfang des Einspritzventils umgibt und sich entlang des Einspritzventils erstreckt, wobei das Rotationselement rotierbar um das Einspritzventil getragen ist, wobei ein Freiraum zwischen einer Außenumfangsfläche des Einspritzventils und einer Innenumfangsfläche des Rotationselements einen Durchlass definiert, durch den das Kühlmittel strömt, und das Rotationselement einen rotationsvermittelnden Teil (33d und 33da, 33ab, 33ac, 33ad, 33ad, 33ae, 33e) aufweist, der bewirkt, dass das Rotationselement im Ansprechen auf eine Strömung des Kühlmittels um das Einspritzventil rotiert.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend: ein festgelegtes Element (31), das den Außenumfang des Einspritzventils umgibt und sich entlang des Einspritzventils erstreckt, wobei das festgelegte Element fixiert ist, um sich nicht zu bewegen, wobei ein Freiraum zwischen der Außenumfangsfläche des Einspritzventils und einer Innenumfangsfläche des festgelegten Elements einen Durchlass definiert, durch den das Kühlmittel strömt, und ein Endabschnitt (33c) des Rotationselements entgegengesetzt zu einem Spitzenabschnitt (10a) des Einspritzventils und ein Endabschnitt (31a) des festgelegten Elements benachbart zu dem Spitzenabschnitt des Einspritzventils aneinander angebracht und in einer Umfangsrichtung des Einspritzventils relativ zueinander verschiebbar sind.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der rotationsvermittelnde Teil einen Teil der kinetischen Energie des Kühlmittels in eine Rotationsenergie zum Rotieren des Rotationselements um das Einspritzventil umwandelt.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der rotationsvermittelnde Teil umfasst einen Vorsprung (33d), der auf einer Innenumfangsseite und/oder einer Außenumfangsseite des Rotationselements ringförmig vorsteht, und eine Mehrzahl von Durchgangslöchern (33da), welche den Vorsprung in einer axialen Richtung des Einspritzventils durchlaufen und in einer Umfangsrichtung des Einspritzventils geneigt sind.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Vorsprung mit einem Regulationsabschnitt (35) in Kontakt steht, welcher die Bewegung des Rotationselements in Richtung hin zu dem Spitzenabschnitt des Einspritzventils in der axialen Richtung reguliert.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der rotationsvermittelnde Teil eine Mehrzahl von Nuten (33ab, 33ac) umfasst, die in einer spiralförmigen Gestalt entlang einer Innenumfangsfläche und/oder einer Außenumfangsfläche des Rotationselements ausgebildet sind.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der rotationsvermittelnde Teil eine Mehrzahl von Flügeln (33ad, 33ae) umfasst, die in einer spiralförmigen Gestalt entlang einer Innenumfangsfläche und/oder einer Außenumfangsfläche des Rotationselements ausgebildet sind.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der rotationsvermittelnde Teil eine Mehrzahl von Flügeln (33e) umfasst, die ausgehend von einer Außenumfangsfläche des Rotationselements in einer radialen Richtung des Einspritzventils radial vorstehen, und ein Einströmanschluss (21c), in welchen das Kühlmittel strömt, bei einer Position vorgesehen ist, bei welcher das ausgehend von dem Einströmanschluss strömende Kühlmittel in der Umfangsrichtung des Einspritzventils auf zumindest einen der Flügel trifft.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei sich das Rotationselement ausgehend von einem Außenumfang des Spitzenabschnitts des Einspritzventils entlang des Einspritzventils erstreckt.