Клапан впрыска топлива
Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложенный клапан 100 впрыска топлива включает в себя участок корпуса форсунки 131, корпус клапана 135 и седло клапана 137. Корпус клапана 135 и седло клапана 137 задают пространство для топлива S2, которое экранируется от отверстия для впрыска топлива131a и снабжается топливом в случае, если корпус клапана находится в состоянии посадки в участок седла клапана. Пространство для топлива S2 включает в себя, по меньшей мере, пространство между боковой поверхностью корпуса клапана и поверхностью, формирующей пространство для размещения седла клапана. Корпус клапана и седло клапана выполнены с возможностью заставлять пространство для топлива и отверстие для впрыска топлива сообщаться между собой в случае, если корпус клапана находится в состоянии отделения от участка седла клапана. Светоиспускающий участок 122 располагается в позиции, в которой пространство для топлива облучается с помощью пропускаемого света. Изобретение позволяет повысить эффективность нагрева топлива перед его впрыском в камеру сгорания двигателя. 8 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники
Изобретение относится к клапану впрыска топлива, который применяется, например, к двигателю внутреннего сгорания и впрыскивает жидкое топливо.
Уровень техники
Клапан впрыска топлива, который впрыскивает топливо в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, описывается в публикации не прошедшей экспертизу заявки на патент Японии № 2006-336493 (JP 2006-336493 А). Клапан впрыска топлива (в дальнейшем в этом документе, называемый "инжекторным клапаном предшествующего уровня техники") включает в себя топливный канал, через который топливо протекает в инжекторном клапане предшествующего уровня техники. Кроме того, инжекторный клапан предшествующего уровня техники включает в себя устройство испускания лазерного света, которое обеспечивает возможность лазерному свету входить во внутреннюю часть топливного канала.
В инжекторном клапане предшествующего уровня техники, только участок элемента, формирующего топливный канал, облучается с помощью лазерного света, который входит во внутреннюю часть топливного канала. Участок, облучаемый с помощью лазерного света, вырабатывает тепло. В дальнейшем в этом документе, участок, который вырабатывает тепло, называется "участком теплообразования". Инжекторный клапан предшествующего уровня техники нагревает топливо, находящееся в контакте с участком теплообразования. Как результат, температура впрыскиваемого топлива постепенно увеличивается, и в силу этого инжекторный клапан предшествующего уровня техники может стимулировать распыление струи топлива.
Тем не менее, в инжекторном клапане предшествующего уровня техники, позиция участка теплообразования представляет собой "практически центральный участок столбчатого игольчатого клапана в продольном направлении". Таким образом, позиция участка теплообразования отделена от отверстия для впрыска топлива на относительно большое расстояние. По этой причине, расстояние от топлива, нагретого в участке теплообразования, до отверстия для впрыска топлива является относительно большим, так что тепло топлива рассеивается в элемент, формирующий топливный канал. Как результат, в инжекторном клапане предшествующего уровня техники, имеется проблема в том, что необходима большая величина энергии для того, чтобы увеличивать температуру струи топлива, впрыскиваемой из отверстия для впрыска топлива. Другими словами, имеется проблема в том, что инжекторный клапан предшествующего уровня техники не может эффективно увеличивать температуру струи топлива.
Сущность изобретения
Изобретение предоставляет клапан впрыска топлива, допускающий эффективное увеличение температуры струи топлива.
Аспект изобретения относится к клапану впрыска топлива, включающему в себя участок корпуса форсунки, имеющий полую столбчатую форму, столбчатый корпус клапана, расположенный в участке корпуса форсунки таким образом, что он перемещается вдоль осевого направления участка корпуса форсунки, седло клапана, расположенное около участка верхушки в участке корпуса форсунки, участок приведения в действие корпуса клапана, выполненный с возможностью перемещать корпус клапана между позицией, в которой корпус клапана садится в участок седла клапана для седла клапана, и позицией, в которой корпус клапана отделен от участка седла клапана, источник света, имеющий светоизлучающий участок, который формирует свет, когда в светоизлучающий участок подается питание, участок трубки, расположенный в базовом концевом участке, который представляет собой концевой участок на противоположной стороне относительно участка верхушки участка корпуса форсунки, в котором формируется отверстие для впрыска топлива, и светопропускающий участок, выполненный с возможностью принимать свет, сформированный посредством источника света, из участка введения света и пропускать принимаемый свет в светоиспускающий участок, чтобы заставлять пропускаемый свет излучаться из светоиспускающего участка. Участок корпуса форсунки включает в себя отверстие для впрыска топлива в участке верхушки участка корпуса форсунки. Седло клапана включает в себя пространство для размещения, в которое вставляется участок верхушки корпуса клапана. Участок трубки располагается коаксиально с участком корпуса форсунки таким образом, что они находятся в контакте, но представляет собой интегрированный корпус или отдельный корпус. Участок трубки выполнен с возможностью подавать топливо в участок корпуса форсунки через участок трубки.
Корпус клапана и седло клапана задают пространство для топлива, которое экранируется от отверстия для впрыска топлива и снабжается топливом в случае, если корпус клапана находится в состоянии посадки в участок седла клапана. Пространство для топлива включает в себя, по меньшей мере, пространство между боковой поверхностью корпуса клапана и поверхностью, формирующей пространство для размещения седла клапана. Корпус клапана и седло клапана выполнены с возможностью заставлять пространство для топлива и отверстие для впрыска топлива сообщаться между собой в случае, если корпус клапана находится в состоянии отделения от участка седла клапана. Светоизлучающий участок располагается в позиции в прямом или косвенном контакте с участком трубки. Светоиспускающий участок располагается в позиции, в которой, по меньшей мере, участок пространства для топлива облучается с помощью пропускаемого света.
Согласно аспекту изобретения, светоиспускающий участок располагается в позиции, в которой, по меньшей мере, участок пространства для топлива облучается с помощью пропускаемого света. Топливо подается в пространство для топлива. Когда корпус клапана отделен от участка седла клапана, поскольку пространство для топлива и отверстие для впрыска топлива сообщаются между собой, топливо впрыскивается из отверстия для впрыска топлива. Следовательно, топливо, подаваемое в пространство для топлива, представляет собой топливо, присутствующее в пространстве, через которое топливо проходит непосредственно перед впрыском. Следовательно, свет, излучаемый из светоиспускающего участка, по меньшей мере, в участок пространства для топлива, нагревает только топливо, присутствующее в пространстве для топлива (т.е. топливо, присутствующее в пространстве непосредственно перед впрыском). По этой причине, например, по сравнению со случаем, в котором все топливо, присутствующее, по меньшей мере, в одной из внутренней части корпуса клапана и внутренней части участка корпуса форсунки, нагревается, аналогично инжекторному клапану предшествующего уровня техники, топливо в пространстве непосредственно перед впрыском может эффективно нагреваться. Кроме того, поскольку расстояние между пространством для топлива и отверстием для впрыска топлива является чрезвычайно небольшим, тепло нагретого топлива практически не рассеивается. Как результат, клапан впрыска топлива согласно аспекту изобретения может эффективно увеличивать температуру струи топлива с использованием меньшего количества энергии.
Кроме того, согласно аспекту изобретения, светоизлучающий участок располагается в позиции в прямом или косвенном контакте с участком трубки. Топливо подается в участок корпуса форсунки через полый участок участка трубки. Следовательно, тепло, рассеянное из светоизлучающего участка, может рассеиваться в топливо, проходящее через полый участок в участке трубки, через участок трубки. Соответственно, тепло, рассеянное из светоизлучающего участка, может увеличивать температуру топлива. Таким образом, перед увеличением температуры топлива посредством испускания света на стороне выпуска клапана впрыска топлива температура топлива также может увеличиваться на стороне впуска клапана впрыска топлива. Как результат, может дополнительно повышаться эффективность нагрева топлива.
Клапан впрыска топлива согласно аспекту изобретения дополнительно может включать в себя светопропускающий элемент, который изготовлен из светопропускающего материала и располагается между внешней боковой поверхностью корпуса клапана и внутренней боковой поверхностью участка корпуса форсунки таким образом, что он находится в контакте с поверхностью седла клапана на противоположной стороне относительно отверстия для впрыска топлива и закрывает отверстие, сформированное посредством внешней боковой поверхности корпуса клапана и внутренней боковой поверхности участка корпуса форсунки. Пространство для топлива может включать в себя удлиняющий канал, который предоставляется в седле клапана и проходит из пространства в светопропускающий элемент. Светоиспускающий участок может располагаться в позиции, в которой удлиняющий канал облучается с помощью пропускаемого света через светопропускающий элемент.
Согласно аспекту изобретения, поскольку светопропускающий элемент предоставляется между светоиспускающим участком и концевым участком удлиняющего канала, в то время как топливо в удлиняющем канале облучается с помощью света, излучаемого из светоиспускающего участка в светопропускающий элемент, задний конец пропускания света светопропускающего участка (периферия светоиспускающего участка) может надежно герметизироваться посредством светопропускающего элемента. Как результат, проникновение топлива, по меньшей мере, в один из светопропускающего участка из периферии светоиспускающего участка или периферии светопропускающего участка может подавляться в достаточной степени.
В клапане впрыска топлива согласно аспекту изобретения, участок приведения в действие корпуса клапана может включать в себя элемент сердечника, расположенный в участке корпуса форсунки, пружину, расположенную в участке корпуса форсунки, которая имеет первый конец, который поддерживается таким образом, что он не перемещается относительно участка корпуса форсунки, якорь, который располагается в участке корпуса форсунки, чтобы заставлять второй конец пружины стопориться к якорю, и удерживает корпус клапана, и соленоид, расположенный за пределами участка корпуса форсунки таким образом, что он окружает внешнюю окружность элемента сердечника.
Участок трубки может располагаться в базовом концевом участке коаксиально с участком корпуса форсунки таким образом, что они находятся в контакте, но может представлять собой отдельный корпус. Светоизлучающий участок может прикрепляться к внешней боковой поверхности участка трубки. Светопропускающий участок может располагаться таким образом, что участок введения света располагается со стороны участка трубки и проходит параллельно центральной оси участка корпуса форсунки.
Согласно аспекту изобретения, светоизлучающий участок располагается на внешней боковой поверхности трубчатого участка трубки, который располагается в базовом концевом участке коаксиально с участком корпуса форсунки таким образом, что они находятся в контакте, но представляет собой отдельный корпус. С другой стороны, участок приведения в действие корпуса клапана, включающий в себя элементы, необходимые для приведения в действие корпуса клапана (т.е. элемент сердечника, пружину, якорь и соленоид), располагается в участке корпуса форсунки. Следовательно, светоизлучающий участок может предоставляться в клапане впрыска топлива без изменения размеров элементов, связанных с характеристиками впрыска топлива (т.е. участка корпуса форсунки, в котором располагается участок приведения в действие корпуса клапана, и корпуса клапана). Следовательно, участок корпуса форсунки, участок приведения в действие корпуса клапана и корпус клапана могут задаваться общими для клапана впрыска топлива, который не содержит светоизлучающий участок, и клапана впрыска топлива согласно аспекту. Другими словами, нет необходимости специально конструировать компоненты, связанные с впрыском топлива, чтобы предоставлять светоизлучающий участок в клапане впрыска топлива. Как результат, затраты на клапан впрыска топлива согласно аспекту изобретения дополнительно могут уменьшаться.
Кроме того, согласно аспекту изобретения, расстояние между светоизлучающим участком и пространством, в котором нагревается топливо, является большим. Тем не менее, светопропускающий участок располагается между светоизлучающим участком и пространством. Следовательно, потери световой энергии вследствие пропускания света дополнительно могут уменьшаться. По этой причине, эффективность использования энергии, когда топливо нагревается, может поддерживаться равной более высокому значению.
В клапане впрыска топлива согласно аспекту изобретения, участок трубки может быть изготовлен из материала, имеющего более высокую теплопроводность, чем участок корпуса форсунки.
Согласно аспекту изобретения, поскольку теплопроводность участка трубки является относительно высокой, тепло, вырабатываемое, когда светоизлучающий участок излучает свет, может эффективно рассеиваться в топливо, проходящее через участок трубки, через участок трубки. Как результат, светоизлучающий участок может эффективно охлаждаться. Кроме того, топливо может эффективно нагреваться посредством тепла. Следовательно, согласно аспекту, описанному выше, дополнительно может повышаться эффективность нагрева топлива.
В клапане впрыска топлива согласно аспекту изобретения, светопропускающий участок может включать в себя оптоволокно. Участок корпуса форсунки может включать в себя пространство для светопропускающего участка, через которое проходит оптоволокно, и может включать в себя смолу, заполняющую зазор между оптоволокном и поверхностью, формирующей пространство для светопропускающего участка.
Согласно аспекту изобретения, поскольку оптоволокно прикрепляется к участку корпуса форсунки посредством смолы, вероятность отсоединения оптоволокна вследствие вибрации дополнительно может уменьшаться. Кроме того, поскольку вероятность проникновения топлива в периферию оптоволокна дополнительно может уменьшаться, вероятность ухудшения характеристик оптоволокна дополнительно может уменьшаться.
В клапане впрыска топлива согласно аспекту изобретения, светопропускающий участок может представлять собой пространство для светопропускающего участка, сформированное в участке корпуса форсунки. Поверхность, формирующая пространство для светопропускающего участка, может представлять собой зеркальную поверхность.
Согласно аспекту изобретения, поскольку дополнительный элемент пропускания света, такой как оптоволокно, не требуется для формирования светопропускающего участка, клапан впрыска топлива может формироваться с меньшим числом компонентов.
Клапан впрыска топлива согласно аспекту изобретения дополнительно может включать в себя герметизирующий элемент, который герметизирует пространство, сформированное посредством боковой поверхности корпуса клапана и внутренней боковой поверхности участка корпуса форсунки на противоположной стороне светопропускающего элемента относительно седла клапана, и герметизирует пространство для светопропускающего участка.
Согласно аспекту изобретения, поскольку пространство и пространство для светопропускающего участка могут надежно герметизироваться (экранироваться) посредством герметизирующего элемента, проникновение топлива в пространстве в пространство для светопропускающего участка может подавляться в достаточной степени.
В клапане впрыска топлива согласно аспекту изобретения, источник света может включать в себя отражающий участок, который отражает свет, излучаемый из светоизлучающего участка, чтобы заставлять свет концентрироваться на участке введения света.
Согласно аспекту изобретения, свет, сформированный посредством светоизлучающего участка, может эффективно концентрироваться на участке введения света посредством отражающего участка. Следовательно, потери световой энергии дополнительно могут уменьшаться, и дополнительно может повышаться эффективность нагрева топлива.
В клапане впрыска топлива согласно аспекту изобретения, источник света может включать в себя участок крышки, который закрывает светоизлучающий участок и отражающий участок. Внутренняя поверхность участка крышки может представлять собой зеркальную поверхность.
Согласно аспекту изобретения, светоизлучающий участок и отражающий участок могут быть защищены от внешних веществ, таких как песок и пыль посредством участка крышки. Кроме того, поскольку внутренняя поверхность участка крышки представляет собой зеркальную поверхность, увеличение температуры участка крышки вследствие света может подавляться в достаточной степени, и, по меньшей мере, участок света, отражаемого на зеркальной поверхности, может направляться в участок введения света, за счет этого дополнительно уменьшая потери световой энергии.
Краткое описание чертежей
Далее описываются признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные элементы, и на которых:
Фиг. 1 является общим видом двигателя внутреннего сгорания, к которому применяется клапан впрыска топлива согласно первому варианту осуществления (первый клапан впрыска топлива) изобретения;
Фиг. 2 является видом в продольном сечении клапана впрыска топлива, проиллюстрированного на фиг. 1;
Фиг. 3A является схематичным видом в поперечном сечении первого клапана впрыска топлива в сечении вдоль плоскости вдоль линии L1, проиллюстрированного на фиг. 2;
Фиг. 3B является схематичным внешним видом светоизлучающего участка вдоль стрелки A1 на фиг. 3A;
Фиг. 4 является укрупненным схематичным видом в сечении, иллюстрирующим участок клапана впрыска топлива;
Фиг. 5 является видом в продольном сечении клапана впрыска топлива согласно второму варианту осуществления (второго клапана впрыска топлива) изобретения;
Фиг. 6 является видом в продольном сечении клапана впрыска топлива согласно третьему варианту осуществления (третьего клапана впрыска топлива) изобретения;
Фиг. 7A является схематичным видом в поперечном сечении третьего клапана впрыска топлива в сечении вдоль плоскости вдоль линии L2, проиллюстрированного на фиг. 6; и
Фиг. 7B является схематичным внешним видом светоизлучающего участка вдоль стрелки C1 на фиг. 7A.
Подробное описание вариантов осуществления
В дальнейшем в этом документе, описывается клапан впрыска топлива согласно каждому из вариантов осуществления изобретения со ссылкой на чертежи. На всех чертежах вариантов осуществления, аналогичные элементы, которые являются похожими или соответствуют друг другу, обозначаются посредством аналогичных ссылок с номерами.
Первый вариант осуществления
Ниже описывается клапан впрыска топлива согласно первому варианту осуществления (в дальнейшем в этом документе, называемый "первый клапаном впрыска топлива") изобретения. Первый клапан 100 впрыска топлива применяется к "двигателю 10 внутреннего сгорания, проиллюстрированному на фиг. 1", смонтированному в транспортном средстве (не проиллюстрировано).
Двигатель 10 внутреннего сгорания представляет собой многоцилиндровый (в этом примере, четырехцилиндровый) четырехтактный бензиновый двигатель с искровым зажиганием и электронным управлением впрыском топлива. Двигатель 10 внутреннего сгорания включает в себя "множество камер сгорания, впускные порты, соответственно, соединенные с камерами сгорания, впускные трубы, соединенные с впускными портами, выпускные порты, соответственно, соединенные с камерами сгорания, и выхлопные трубы, соединенные с выпускными портами", все из которых не проиллюстрированы.
Первый клапан 100 впрыска топлива располагается в участке головки блока цилиндров, чтобы непосредственно впрыскивать топливо в каждую из камер сгорания. Здесь, первый клапан 100 впрыска топлива также может располагаться в каждом из впускных портов, чтобы впрыскивать топливо в каждый из впускных портов.
В транспортном средстве (не проиллюстрировано), дополнительно смонтированы электронный модуль 20 управления (ECU) в качестве контроллера двигателя, электронный модуль 21 привода (EDU) в качестве привода инжектора, выходной контроллер 22 источника света, топливный насос 30, топливный бак 31 и подводящую трубку 41.
ECU 20 представляет собой электронную схему, включающую в себя известный микрокомпьютер, и включает в себя центральный процессор (CPU), постоянное запоминающее устройство (ROM), оперативное запоминающее устройство (RAM), резервное RAM, интерфейс и т.п. ECU 20 соединяется с EDU 21. ECU 20 управляет первым клапаном 100 впрыска топлива через EDU 21 посредством отправки сигнала управления впрыском топлива для инструктирования первому клапану 100 впрыска топлива впрыскивать топливо в EDU 21. EDU 21 может предоставляться в ECU 20.
EDU 21 соединяется с соленоидом 139, проиллюстрированным на фиг. 2, который описывается ниже, включенным в первый клапан 100 впрыска топлива. EDU 21 отправляет сигнал приведения в действие (сигнал команды управления открытием клапана) для приведения в действие соленоида 139 в соленоид 139 в ответ на сигнал управления впрыском топлива из ECU 20.
ECU 20 соединяется с выходным контроллером 22 источника света (модулем управления источника света или контроллером источника света). Выходной контроллер 22 источника света управляет абсолютной величиной тока, протекающего через светоизлучающие участки 122, проиллюстрированные на фиг. 2, которые описываются ниже. ECU 20 вычисляет необходимую величину нагрева топлива на основе параметров, представляющих состояние двигателя 10 внутреннего сгорания, полученных посредством различных датчиков (не проиллюстрированы), соединенных с ECU 20, и отправляет управляющий сигнал, представляющий вычисленную величину нагрева топлива, в выходной контроллер 22 источника света. Выходной контроллер 22 источника света управляет абсолютной величиной тока, протекающего через светоизлучающий участок 122, в ответ на управляющий сигнал, представляющий величину нагрева топлива.
Топливный насос 30 подает топливо в топливном баке 31 в подводящую трубку 41 посредством вращения посредством электромотора (не проиллюстрирован). Следовательно, топливо при высоком давлении накапливается в подводящей трубке 41. Топливо при высоком давлении подается в первый клапан 100 впрыска топлива через трубку 41a, соединенную с каждым из первых клапанов 100 впрыска топлива. Первый клапан 100 впрыска топлива открывается в ответ на сигнал приведения в действие, отправленный из EDU 21, на основе сигнала управления впрыском топлива из ECU 20, и топливо впрыскивается посредством открытия первого клапана 100 впрыска топлива.
Конфигурация первого клапана впрыска топлива
Как проиллюстрировано на фиг. 2, первый клапан 100 впрыска топлива включает в себя участок 110 введения топлива, источник 120 света и участок 130 форсунки.
Участок 110 введения топлива, источник 120 света и участок 130 форсунки имеют пространства (топливные каналы), которые сообщаются между собой и заставляют топливо проходить через них. Таким образом, топливо подается в участок 110 введения топлива, проиллюстрированный на фиг. 2, из подводящей трубки 41, проиллюстрированной на фиг. 1. Как указано посредством стрелок на фиг. 2, топливо проходит через соответствующие топливные каналы участка 110 введения топлива, источника 120 света и участка 130 форсунки и достигает отверстия 131a для впрыска топлива, сформированного в верхушке первого клапана 100 впрыска топлива. Следовательно, когда отверстие 131a для впрыска топлива открыто, топливо впрыскивается из отверстия 131a для впрыска топлива наружу.
Участок введения топлива
Участок 110 введения топлива включает в себя первый участок 111 трубки. Первый участок 111 трубки изготовлен из металла и имеет практически полую столбчатую форму (цилиндрическую форму), имеющую центральную ось C100. Первый конец и второй конец первого участка 111 трубки являются открытыми. Участок около первого конца первого участка 111 трубки формирует впускное отверстие 112. Первый участок 111 трубки соединяется с трубкой 41a, проиллюстрированной на фиг. 1, во впускном отверстии 112. В дальнейшем в этом документе, могут возникать случаи, в которых сторона впускного отверстия 112 относительно отверстия 131a для впрыска топлива выражается как верхняя сторона, и сторона отверстия 131a для впрыска топлива относительно впускного отверстия 112 выражается как нижняя сторона. Верхний концевой участок определенного элемента также называется "верхним концом", и нижний концевой участок элемента также называется "нижним концом". Следовательно, верхний конец первого участка 111 трубки соединяется с трубкой 41a.
Источник света
Источник 120 света включает в себя второй участок 121 трубки, светоизлучающий участок 122 (источник света), множество фокусирующих зеркал 123 (отражающих участков) и участок 124 крышки.
Второй участок 121 трубки имеет практически полую столбчатую форму (цилиндрическую форму), имеющую центральную ось C100. Верхний конец (первый конец) и нижний конец (второй конец) второго участка 121 трубки являются открытыми. Верхний конец второго участка 121 трубки стыкуется с нижним концом первого участка 111 трубки.
Второй участок 121 трубки изготовлен из металла, имеющего относительно высокую теплопроводность (например, алюминиевого сплава или медного сплава). Интенсивность теплопередачи второго участка 121 трубки выше интенсивности теплопередачи любого из первого участка 111 трубки и участка 131 корпуса форсунки, которые описываются ниже. Второй участок 121 трубки имеет функцию теплоотвода, который рассеивает тепло посредством передачи тепла, вырабатываемого, когда светоизлучающий участок 122 излучает свет в топливо, проходящее через топливный канал во втором участке 121 трубки. Следовательно, тепло, вырабатываемое посредством светоизлучающего участка 122, может эффективно использоваться "для того, чтобы нагревать топливо". Хотя не проиллюстрировано на чертеже, множество ребер для дополнительного повышения эффективности теплопроводности в топливо может предоставляться на внутренней боковой поверхности второго участка 121 трубки.
Светоизлучающий участок 122 располагается на внешней боковой поверхности второго участка 121 трубки. Более конкретно, как проиллюстрировано на фиг. 3A и 3B, светоизлучающий участок 122 включает в себя подложку 122a, множество (в этом примере, три) светоизлучающих элементов 122b, пару электрических проводных участков 122c и пару соединительных участков 122d для каждого из светоизлучающих элементов 122b. Фиг. 3B является видом светоизлучающего участка 122 при просмотре вдоль стрелки A1 на фиг. 3A.
Подложка 122a изготовлена из материала, имеющего относительно высокую интенсивность теплопередачи. Подложка 122a располагается в практически полосковой форме на внешней боковой поверхности второго участка 121 трубки таким образом, что она находится в непосредственном контакте с внешней боковой поверхностью второго участка 121 трубки и окружает внешнюю окружность второго участка 121 трубки.
Светоизлучающие элементы 122b представляют собой элементы, которые имеют практически прямоугольные пластинчатые формы, которые являются идентичными, и излучают свет, если питание подается. В этом примере, светоизлучающий элемент 122b представляет собой светоизлучающий диод (светодиод), и тип света, излучаемого посредством светодиода 122b (светоизлучающего элемента), представляет собой свет, подходящий для нагрева (например, ультрафиолетовый свет или инфракрасный свет). Каждый из светодиодов 122b располагается на внешней боковой поверхности подложки 122a. Светодиоды 122b размещаются в состоянии отделения друг от друга вдоль периферийного направления второго участка 121 трубки. Следовательно, светодиоды 122b располагаются через равные расстояния от участка верхушки (например, отверстия 131a для впрыска топлива) первого клапана 100 впрыска топлива в направлении, параллельном центральной оси C100. Как описано выше, светодиоды 122b размещаются вдоль периферийного направления второго участка 121 трубки. Следовательно, предоставляется такое преимущество, что даже в случае, если светодиоды 122b предоставляются в первом клапане 100 впрыска топлива, это не увеличивает общую длину первого клапана 100 впрыска топлива (длину вдоль центральной оси C100).
Один из электрических проводных участков 122c имеет тонкую полосковую форму и располагается на внешней боковой поверхности подложки 122a таким образом, что он окружает подложку 122a около верхнего концевого участка подложки 122a. Один из электрических проводных участков 122c электрически соединяется с первым контактным выводом 141a разъема 141, проиллюстрированного на фиг. 2. Другой из электрических проводных участков 122c имеет тонкую полосковую форму и располагается на внешней боковой поверхности подложки 122a таким образом, что он окружает подложку 122a около нижнего концевого участка подложки 122a. Другой из электрических проводных участков 122c электрически соединяется со вторым участком 121 трубки через электрический проводной участок (не проиллюстрирован). Каждый из светодиодов 122b располагается между электрическими проводными участками 122c. Каждый из светодиодов 122b электрически соединяется с электрическими проводными участками 122c через соединительные участки 122d.
Как проиллюстрировано на фиг. 2 и 3A, каждое из фокусирующих зеркал 123 располагается между внешней боковой поверхностью второго участка 121 трубки и внутренней боковой поверхностью участка 124 крышки. Фокусирующее зеркало 123 представляет собой искривленный тонкий пластинчатый корпус и выполнено с возможностью быть обращенным к светоизлучающему участку 122 и закрывать светоизлучающий участок 122. Поверхность фокусирующего зеркала 123, обращенная к светоизлучающему участку 122, представляет собой зеркальную поверхность. Следовательно, фокусирующее зеркало 123 имеет такой угол и форму, что фокусирующее зеркало 123 отражает свет, излучаемый из светодиода 122b, и отраженный свет концентрируется на "участке 150a введения света, который формирует начальную точку светопропускающего тракта, который представляет собой верхний конец (первый конец) светопропускающего участка 150".
Участок 124 крышки изготовлен из металла и имеет практически полую столбчатую форму (цилиндрическую форму), имеющую центральную ось C100. Хотя и верхний конец (первый конец) и нижний конец (второй конец) участка 124 крышки закрыты, круглое отверстие предоставляется в верхнем конце (первом конце) и нижнем конце (втором конце) участка 124 крышки. Участок 124 крышки прикрепляется ко второму участку 121 трубки таким образом, что он закрывает светоизлучающий участок 122 и фокусирующие зеркала 123 в состоянии, в котором второй участок 121 трубки вставляется через отверстие. Другими словами, светоизлучающий участок 122 и фокусирующие зеркала 123 размещаются в замкнутом пространстве, сформированном между внешней боковой поверхностью второго участка 121 трубки и внутренней боковой поверхностью участка 124 крышки.
Участок 124 крышки имеет функцию подавления утечки света, излучаемого посредством светоизлучающего участка 122, за пределы первого клапана 100 впрыска топлива и функцию защиты светоизлучающего участка 122 и фокусирующих зеркал 123 от внешних веществ, таких как песок и пыль. Участок 124 крышки формируется из материала, который может подвергаться обработке зеркальной поверхности, и внутренняя боковая поверхность участка 124 крышки представляет собой зеркальную поверхность. Как описано выше, нагрев и ухудшение характеристик участка 124 крышки вследствие "света, излучаемого посредством светоизлучающего участка 122" могут подавляться в достаточной степени. Кроме того, участок 124 крышки отражает свет, применяемый к зеркальной поверхности участка 124 крышки на зеркальной поверхности, так что участок отраженного света направлен в участок 150a введения света. Внутренняя боковая поверхность участка 124 крышки может не представлять собой зеркальную поверхность. В этом выше, участок 124 крышки может быть изготовлен из материала (например, смолы), который не может подвергаться обработке зеркальной поверхности.
Участок форсунки
Участок 130 форсунки включает в себя участок 131 корпуса форсунки, элемент 132 сердечника, внутреннюю втулку 133, якорь 134, игольчатый клапан 135, пружину 136, седло 137 клапана, внешний кожух 138 и соленоид 139.
Участок 131 корпуса форсунки изготовлен из металла и имеет практически полую столбчатую форму (цилиндрическую форму), имеющую центральную ось C100. Верхний конец (первый конец) участка 131 корпуса форсунки является открытым. Нижний конец (второй конец) участка 131 корпуса форсунки является закрытым. Верхний конец участка 131 корпуса форсунки стыкуется с нижним концом второго участка 121 трубки и участком стенки нижней стороны участка 124 крышки. Сквозное отверстие, служащее в качестве отверстия 131a для впрыска топлива, формируется в стенке нижнего конца участка 131 корпуса форсунки.
Элемент 132 сердечника изготовлен из магнитного материала (в этом примере, железа) и имеет практически полую столбчатую форму (цилиндрическую форму), имеющую центральную ось C100. Верхний конец (первый конец) и нижний конец (второй конец) элемента 132 сердечника являются открытыми. Элемент 132 сердечника прикрепляется к участку 131 корпуса форсунки таким образом, что внешняя периферийная поверхность элемента 132 сердечника примыкает к внутренней периферийной поверхности участка 131 корпуса форсунки.
Внутренняя втулка 133 изготовлена из металла и имеет практически полую столбчатую форму (цилиндрическую форму), имеющую центральную ось C100. Длина внутренней втулки 133 в направлении вдоль центральной оси C100 меньше длины элемента 132 сердечника в направлении вдоль центральной оси C100. Верхний конец (первый конец) и нижний конец (второй конец) элемента 132 сердечника являются открытыми. Внутренняя втулка 133 прикрепляется к элементу 132 сердечника таким образом, что внешняя периферийная поверхность внутренней втулки 133 примыкает к внутренней периферийной поверхности элемента 132 сердечника. Внутренняя втулка 133 располагается в участке выше центрального участка элемента 132 сердечника в направлении вдоль центральной оси C100.
Якорь 134 изготовлен из магнитного материала (в этом примере, железа) и имеет верхний участок, имеющий полую столбчатую форму с относительно большим диаметром и центральной осью C100, и нижний участок, имеющий полую столбчатую форму с относительно небольшим диаметром и центральной осью C100. Верхний участок якоря 134 располагается таким образом, что он является подвижным относительно участка 131 корпуса форсунки. Верхний конец и нижний конец якоря 134 являются открытыми. Сквозное отверстие формируется в разделительной перегородке между верхним участком и нижним участком якоря 134.
Игольчатый клапан 135 (корпус клапана) изготовлен из металла и имеет практически полую столбчатую форму (цилиндрическую форму), имеющую центральную ось C100. Верхний конец (первый конец) игольчатого клапана 135 является открытым. Нижний конец (второй конец) игольчатого клапана 135 является закрытым. Внешний диаметр игольчатого клапана 135 меньше внутреннего диаметра участка 131 корпуса форсунки. Верхний участок игольчатого клапана 135 стыкуется с нижним участком якоря 134. Следовательно, игольчатый клапан 135 может перемещаться в участке 131 корпуса форсунки как единое целое с якорем 134 вдоль центральной оси C100. Первое соединительное отверстие 135a и второе соединительное отверстие 135b, соответственно, формируются в позиции около верхнего конца игольчатого клапана 135 и в позиции около его нижнего конца. Первое соединительное отверстие 135a имеет круглую форму, и второе соединительное отверстие 135b имеет овальную форму.
Пружина 136 (спиральная пружина) представляет собой упругий элемент, расположенный между нижним концом внутренней втулки 133 и разделительной перегородкой якоря 134 во внутреннем пространстве элемента 132 сердечника. Верхний конец пружины 136 прикрепляется к внутренней втулке 133. Нижний конец пружины 136 стопорится к якорю 134. Пружина 136 сжимается и смещает якорь 134 и игольчатый клапан 135 ко второму концу (нижнему концу) участка 131 корпуса форсунки.
Седло 137 клапана изготовлено из металла и имеет практически сплошную столбчатую форму, имеющую центральную ось C100. Внешний диаметр седла 137 клапана совпадает с внутренним диаметром участка 131 корпуса форсунки. В седле 137 клапана, формируется пространство для размещения, в которое вставляется участок верхушки игольчатого клапана 135. Таким образом, в верхнем участке седла 137 клапана формируется столбчатое отверстие для размещения, в которое вставляется участок верхушки игольчатого клапана 135. В нижнем участке седла 137 клапана, формируется пространство, имеющее обратную усеченную коническую форму, соединенное с отверстием для размещения седла 137 клапана. Участки наклонной поверхности, которые формируют пространство с обратной усеченной конической формой около участка верхушки внутренней части седла 137 клапана, составляют участок седла клапана (посадочный участок), к которому примыкает (садится) угловой участок верхушки игольчатого клапана 135.
Внешний кожух 138 имеет верхний участок, имеющий полую столбчатую форму (цилиндрическую форму) с относительно большим диаметром и центральной осью C100, и нижний участок, имеющий полую столбчатую форму (цилиндрическую форму) с относительно небольшим диаметром и центральной осью C100. Верхний конец (первый конец) и нижний конец (второй конец) внешнего кожуха 138 являются открытыми. Внутренний диаметр верхнего участка внешнего кожуха 138 превышает внешний диаметр участка 131 корпуса форсунки и формирует пространство, которое размещает соленоид 139. Внутренний диаметр нижнего участка внешнего кожуха 138 является практически совпадающим с внешним диаметром участка 131 корпуса форсунки. Во внешнем кожухе 138, нижний участок внешнего кожуха 138 стыкуется с участком 131 корпуса форсунки.
Соленоид 139 располагается таким образом, что он заглублен в смоле, заполняющей пространство между участком 131 корпуса форсунки и верхним участком внешнего кожуха 138. Соленоид 139 электрически соединяется со вторым контактным выводом 141b разъема 141. Когда ток протекает через соленоид 139 (когда в соленоид 139 подается питание), якорь 134 перемещается вверх вместе с игольчатым клапаном 135 против силы смещения пружины 136 таким образом, что угловой участок верхушки игольчатого клапана 135 отделен от участка седла клапана для седла 137 клапана. Когда ток не протекает через соленоид 139, якорь 134 перемещается вниз вместе с игольчатым клапаном 135 посредством силы смещения пружины 136 таким образом, что угловой участок верхушки игольчатого клапана 135 примыкает (садится) к участку седла клапана для седла 137 клапана.
Как описано выше, в полости, сформированной в участке 131 корпуса форсунки, элемент 132 сердечника, имеющий трубчатую форму, внутренняя втулка 133, имеющая трубчатую форму, пружина 136 в качестве упругого элемента, якорь 134, игольчатый клапан 135 и седло 137 клапана последовательно размещаются в направлении от источника 120 света к участку верхушки участка 131 корпуса форсунки вдоль центральной оси C100.
Пространство S1 формируется между внутренней периферийной поверхностью участка 131 корпуса форсунки и внешней периферийной поверхностью игольчатого клапана 135. Пространство S1 сообщается с внутренним пространством игольчатого клапана 135 через первое соединительное отверстие 135a и второе соединительное отверстие 135b.
Как проиллюстрировано на фиг. 2 и 4, пространство S2 формируется между внутренней периферийной поверхностью участка выше посадочного участка седла 137 клапана, верхним участком наклонной поверхности, формирующей участок седла клапана для седла 137 клапана (поверхности, формирующей пространство для размещения), и внешней периферийной поверхностью игольчатого клапана 135. Пространство S2 сообщается с внутренним пространством игольчатого клапана 135 через второе соединительное отверстие 135b.
Кроме того, пространство S3 формируется посредством поверхности наружной стенки нижнего конца (верхушки) игольчатого клапана 135, наклонной поверхности, формирующей участок седла клапана для седла 137 клапана, и поверхности внутренней стенки нижнего конца (верхушки) участка 131 корпуса форсунки. Пространство S3 сообщается с пространством S2, когда игольчатый клапан 135 находится в позиции, отделенной от участка седла клапана для седла 137 клапана (т.е. когда топливо впрыскивается из отверстия 131a для впрыска топлива). Пространство S3 сообщается с отверстием 131a для впрыска топлива.
В первом клапане 100 впрыска топлива, сконфигурированном так, как описано выше, как указано посредством стрелок на фиг. 2, топливо, подаваемое во впускное отверстие 112 из трубки 41a, протекает через соответствующие внутренние пространства первого участка 111 трубки, второго участка 121 трубки, верхнего участка для участка 131 корпуса форсунки, верхнего участка элемента 132 сердечника, внутренней втулки 133, нижнего участка элемента 132 сердечника и якоря 134 во внутреннее пространство игольчатого клапана 135. Топливо, заполняющее внутреннее пространство игольчатого клапана 135, подается в пространство S1 через первое и второе соединительные отверстия 135a, 135b и подается в пространство S2 через второе соединительное отверстие 135b. Следовательно, когда угловой участок верхушки игольчатого клапана 135 отделен от участка седла клапана для седла 137 клапана посредством подачи питания в соленоид 139, топливо в пространстве S2 подается в пространство S3 и достигает отверстия 131a для впрыска топлива таким образом, что топливо впрыскивается за пределы первого клапана 100 впрыска топлива через отверстие 131a для впрыска топлива. Пространства S1, S2, S3 также называются "пространствами для топлива" для удобства.
Светопропускающий участок и светоиспускающий участок
Первый клапан 100 впрыска топлива дополнительно включает в себя светопропускающий участок 150, герметизирующий элемент 160 и светопропускающий элемент 161.
Светопропускающий участок 150 формируется из элемента, который может пропускать свет посредством повторного отражения с относительно высокой отражательной способностью. В частности, светопропускающий участок 150 представляет собой оптоволокно. Светопропускающий участок 150 предоставляется таким образом, что он соответствует каждому из множества светоизлучающих участков 122.
Светопропускающий участок 150 располагается в относительно тонком трубчатом пространстве 151 (канале), сформированном в стенке участка 131 корпуса форсунки, таким образом, что он проходит параллельно центральной оси C100. Пространство 151 также называется пространством 151 для светопропускающего участка. Светопропускающий участок 150 и поверхность, формирующая пространство 151 для светопропускающего участка, отделены друг от друга. Зазор между светопропускающим участком 150 и поверхностью, формирующей пространство 151 для светопропускающего участка, заполнен смолой 152 (например, эпоксидной смолой) для фиксации светопропускающего участка 150. Посредством прикрепления светопропускающего участка 150 к участку 131 корпуса форсунки с помощью смолы 152, отсоединение светопропускающего участка 150 вследствие вибрации и т.п. может подавляться в максимально возможной степени.
Как проиллюстрировано на фиг. 2, верхний конец 150a (первый конец) светопропускающего участка 150 располагается в позиции, в которой свет, излучаемый посредством светоизлучающего участка 122, достигает и формирует участок 150a введения света. В этом примере, участок 150a введения света проходит через сквозное отверстие, сформированное в стенке нижней стороны участка 124 крышки, и является открытым для доступа для верхней поверхности стенки нижней стороны. Таким образом, участок 150a введения света является открытым для доступа для пространства, сформированного между внешней боковой поверхностью второго участка 121 трубки и внутренней боковой поверхностью участка 124 крышки, и располагается непосредственно ниже светоизлучающего участка 122.
Как проиллюстрировано на фиг. 2 и 3, нижний конец 150b (второй конец) светопропускающего участка 150 проникает через герметизирующий элемент 160 и достигает верхней поверхности (одной торцевой поверхности) светопропускающего элемента 161. Нижний конец 150b формирует светоиспускающий участок 150b. Следовательно, свет, излучаемый посредством светоизлучающего участка 122, пропускается из участка 150a введения света в светопропускающий элемент 161 и излучается из светоиспускающего участка 150b.
Герметизирующий элемент 160 представляет собой круглый пластинчатый корпус (алюминиевую прокладку), изготовленный из алюминия. Сквозное отверстие формируется в центре герметизирующего элемента 160. Поверхность стенки внешней стороны игольчатого клапана 135 вставляется с возможностью скольжения через сквозное отверстие. Герметизирующий элемент 160 устанавливается в участке 131 корпуса форсунки. Внешняя боковая поверхность герметизирующего элемента 160 непроницаемо для жидкости примыкает к поверхности стенки внутренней стороны участка 131 корпуса форсунки. Как описано выше, герметизирующий элемент 160 содержит множество сквозных отверстий, через которые вставляются светопропускающие участки 150. Светопропускающие участки 150 выполнены с возможностью проходить через сквозные отверстия. Пространства между внутренними периферийными поверхностями стенок, формирующими сквозные отверстия герметизирующего элемента 160 и светопропускающих участков 150, заполнены смолой 152.
Герметизирующий элемент 160 имеет функцию герметизации зазора между участком около светоиспускающего участка 150b светопропускающего участка 150 и светопропускающим элементом 161. Герметизирующий элемент 160 имеет функцию герметизации пространства, сформированного посредством внешней боковой поверхности игольчатого клапана 135 и внутренней боковой поверхности участка 131 корпуса форсунки на противоположной стороне светопропускающего элемента 161 относительно седла 137 клапана, и герметизации пространства 151 для светопропускающего участка. Следовательно, герметизирующий элемент 160 может представлять собой элемент, изготовленный из материала, который имеет низкую твердость и хорошую удерживаемость формы.
Светопропускающий элемент 161 представляет собой круглый пластинчатый корпус, сформированный из кварцевого стекла. Сквозное отверстие формируется в центре светопропускающего элемента 161. Поверхность стенки внешней стороны игольчатого клапана 135 вставляется с возможностью скольжения через сквозное отверстие. Светопропускающий элемент 161 устанавливается в участке 131 корпуса форсунки. Материал светопропускающего элемента 161 не ограничен кварцевым стеклом при условии, что светопропускающий элемент 161 представляет собой элемент, который имеет относительно высокий коэффициент пропускания до такой степени, что свет, излучаемый из светоиспускающего участка 150b, может пропускаться, и имеет относительно высокую прочность на сжатие и теплостойкость. Как описано выше, концевой участок светоиспускающего участка 150b примыкает к верхней поверхности светопропускающего элемента 161. Следовательно, нижние концы светоиспускающего участка 150b и смолы 152 могут надежно герметизироваться посредством светопропускающего элемента 161. Таким образом, проникновение топлива в пространство, заполненное смолой 152 вокруг светопропускающего участка 150 (т.е. в пространство 151 для светопропускающего участка), из периферии заднего конца светопропускающего участка 150 (светоиспускающего участка 150b) может подавляться в достаточной степени.
Хотя светопропускающий участок 150 заглублен в смоле 152, имеется вероятность того, что проникновение топлива при относительно высоком давлении в пространство 151 для светопропускающего участка не может подавляться в достаточной степени только посредством смолы 152. Следовательно, в этом примере, предоставляются герметизирующий элемент 160 (прокладка) и светопропускающий элемент 161, и проникновение топлива в пространство 151 для светопропускающего участка подавляется посредством герметизирующего элемента 160 (прокладки) и светопропускающего элемента 161.
В седле 137 клапана, формируется удлиняющий канал 137a (световодный канал), проиллюстрированный на фиг. 2 и 4. Удлиняющий канал 137a представляет собой трубчатое пространство. Верхний конец (первый конец) удлиняющего канала 137a обращен к светоиспускающему участку 150b со светопропускающим элементом 161, размещенным между ними. Удлиняющий канал 137a проходит вниз от верхнего конца удлиняющего канала 137a и затем изгибается к центральной оси C100. Нижний конец (второй конец) удлиняющего канала 137a сообщается с пространством S2 в соединительном участке 137a1 около нижнего конца пространства S2 (в позиции непосредственно выше участка седла клапана для седла 137 клапана, к которому примыкает угловой участок верхушки игольчатого клапана 135). Следовательно, топливо подается в удлиняющий канал 137a через пространство S2. Удлиняющий канал 137a также называется "пространством для топлива" для удобства. Поверхность стенки, формирующая удлиняющий канал 137a, подвергается обработке поверхности таким образом, что она представляет собой светоотражательную поверхность (в частности, зеркальную поверхность или поверхность, близкую к зеркальной поверхности).
Действие нагрева топлива первого клапана впрыска топлива
Участок света, излучаемого из светоизлучающего участка 122, непосредственно достигает участка 150a введения света (переднего конца пропускания света). Участок света, излучаемого из светоизлучающего участка 122, концентрируется на участке 150a введения света посредством фокусирующего зеркала 123 и достигает участка 150a введения света. Свет, падающий на внутреннюю часть светопропускающего участка 150 из участка 150a введения света, проходит через светопропускающий участок 150, пропускается в светоиспускающий участок 150b (задний конец пропускания света) и излучается из светоиспускающего участка 150b.
Как указано посредством стрелки B1 на фиг. 4, свет, излучаемый из светоиспускающего участка 150b, проходит через светопропускающий элемент 161 и падает на верхний конец удлиняющего канала 137a. Свет, падающий на верхний конец удлиняющего канала 137a, многократно отражается посредством поверхности стенки в форме зеркальной поверхности, формирующей удлиняющий канал 137a, и излучается к пространству S2 из соединительного участка 137a1. Как результат, топливо, присутствующее в пространстве S2 и удлиняющем канале 137a облучается с помощью света таким образом, что топливо нагревается.
Как описано выше, в первом клапане 100 впрыска топлива, светоиспускающий участок 150b предоставляется в позиции, в которой пространство S2, которое является относительно небольшим, и удлиняющий канал 137a, который сообщается с пространством S2 и представляет собой относительно небольшое пространство, облучаются с помощью света непосредственно перед тем, как топливо достигает отверстия 131a для впрыска топлива. Соответственно, топливо, присутствующее в относительно небольших пространствах близко к отверстию 131a для впрыска топлива, может облучаться с помощью света. Следовательно, все топливо, присутствующее в относительно небольших пространствах, может эффективно нагреваться посредством энергии света. Кроме того, поскольку топливо, присутствующее в относительно небольших пространствах нагревается, температура нагретого топлива может быстро увеличиваться. Кроме того, поскольку расстояния от пространств, в которых нагревается топливо (пространства S2 и удлиняющего канала 137a), до отверстия 131a для впрыска топлива являются относительно небольшим, температура топлива, когда топливо впрыскивается, не снижается. Как описано выше, по сравнению со случаем, в котором все топливо, подаваемое в первый клапан 100 впрыска топлива, нагревается, температура впрыскиваемого топлива может эффективно увеличиваться с меньшим количеством энергии.
Светопропускающий элемент 161 предоставляется между светоиспускающим участком 150b и концевым участком удлиняющего канала 137a. Следовательно, топливо в удлиняющем канале 137a облучается с помощью света, излучаемого из светоиспускающего участка 150b в светопропускающий элемент 161, и пространство между светоиспускающим участком 150b и пространством 151 для светопропускающего участка может надежно герметизироваться посредством светопропускающего элемента. Как результат, проникновение топлива в периферию светопропускающего участка 150 из периферии светоиспускающего участка 150b может подавляться в достаточной степени.
Элементы для приведения в действие игольчатого клапана 135 (т.е. участки приведения в действие корпуса клапана), включающие в себя элемент 132 сердечника, пружину 136, якорь 134, соленоид 139 и т.п., предоставляются в участке 131 корпуса форсунки. С другой стороны, светоизлучающие участки 122 располагаются в базовом концевом участке участка 131 корпуса форсунки (в концевом участке на противоположной стороне относительно отверстия 131a для впрыска топлива) на внешней боковой поверхности второго участка 121 трубки, который предоставляется коаксиально с участком 131 корпуса форсунки таким образом, что они находятся в контакте, но представляет собой отдельный корпус. Участок 150a введения света располагается на стороне второго участка 121 трубки, и светопропускающий участок 150 располагается таким образом, что он проходит параллельно центральной оси C100 участка 131 корпуса форсунки. Следовательно, светоизлучающие участки 122 могут предоставляться в первом клапане 100 впрыска топлива без изменения размеров элементов, связанных с характеристиками впрыска топлива (т.е. участка 131 корпуса форсунки, в котором располагаются участки приведения в действие корпуса клапана, и игольчатого клапана 135). Следовательно, участок 131 корпуса форсунки, участки приведения в действие корпуса клапана и корпус клапана 135 могут задаваться общими для клапана впрыска топлива, который не содержит светоизлучающий участок, и первого клапана 100 впрыска топлива. Другими словами, нет необходимости специально конструировать компоненты (участок 130 форсунки), связанные с впрыском топлива, чтобы предоставлять светоизлучающие участки 122 в первом клапане 100 впрыска топлива. Кроме того, источник 120 света предоставляется ниже первого участка 111 трубки, содержащего впускное отверстие 112, который представляет собой поверхность раздела для соединения с подводящей трубкой 41. Соответственно, первый клапан впрыска топлива, который не содержит источник 120 света и первый участок 111 трубки, может использоваться совместно. Как результат, затраты на первый клапан 100 впрыска топлива дополнительно могут уменьшаться.
В первом клапане 100 впрыска топлива, расстоянии между светоизлучающим участком 122 и пространством S2, в котором нагревается топливо, является большим. Тем не менее, светопропускающий участок 150, который пропускает свет между светоизлучающими участками 122 и пространством S2 с относительно высокой эффективностью, располагается. Следовательно, потери световой энергии вследствие пропускания света дополнительно могут уменьшаться. По этой причине, эффективность использования энергии, когда топливо нагревается, может поддерживаться равной более высокому значению.
В первом клапане 100 впрыска топлива, поскольку светоизлучающий участок 122 предоставляется в позиции, в которой внутренняя сторона светоизлучающего участка 122 и внешняя боковая поверхность второго участка 121 трубки, через который проходит топливо, находятся в прямом контакте друг с другом, топливо, которое проходит через светоизлучающий участок 122 и второй участок 121 трубки, может эффективно передавать тепло через второй участок 121 трубки. Второй участок 121 трубки изготовлен из металла, имеющего более высокую теплопроводность, чем участок 131 корпуса форсунки и первый участок 111 трубки. Следовательно, тепло, вырабатываемое посредством светоизлучающего участка 122, может рассеиваться в топливо, проходящее через второй участок 121 трубки, через второй участок 121 трубки, так что светоизлучающий участок 122 может эффективно охлаждаться. Одновременно, топливо может эффективно нагреваться посредством тепла таким образом, что температура впрыскиваемого топлива может эффективно увеличиваться с меньшим количеством энергии.
Источник 120 света включает в себя отражающие участки 123 (фокусирующие зеркала). Кроме того, внутренняя поверхность участка 124 крышки, который закрывает светоизлучающие участки 122 и отражающие участки 123, представляет собой зеркальную поверхность. Следовательно, в первом клапане 100 впрыска топлива, свет, сформированный посредством светоизлучающего участка 122, может эффективно концентрироваться на участке 150a введения света посредством отражающих участков 123 и участка 124 крышки. Соответственно, потери световой энергии дополнительно могут уменьшаться, и дополнительно может повышаться эффективность нагрева топлива.
Второй вариант осуществления
Ниже описывается клапан впрыска топлива согласно второму варианту осуществления (в дальнейшем в этом документе, называемый "вторым клапаном впрыска топлива") изобретения. Второй клапан 200 впрыска топлива отличается от первого клапана впрыска топлива 100 в следующих аспектах.
Первый клапан 100 впрыска топлива имеет такую конфигурацию, в которой второй участок 121 трубки предоставляется отдельно от первого участка трубки 111 и участка 131 корпуса форсунки. В отличие от этого, как проиллюстрировано на фиг. 5, во втором клапане 200 впрыска топлива, интегрируются второй участок 221 трубки, первый участок 111 трубки и участок 131 корпуса форсунки. Таким образом, второй участок 221 трубки изготовлен из материала, идентичного общему материалу, формирующему первый участок 111 трубки и участок 131 корпуса форсунки.
В первом клапане 100 впрыска топлива, металлическая прокладка, изготовленная из алюминия, используется в качестве герметизирующего элемента 160. В отличие от этого, во втором клапане 200 впрыска топлива, в качестве герметизирующего элемента 260 вместо герметизирующего элемента 160, используется прокладка, изготовленная из резины с металлическим покрытием или смолы, которая представляет собой материал, имеющий более низкую твердость (мягкость) и лучшую удерживаемость формы.
Первый клапан 100 впрыска топлива использует оптоволокно в качестве светопропускающего участка 150. В отличие от этого, во втором клапане 200 впрыска топлива, светопропускающий участок 250 представляет собой пространство и сконфигурирован как пространство, в котором поверхность, формирующая пространство, представляет собой зеркальную поверхность. Пространство также называется пространством для светопропускающего участка. Согласно вышеприведенному описанию, свет может эффективно пропускаться из участка 250a введения света светопропускающего участка 250 в светоиспускающий участок 250b светопропускающего участка 250 без подготовки новых компонентов для пропускания света, таких как оптоволокно.
Аналогично первому клапану 100 впрыска топлива, второй клапан 200 впрыска топлива, сконфигурированный так, как описано выше, дополнительно может повышать эффективность нагрева топлива. Поскольку второй клапан 200 впрыска топлива использует резину с металлическим покрытием, смолу и т.п. в качестве герметизирующего элемента 260, зазор между светопропускающим элементом 161 и задним концом светопропускающего участка 250 (светоиспускающим участком 250b) может надежно герметизироваться, и светопропускающий участок 250 (т.е. пространство для светопропускающего участка) и пространство S1 могут надежно экранироваться друг от друга. Пространство S1 представляет собой пространство, сформированное посредством внешней боковой поверхности игольчатого клапана 135 и внутренней боковой поверхности участка 131 корпуса форсунки на противоположной стороне светопропускающего элемента 161 относительно седла 137 клапана. Во втором клапане 200 впрыска топлива, поскольку могут опускаться светопропускающий участок 150 (оптоволокно) и смола 152 для прикрепления светопропускающего участка 150 (оптоволокна), число компонентов может уменьшаться по сравнению с первым клапаном 100 впрыска топлива.
Третий вариант осуществления
Ниже описывается клапан впрыска топлива согласно третьему варианту осуществления (в дальнейшем в этом документе, называемый "третьим клапаном впрыска топлива") изобретения со ссылкой на фиг. 6, 7A и 7B. Третий клапан 300 впрыска топлива отличается от первого клапана впрыска топлива 100 в следующих аспектах. Признаки третьего клапана 300 впрыска топлива также могут применяться ко второму клапану 200 впрыска топлива.
Третий клапан 300 впрыска топлива включает в себя источник 320 света вместо источника 120 света первого клапана 100 впрыска топлива.
Источник 320 света включает в себя второй участок 121 трубки, светоизлучающие участки 322 (источник света), участок 124 крышки и множество фокусирующих зеркал 323 (отражающих участков).
В частности, как проиллюстрировано на фиг. 7B, светоизлучающий участок 322 включает в себя множество наборов (в этом примере, три набора) из подложки 322a и светоизлучающих элементов 322b. Светоизлучающий элемент 322b представляет собой светодиод, идентичный светоизлучающему элементу 122b. Фиг. 7B является видом светоизлучающего участка 322 вдоль стрелки C1 на фиг. 7A.
Подложка 322a изготовлена из материала, имеющего относительно высокую интенсивность теплопередачи. Подложка 322a предоставляется на внутренней поверхности (нижней поверхности) верхней стенки пары стенок, перпендикулярных центральной оси C100 участка 124 крышки. Светоизлучающий элемент 322b располагается на нижней поверхности подложки 322a. Напряжение прикладывается к светоизлучающим элементам 322b через провода (не проиллюстрированы), и светоизлучающие элементы 322b отделены друг от друга в периферийном направлении. Светоизлучающий элемент 322b излучает свет вниз.
Как проиллюстрировано на фиг. 6 и 7A, фокусирующие зеркала 323 располагаются радиально за пределами светоизлучающих элементов 322b таким образом, что они надлежащим образом соответствуют светоизлучающим элементам 322b. Светоизлучающие элементы 322b и фокусирующие зеркала 323 размещаются в пространстве, сформированном посредством внешней боковой поверхности второго участка 121 трубки и внутренней боковой поверхности участка 124 крышки.
Фокусирующее зеркало 323 представляет собой искривленный тонкий пластинчатый корпус, и поверхность фокусирующего зеркала 323 представляет собой зеркальную поверхность. Фокусирующее зеркало 323 имеет такой угол и форму, что фокусирующее зеркало 323 отражает свет, излучаемый из светоизлучающего элемента 322b, и отраженный свет концентрируется на участке 150a введения света.
Участок (внутренний периферийный концевой участок) участка 124 крышки стыкуется со вторым участком 121 трубки, имеющим топливный канал, и светоизлучающий участок 322 находится в косвенном контакте со вторым участком 121 трубки. Следовательно, тепло, вырабатываемое посредством светоизлучающего участка 322, рассеивается в топливо через участок 124 крышки и второй участок 121 трубки, за счет этого эффективно охлаждая светоизлучающий участок 322. Одновременно, тепло, вырабатываемое посредством светоизлучающего участка 322, может эффективно использоваться "для того, чтобы нагревать топливо во втором участке 121 трубки".
Третий клапан 300 впрыска топлива работает аналогично первому клапану 100 впрыска топлива и второму клапану 200 впрыска топлива и в силу этого может эффективно нагревать топливо, которое должно впрыскиваться.
Пример модификации
Хотя варианты осуществления изобретения подробно описываются, изобретение не ограничено вариантами осуществления, описанными выше, и могут приспосабливать различные примеры модификаций в пределах объема изобретения.
Например, первый-третий клапаны 100, 200, 300 впрыска топлива имеют три светоизлучающих участка, но также могут иметь один или два или четыре или более светоизлучающих участков.
Например, первый-третий клапаны 100, 200, 300 впрыска топлива имеют один светопропускающий участок (светоиспускающий участок) и один удлиняющий канал, но также могут иметь два или более светопропускающих участков (светоиспускающих участков) и два или более удлиняющих каналов.
Например, в первом-третьем клапанах 100, 200, 300 впрыска топлива, светоиспускающий участок 150b (250b) может предоставляться в позиции, в которой, по меньшей мере, участок пространства S2 и удлиняющего канала 137a облучается с помощью света, пропускаемого посредством светопропускающего участка 150. В первом-третьем клапанах 100, 200, 300 впрыска топлива, может опускаться удлиняющий канал 137a. В этом случае, светоиспускающий участок 150b (250b) может предоставляться в позиции, в которой, по меньшей мере, участок пространства S2 облучается с помощью света, пропускаемого посредством светопропускающего участка 150.
Например, в первом-третьем клапанах 100, 200, 300 впрыска топлива, вместо внутреннего пространства (топливного канала) игольчатого клапана 135, предоставленного с возможностью подавать топливо в пространство S2, например, другой топливный канал, такой как зазор, может предоставляться между игольчатым клапаном 135 и участком 131 корпуса форсунки. В этом случае, игольчатый клапан 135 может иметь конструкцию без внутреннего пространства (полого участка) и сквозных отверстий 135a, 135b.
Например, в первом клапане 100 впрыска топлива или третьем клапане 300 впрыска топлива, первый участок 111 трубки и участок 131 корпуса форсунки могут непосредственно стыковаться между собой, и источник 120 света может располагаться в первом участке 111 трубки, или источник 120 света (второй участок 121 трубки) может располагаться в верхнем участке первого участка 111 трубки. В этом случае, светопропускающий участок 150 выполнен с возможностью проходить через внутреннюю часть стенки первого участка 111 трубки и внутреннюю часть стенки участка 131 корпуса форсунки. Кроме того, в первом-третьем клапанах 100, 200, 300 впрыска топлива, также могут опускаться фокусирующие зеркала (отражающие участки).
1. Клапан впрыска топлива, содержащий:
участок корпуса форсунки, имеющий полую столбчатую форму и включающий в себя отверстие для впрыска топлива в участке верхушки участка корпуса форсунки;
столбчатый корпус клапана, расположенный внутри участка корпуса форсунки с возможностью перемещения вдоль осевого направления участка корпуса форсунки;
седло клапана, расположенное вблизи участка верхушки в участке корпуса форсунки и включающее в себя пространство для размещения, в которое вставляется участок верхушки корпуса клапана;
участок приведения в действие корпуса клапана, выполненный с возможностью перемещения корпуса клапана между позицией, в которой корпус клапана садится в участок седла клапана для седла клапана, и позицией, в которой корпус клапана отделен от участка седла клапана;
источник света, имеющий светоизлучающий участок, который формирует свет, когда в светоизлучающий участок подается питание;
участок трубки, расположенный в базовом концевом участке, который представляет собой концевой участок на противоположной стороне относительно участка верхушки участка корпуса форсунки, в котором сформировано отверстие для впрыска топлива, причем участок трубки расположен коаксиально с участком корпуса форсунки таким образом, что они находятся в контакте, но представляет собой интегрированный корпус или отдельный корпус и выполнен с возможностью подачи топлива в участок корпуса форсунки через участок трубки; и
светопропускающий участок, выполненный с возможностью приема света, сформированного источником света, из участка введения света и пропускания принимаемого света в светоиспускающий участок, чтобы заставлять пропускаемый свет излучаться из светоиспускающего участка, при этом:
корпус клапана и седло клапана образуют пространство для топлива, которое экранируется от отверстия для впрыска топлива и снабжается топливом в случае, если корпус клапана находится в состоянии посадки в участок седла клапана;
пространство для топлива включает в себя, по меньшей мере, пространство между боковой поверхностью корпуса клапана и поверхностью, формирующей пространство для размещения седла клапана;
корпус клапана и седло клапана выполнены с возможностью обеспечения сообщения между пространством для топлива и отверстием для впрыска топлива в случае, если корпус клапана находится в состоянии отделения от участка седла клапана;
светоизлучающий участок располагается в позиции в прямом или косвенном контакте с участком трубки в области, где рассеянное тепло повышает температуру топлива, которое проходит через участок трубки; и
светоиспускающий участок располагается в позиции, в которой, по меньшей мере, участок пространства для топлива облучается с помощью пропускаемого света.
2. Клапан впрыска топлива по п. 1, дополнительно содержащий светопропускающий элемент, который изготовлен из светопропускающего материала и располагается между внешней боковой поверхностью корпуса клапана и внутренней боковой поверхностью участка корпуса форсунки таким образом, что он находится в контакте с поверхностью седла клапана на противоположной стороне относительно отверстия для впрыска топлива и закрывает отверстие, сформированное посредством внешней боковой поверхности корпуса клапана и внутренней боковой поверхности участка корпуса форсунки, при этом:
пространство для топлива включает в себя удлиняющий канал, который располагается в седле клапана и проходит из пространства в светопропускающий элемент; и
светоиспускающий участок располагается в позиции, в которой удлиняющий канал облучается с помощью пропускаемого света через светопропускающий элемент.
3. Клапан впрыска топлива по п. 1 или 2, в котором:
участок приведения в действие корпуса клапана содержит:
- элемент сердечника, расположенный в участке корпуса форсунки,
- пружину, расположенную в участке корпуса форсунки, которая имеет первый конец, который поддерживается таким образом, что он не перемещается относительно участка корпуса форсунки,
- якорь, который располагается в участке корпуса форсунки, чтобы заставлять второй конец пружины стопориться к якорю, и удерживает корпус клапана, и
- соленоид, расположенный за пределами участка корпуса форсунки таким образом, что он окружает внешнюю окружность элемента сердечника;
при этом участок трубки расположен в базовом концевом участке коаксиально с участком корпуса форсунки таким образом, что они находятся в контакте, но представляет собой отдельный корпус;
светоизлучающий участок прикреплен к внешней боковой поверхности участка трубки; и
светопропускающий участок расположен таким образом, что участок введения света располагается со стороны участка трубки и проходит параллельно центральной оси участка корпуса форсунки.
4. Клапан впрыска топлива по п. 3, в котором участок трубки изготовлен из материала, имеющего более высокую теплопроводность, чем участок корпуса форсунки.
5. Клапан впрыска топлива по п. 2, в котором:
светопропускающий участок включает в себя оптоволокно;
участок корпуса форсунки включает в себя пространство для светопропускающего участка, через которое проходит оптоволокно; и
участок корпуса форсунки включает в себя смолу, заполняющую зазор между оптоволокном и поверхностью, формирующей пространство для светопропускающего участка.
6. Клапан впрыска топлива по п. 2, в котором:
светопропускающий участок представляет собой пространство для светопропускающего участка, сформированное в участке корпуса форсунки; и
поверхность, формирующая пространство для светопропускающего участка, представляет собой зеркальную поверхность.
7. Клапан впрыска топлива по п. 5 или 6, дополнительно содержащий герметизирующий элемент, который герметизирует пространство, сформированное посредством боковой поверхности корпуса клапана и внутренней боковой поверхности участка корпуса форсунки на противоположной стороне светопропускающего элемента относительно седла клапана, и герметизирует пространство для светопропускающего участка.
8. Клапан впрыска топлива по п. 1 или 2, в котором источник света включает в себя отражающий участок, который отражает свет, излучаемый из светоизлучающего участка, чтобы заставлять свет концентрироваться на участке введения света.
9. Клапан впрыска топлива по п. 8, в котором:
источник света включает в себя участок крышки, который закрывает светоизлучающий участок и отражающий участок; и
внутренняя поверхность участка крышки представляет собой зеркальную поверхность.
