CN105008704A - 用于喷射气体的阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于为内燃机（10）喷射气体燃料的阀（200），阀（200）具有壳体（201），壳体（201）相对于其纵向范围（A-A）具有用于气体燃料的流入区段（203）和流出区段（204），且具有位于流入区段（203）与流出区段（204）之间的驱动器区段（202），其中提供第一控制元件（209），其被分配至流入区段（203）且以取决于第一控制元件（209）的切换位置的方式允许或阻止气体燃料的供应。提供第二控制元件（210），其被分配至流出区段（204）且以取决于第二控制元件（210）的切换位置的方式允许或阻止气体燃料的排放。提供致动驱动器（206），其布置在驱动器区段（202）中且联接至两个控制元件（209、210），以使得控制元件（209、210）可独立于彼此被移动至打开位置中。

Description

用于喷射气体的阀

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的用于喷射气体至内燃机的燃烧腔室中的阀。

背景技术

除了诸如汽油或柴油的已知液体燃料之外，出于经济和环境原因，气体燃料特别是压缩天然气（CNG）越来越多的用在现代内燃机中。因为天然气充气站基础设施仍然不广泛，液体燃料和气体燃料常常用于使用两种燃料的内燃机的替代操作。这里所使用的术语为内燃机的双价（bivalenten）操作，不同于使用仅一种单一类型的燃料的单价（monovalenten）操作。

这种内燃机的气体供应系统通常包括气体储存器、截流阀、温度传感器和压力传感器、减压器或调压器、对应于内燃机的汽缸数量的若干气体喷射阀和对应流体管线以及电子控制装置。

天然气通常储存在压力最高200巴的一个或更多个汽缸中。减压器或电调压器将气体喷射阀的入口处的所述压力降低为较低的值。如果气体喷射至内燃机的入口歧管中（端口喷射），那么典型的压力值在2巴至8巴的范围内，具体取决于喷射阀的特征。

鉴于将燃料直接喷射至内燃机的燃烧腔室中所提供的优势，所述优势诸如排放较低和燃料消耗减少，已知的系统允许将天然气直接喷射到内燃机的燃烧腔室中。然而，为了实现这一目的，天然气的轨压或气体喷射阀处的压力必须比天然气的入口歧管喷射情况下的压力高。这种情况下的典型值在5巴至20巴的范围内，以便与入口歧管喷射相比，能够在较短的可用时间跨度内引入必要的气体量。

气体喷射阀通常实施为所谓的螺线管阀，其中提供螺线管线圈作为致动器且提供喷嘴针阀作为控制元件，这些部件根据其电激活情况输送气体至内燃机的燃烧腔室中或阻止气体流。

在气体喷射阀的情况下，会非常快地遭遇可能的燃料流速限值，这是因为与液体燃料相比，气体燃料能量密度较低，在相同的阀打开周期内，与液体喷射阀的情况相比需要更大的端口横截面，以便达到特定的内燃机功率输出。所需的端口横截面可由增大的喷嘴针阀升力或更大的阀盘实现。然而，较大的阀盘直径具有缺点，会增加作用在阀盘上的气体力。

增大的提升力意味着：螺线管线圈与控制元件之间可被致动的距离越大，那么能够升起控制元件的磁力变得越小。这就意味着：在预设的供电电压和预设的供电电流以及给定的气体压力下，流速可超过特定的量。

因此，对于将气体直接喷射到内燃机的燃烧腔室中，使用具有针阀的气体喷射阀，所述针阀向外打开也就是朝向燃烧腔室中打开。除了使得将被引入的气体的流动阻力降低，这还具有其它优势：除了复位弹簧的力之外，内燃机的燃烧腔室中的气体力在燃烧期间也将阀口保持关闭。

这种气体喷射阀的问题在于，针阀的阀座暴露于汽缸的燃烧腔室中的高燃烧温度，因此排除了将诸如塑料或橡胶的有效密封材料作为阀座的材料。因此，难以满足根据ECE R 110规定的关于CNG设备的部件的规定防泄漏要求。除此之外，必要的高密封力意味着当阀关闭时阀座经受的磨损增大。为了尽量减少磨损，昂贵的成对材料组合被用于阀座和阀盘。此外，这种高强度成对材料组合往往会引起针阀回弹。

DE 10 2009 012 688 B3描述一种用于喷射气体的阀，所述阀可由较小的磁力致动。为此目的，提供控制元件和关闭元件，当在关闭位置中时，所述控制元件位于距离螺线管线圈较短的距离处。控制元件操作性地连接至关闭元件，以使得当电流传过螺线管线圈时，控制元件将关闭元件带向螺线管线圈。另外，关闭元件受到螺线管线圈的磁力吸引得更靠近螺线管线圈，一直到达打开位置，不受控制元件的运动影响。通过提供控制元件和关闭元件，能够借助于控制元件的第一运动和关闭元件的联动运动打开阀的出口端口。这伴随着输送腔室中的压力下降，控制元件和关闭元件位于所述输送腔室中。因此，作用在关闭元件上的气体压力和相关联的力降低。因此，可借助于较小的磁力实现关闭元件至打开位置的进一步运动，在所述打开位置中出口端口完全打开。

DE 10 2009 012 689 B4公开一种用于输送气体至内燃机的燃烧腔室中的阀，所述阀具有壳体和提供在所述壳体中的输出腔室。输送腔室具有布置在壳体中的出口端口、致动器，特别是具有线圈的螺线管阀和磁性关闭元件。关闭元件被分配至出口端口，所述关闭元件根据致动器的致动情况打开或关闭出口端口。关闭元件在壳体的引导件中被引导，所述关闭元件被引导通过输送腔室抵达出口端口，并且在输送腔室中位于关闭位置中的关闭元件仅在横向于关闭元件的移动方向的方向上经受气体压力。因此，关闭元件仅需轻微的背压就能从关闭位置移动至打开位置，这样的话，用动力不大的致动器就能致动关闭元件。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于直接喷射气体燃料至内燃机的燃烧腔室中的改良的阀。

这一目的由独立权利要求的特征实现。有利的实施例在从属权利要求中进行详细说明。

本发明的区别性特征是一种用于为内燃机喷射气体燃料的阀，其中壳体在其纵向范围内包括用于气体燃料的流入部分和流出部分，以及位于流入部分与流出部分之间的驱动器部分。第一控制元件被分配至流入部分，并且根据第一控制元件的切换位置允许或阻止气体燃料的输送。被分配至流出部分的第二控制元件根据第二控制元件的切换位置允许或阻止气体燃料的输送。提供致动驱动器，所述致动驱动器布置在驱动部分中并且联接至两个控制元件，以使得控制元件可独立于彼此被带动到打开位置中。

根据一个示例性实施例，一个螺线管线圈充当两个控制元件的致动驱动器，从而提供非常简单、牢固且节约成本的气体喷射阀构造。

通过使用单个致动驱动器来致动独立于彼此被致动的两个控制元件，第一个控制元件借助于关闭构件提供抵抗流入部分上存在的加压气体的严密密封，并且另一个控制元件借助于流出部分上的另一关闭构件形成相对于内燃机的燃烧腔室的严密密封，能够为关闭构件和/或两个关闭构件的阀座使用不同的材料。

因为流入部分上的阀座并未暴露于类似于流出部分上的阀座处所普通存在的高温，所以流入部分上的第一控制元件的关闭构件和/或所述关闭构件的密封面可有利地由有效密封、柔性的但同时节约成本的材料制成，所述材料诸如弹性体、塑料或橡胶零件。因此，能够通过简单的方法满足用于内部燃烧的气体供应系统的部件的规定密封性要求。

根据本发明的一个实施例，第一控制元件借助于第一弹簧元件被偏压，以使得在第一控制元件的关闭位置中，其关闭构件被按压抵靠阀座。为第一弹簧元件选择的弹簧特征取决于气体的普通存在的压力，所述气体通常从燃料轨输送。这是在气体喷射阀的所谓的“冷端”处实现严密密封的一种简单方法。

根据本发明的另一实施例，第二控制元件借助于第二弹簧元件被偏压，以使得在第二控制元件的关闭位置中，其关闭构件被按压抵靠流出部分上的阀座。因为当气体喷射阀位于关闭位置中时，这种关闭构件不必承受气体燃料的高压，而是仅需相对于内燃机的燃烧腔室形成严密密封，所以这里可使用弹簧特征较小的弹簧元件。

因为第二控制元件被设计成向外打开的针阀，所以在气体燃料未被喷射的周期期间，燃烧腔室中的气体压力在与关闭构件的打开方向相反的方向上施加额外密封力。因此，可为布置在气体喷射阀的所谓的“热端”处的关闭构件及其密封面使用不满足更为严格的防泄漏要求的材料，这促成气体喷射阀的节约成本的实施例。

两个控制元件的运动的至少部分解联还意味着致动气体喷射阀的打开序列需要的力更小。最初，当致动驱动器被激活时，仅流入部分上的第一控制元件被从其阀座提升，且因此部分打开。因为这时第二控制元件仍尚未被移动，所以较小的力足以实现这一目的。仅必需克服第一弹簧元件的反作用力。

仅当第一控制元件已经部分打开用于气体燃料的入口端口时，第二控制元件也借助于致动驱动器在打开方向上移动，所述移动另外由流入气体喷射阀中的加压气体协助，以使得气体喷射阀准确地在正确的时间打开，这尤其引起准确添加燃料到内燃机的燃烧腔室中。

附图说明

在以下描述和示出示例性实施例的附图中阐明本发明的更多优势和改进，其中：

图1示出具有气体供应系统的内燃机的框图，

图2示出位于关闭位置中的气体供应系统的气体喷射阀的图示，并且

图3示出位于打开位置中的气体供应系统的气体喷射阀的图示。

具有相同设计和/或功能的元件在所有附图中用相同附图标记表示。

具体实施方式

图1示出具有内部混合形成的内燃机10的图示，所述内燃机10使用天然气作为燃料进行操作。内燃机10尤其包括进气管段11、具有汽缸13的发动机组12以及出气系统14。气体/空气混合物的燃烧所需要的新鲜空气通过进气管段11馈送至内燃机10。燃烧排气流过布置在排气管段14中的至少一个排气催化转换器以及消音器进入周围环境中。

提供具有已知构造的气体供应系统100来执行利用燃料的内燃机10的操作。

天然气储存在气体储存器101中，所述气体储存器101大体上实施为预定压力下的一个或更多个汽缸配件形式的耐高压罐，所述预定压力例如至少200巴的压力。

通过高压管线102，气体燃料可通过截流阀103、减压器或调压器104输送至低压管线105。

气体从气体储存器101的释放可视需要由截流阀103截断，例如当关闭内燃机10时，或在双价内燃机的情况下当切换至另一种类型的燃料时。减压器或调压器104用于将气体压力降低至低压管线105所必需的值，例如5巴至20巴。DE 195 24 413 A1公开了用于气体燃料的燃料制备系统的调压单元。这种调压单元包括螺线管阀，所述螺线管阀由来自电子控制单元的时钟脉冲激活，且用于设定低压侧上的确切压力级和准确流速。

低压管线105连接至充当燃料储存器的燃料轨106。从燃料轨106分支出对应于汽缸13的数量的若干馈送管线112，所述馈送管线112的每一个的自由端处提供有气体喷射阀200，以使得一旦气体喷射阀200被适当电激活，气体可直接喷射到内燃机10的相应燃烧腔室中。

内燃机10的气体供应系统100还包括：用于分别记录高压侧上的气体的温度T_H和压力p_H的温度传感器107和压力传感器108；位于低压侧上的用于分别记录低压侧上的气体的温度T_N和压力p_N的温度传感器109和压力传感器110；以及泄压阀111，所述泄压阀111布置在低压管线105上，所述低压管线105接近燃料轨106。

另外，提供分配有传感器的控制装置30，所述传感器记录各种测量变量并且确定各情况下的测量变量的测量值。作为测量变量的至少一个的函数，控制装置30确定控制变量，所述控制变量然后被转换为一个或更多个控制信号，用于借助于对应致动驱动器对控制元件进行控制。

传感器包括：踏板位置传感器15，其记录加速器踏板16的位置；载荷传感器17（例如，空气质量流量传感器或进气歧管压力传感器），其记录代表内燃机10的载荷的信号；曲轴角传感器18，其记录曲轴角，然后向曲轴角分配内燃机10的速度；以及温度传感器107、109，连同气体供应系统100的高压侧和低压侧上的压力传感器108、110。根据本发明的实施例，可存在任意较少数量的所述传感器或还可存在额外的传感器，来自所述传感器的信号大体上由图1中的参考符号ES指示。

控制元件为：例如存在于进气管段11中的节流阀、用于点燃气体/空气混合物的火花塞、气体喷射阀200、截流阀103、调压器或减压器104以及泄压阀111。用于更多控制元件的更多信号大体上在图1中借助于参考符号AS标示，所述更多信号对于内燃机10的操作是必要的，但是未明确表示。

控制装置30对应于用于控制气体驱动内燃机10的装置，且还可被称为发动机控制单元。具体而言，作为内燃机10的操作状态的函数确定气体供应系统100中的压力的设定值，并且评估压力传感器108、110和温度传感器107、109的信号以用于调节气体供应系统100中的压力，并且生成对于截流阀103、减压器或调压器104以及泄压阀111的控制信号。或者，泄压阀111还可实施为纯机械泄压阀。

根据诸如发动机速度的数据，例如内燃机10的转矩需求和/或载荷，控制装置30进一步计算所需要的气体燃料喷射量，喷射的持续时间以及喷射的开始和/或结束。作为这些的函数并且将特别是温度和压力的气体状态变量纳入考虑，激活信号被发送至气体喷射阀200，以使得正确的气体量被馈送至燃烧空气。

现在下面更为详细地解释根据图1的气体供应系统100中所使用的喷射阀200的构造和工作原理。

图2示出位于关闭位置中的气体喷射阀200的图示。气体喷射阀200包括优选地由金属构成的多部分壳体201，以使得位于壳体201中的各部件可容易地装配。还将更为详细描述的是，将部件装配至壳体201中之后，壳体201通过例如被焊接合并在一起，以使得其不透流体。为了简明起见，并未分别表示各壳体部分，图示中示出的是处于装配状态成为单个部件的壳体201。

壳体201大致上为轴向对称设计，其纵向轴线由参考符号A-A标示。箭头符号表示气体燃料流的方向，所述气体燃料在下文中简称为气体。在其纵向轴线A-A上，壳体201包括：驱动器部分202；上游流入部分203，其用于与驱动器部分202邻接的气体；以及下游部分204，其用于与驱动器部分202邻接的气体。较之其它两个部分203、204，驱动器部分202横向于纵向轴线A-A的宽度更大。圆柱形腔室205提供在所述驱动器部分202中，螺线管线圈20插入所述驱动器部分202中充当两个控制元件209、210的致动驱动器。螺线管线圈206借助于电力线路连接至控制装置30，所述电力线路仅概略地表示（图1）。

流入部分203包括连接件208，气体的馈送管线112连接至所述连接件208，以使得气体可视需要通过可关闭入口端口235流入气体喷射阀200中。

第一控制元件209布置在上游流入部分203中，且具有圆柱形主体215，所述圆柱形主体215在面向入口端口235的一端处包括比圆柱形主体215宽的菌形关闭构件211，所述构件211的密封面212与位于上游流入部分203上的入口端口235上的对应密封面213相互作用。在圆柱形主体215的与关闭构件211相对的一端处，提供由铁磁材料构成的衔铁板230，所述衔铁板230位于腔室205的内部且其径向范围大致上对应于螺线管线圈206的径向范围。

容纳螺线管线圈206和衔铁板230的驱动器部分202由在径向上向内突出的凸缘214限定在上游流入部分203的方向上，以使得剩余通道237充当第一控制元件209的圆柱形主体215的轴向引导件。分配至圆柱形主体215的第一弹簧元件216优选地为围绕所述主体215的螺旋状压缩弹簧，所述第一弹簧元件216一方面支撑在凸缘214的远离衔铁板230的的一侧上，另一方面支撑在关闭构件211上，以使得弹簧元件216的弹簧力偏压第一控制元件209，且关闭构件211被按压，使得所述关闭构件211的密封面212放在流入部分203的密封面213上。

第一弹簧元件216的弹簧特征被设计成使得在气体喷射阀200的关闭位置中，也就是在螺线管线圈206的未通电状态下，弹簧力足以抵消入口端口235处的气体压力，以使得无任何气体可进入气体喷射阀200中。因此，第一控制元件209用于控制进入气体喷射阀200的气体流。

第一弹簧元件216的弹簧力同时作用以将衔铁板230从螺线管线圈206的端面分离。所产生的距离由参考符号H标示，所述距离在下文中称为气隙。

衔铁板230包括燃料管道217，所述燃料管道217沿纵向轴线A-A延伸且至少部分延伸至圆柱形主体215中。在纵向轴线A-A上位于凸缘214上游的一点处，在流入部分203中，径向孔218从所述燃料管道217延伸至圆柱形主体215的外部，从而在从圆柱形主体215的外部和流入部分203的内壁形成的流入腔室219与燃料管道217之间建立流连接。

第二控制元件210同样包括圆柱形主体220，且至少部分布置在下游流出部分204的内部。圆柱形主体220的上部部分被引导通过螺线管线圈206的中心开口221，且具有位于其自由端处的凸缘222。凸缘222可由非磁性材料或铁磁材料构成。

圆柱形腔室223提供在衔铁板230中，位于其面向螺线管线圈206的端面处，所述圆柱形腔室223的径向直径对应于凸缘222的径向尺寸，且其轴向深度设计成稍大于凸缘222的轴向高度，以使得在气体喷射阀200的关闭位置中，腔室223的基底与凸缘222的端面之间保持距离，所述距离在下文中也称为气隙h。

阀盘形式的关闭构件224形成在圆柱形主体220的与凸缘222相对的一端处，所述关闭构件224的密封面225与下游流出部分204上的对应密封面226相互作用。关闭构件224和两个密封面225、226暴露于内燃机10的燃烧腔室中的压力。

除了借助于螺线管线圈206中的开口221对圆柱形主体220的引导之外，在流出部分204的上部部分中，圆柱形主体220具有向外突出的引导凸缘227，所述引导凸缘227支撑在流出部分204的内壁上，且因此形成用于圆柱形主体220的引导面。在流出部分204的下部部分中，支撑在圆柱形主体220的外部轮廓上的彼此间隔开一定距离的两个径向圆周引导网板228、229从流出部分204的内壁突出，因此也形成引导面，且在第二控制元件220的轴向运动期间提供进一步引导支撑，且特别是阻止第二控制元件210的任何倾斜或干扰。

第二控制元件210的圆柱形主体220具有轴向延伸的燃料管道231，所述燃料管道231经过凸缘222且延伸至关闭元件224的附近，但未经过关闭元件224。

实际上，在纵向轴线A-A上位于引导网板229下游的一点处，径向孔232分叉至圆柱形主体220的外部，从而在燃料管道231和由圆柱形主体220的外部限定的输送腔室233、引导网板229与关闭构件224之间建立流连接。第二控制元件210的圆柱形主体220的燃料管道231与第一控制元件209的圆柱形主体215的燃料管道217对准，从而在第一控制元件209与第二控制元件210之间建立用于气体的流连接。

第二控制元件220还借助于第二弹簧元件234被偏压，以使得在气体喷射阀200的关闭位置中，也就是在螺线管线圈206的未通电状态下，在关闭构件224上形成阀座。例如螺旋状压缩弹簧用于所述目的，所述弹簧一方面支撑在形成于远离螺线管线圈206的主体220上的引导凸缘227的肩部上，且另一方面支撑在引导网板228的面向螺线管线圈206的肩部上。所述第二弹簧元件234的偏压第二控制元件210且因此使得密封面225、226接触的选定弹簧特征可小于第一控制元件209的第一弹簧元件216的弹簧特征，因为当所述第二控制元件位于关闭位置中时未暴露于气体压力。第二控制元件210用于控制输送气体至燃烧腔室中。

下面更为详细地解释上述气体喷射阀20的工作原理。

如果借助于电力线路207施加电压至螺线管线圈206，产生的磁力将把第一控制元件209的衔铁板230吸引朝向螺线管线圈206，这与第一弹簧元件216的偏压力相反。关闭构件211借助于第一控制元件209的轴向运动从流入部分203的密封面213略微提起。气体可因此通过馈送管线112和入口端口235流到流入腔室219中，并且可借助于第一控制元件209的燃料管道217中的径向孔218从所述流入腔室219向前传递至第二控制元件210的燃料管道231中。

当第一控制元件209已经朝向螺线管线圈206移动时，第二控制元件210仍然保持在其关闭位置中。仅当衔铁板230所覆盖的距离等于腔室205的基底与凸缘222的端面之间的距离h （气隙）时，凸缘222的端面才会倚靠腔室205的基底，且衔铁板230然后对抗第二弹簧元件234的弹簧力向下按压第二控制元件210，以使得关闭构件224从其阀座提起。同时，第一控制元件209进一步打开，直至衔铁板230已经完全越过距离H且支撑在螺线管线圈206的端面上。因此，第一关闭构件211和第二关闭构件224现在位于打开位置中。气体从燃料管道231流出并通过径向孔232进入输送腔室233，并通过由向外提升的关闭构件224限定的环形间隙236（也就是在燃烧腔室的方向上）和流出部分204的密封面226从所述输送腔室233进入内燃机10的燃烧腔室中。

图3示出位于打开位置中的气体喷射阀200，箭头符号标示气体流方向。

在打开位置中，较大的有效流横截面在流出部分204中打开，产生高气体流速。所描述的具有两个单独控制元件209、210的实施例意味着用螺线管线圈206的相对较低的电力输出就能克服相对较高的气体压力并实现高流速，所述两个单独控制元件209、210至少部分借助于单个螺线管线圈206被彼此独立地致动。

如果螺线管线圈206通过电力线路207的通电现在被中断，那么第一控制元件209的关闭构件211的密封面212借助于第一弹簧元件216的力形成与流入部分203的密封面213的接触抵靠，并且可靠地阻止更多气体流进入气体喷射阀200。此外，第二控制元件210在弹簧元件234的弹簧力的作用下移动回到初始位置，如图2中所示。

腔室223的基底与凸缘222的端面之间的气隙h还执行游隙补偿功能，因为否则关闭构件224可能不会再在流出部分204上形成密封，这是因为控制元件210的凸缘222碰撞在腔室223的基底上。

已经在内燃机的情境中对根据本发明的气体喷射阀200进行解释，所述内燃机设计成仅用于气体操作（单价操作）。然而，气体喷射阀200还可在设计成用于双价操作的内燃机中使用，也就是用于诸如像汽油和气体的两种不同燃料的燃烧。在这种情况下，除了描述用于气体燃料的燃料供应系统以外，还提供用于汽油操作的传统燃料供应系统。

用于内燃机的双燃料操作的控制装置于是承担对两种类型燃料的喷射的控制和/或调节。

另外，还能够将所描述的具有根据本发明的气体喷射阀200的气体供应系统用作车辆上的改进解决方案，所述车辆出厂时装备成执行例如汽油的另一种类型的燃料的单价操作。在这种情况下，用于气体操作的控制装置30充当额外的发动机控制单元，所述发动机控制单元优选地通过例如CAN总线的电子数据总线与用于汽油操作的发动机控制单元通信以及交换数据和信号。

附图标记/术语列表

10      内燃机

11      进气管段

12      发动机组

13      汽缸

14      排气管段

15      踏板位置传感器

16      加速器踏板

17      载荷传感器

18      曲轴角传感器

30      控制装置

100    气体供应系统

101    气体储存器

102    高压管线

103    截流阀

104    减压器、调压器

105    低压管线

106   燃料轨

107    高压侧温度传感器

108    高压侧压力传感器

109    低压侧温度传感器

110    低压侧压力传感器

111    泄压阀

112    馈送管线

200    气体喷射阀

201   气体喷射阀的壳体

202    壳体的驱动器部分

203    壳体的流入部分

204    壳体的流出部分

205    腔室

206    致动驱动器、螺线管线圈

207    电力线路

208    连接件

209    第一控制元件

210    第二控制元件

211    第一控制元件的关闭构件

212    第一控制元件的关闭构件的密封面

213    流入区域的密封面

214    凸缘

215    第一控制元件的圆柱形主体

216    第一弹簧元件、螺旋状压缩弹簧

217    燃料管道

218    径向孔

219    流入腔室

220    第二控制元件的圆柱形主体

221    螺线管线圈的中心开口

222    第二控制元件的凸缘

223    衔铁板中的腔室

224    第二控制元件的关闭构件、阀盘

225    第二控制元件的关闭构件的密封面

226    流出区域的密封面

227    引导凸缘

228    引导网板（Führungssteg）

229    引导网板

230    衔铁板（Ankerplatte）

231    燃料管道

232    径向孔

233    输送腔室

234    第二弹簧元件、螺旋状压缩弹簧

235    入口端口

236    流出区域上的环形间隙

237    通道

A-A   纵向轴线

AS     输出信号

ES     输入信号

h        凸缘与腔室223的基底之间的距离、气隙

H       螺线管线圈与衔铁板之间的距离、气隙

T_H  高压侧上的气体温度

T_N  低压侧上的气体温度

P_H   高压侧上的气体压力

P_N    低压侧上的气体压力。

Claims (15)

1.一种用于为内燃机（10）喷射气体燃料的阀（200），

- 具有壳体（201），所述壳体（201）在其纵向范围（A-A）中包括：用于所述气体燃料的流入部分（203）和流出部分（204），以及位于所述流入部分（203）与所述流出部分（204）之间的驱动器部分（202），

- 具有第一控制元件（209），其被分配至所述流入部分（203），并且根据所述第一控制元件（209）的切换位置允许或阻止所述气体燃料的输送，

- 具有第二控制元件（210），其被分配至所述流出部分（204），并且根据所述第二控制元件（210）的切换位置允许或阻止所述气体燃料的输送，

- 具有致动驱动器（206），其布置在所述驱动器部分（202）中并且联接至两个控制元件（209、210），以使得所述控制元件（209、210）能独立于彼此被带动到打开位置中。

2.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述致动驱动器（206）实施为螺线管线圈的形式，所述螺线管线圈布置在所述驱动器部分（202）的腔室（205）中且具有中心开口（221）。

3.根据权利要求2所述的阀，其特征在于，所述第一控制元件（209）包括圆柱形主体（215），在所述圆柱形主体（215）的面向所述螺线管线圈（206）的自由端上形成有由铁磁材料构成的衔铁板（230），在所述第一控制元件（209）的关闭位置中，所述衔铁板（230）与所述螺线管线圈（206）的端面呈现一距离（H）。

4.根据前述权利要求中的一项所述的阀，其特征在于，在其面向所述流入部分（203）的入口端口（235）的端面上，所述第一控制元件（209）包括关闭构件（211），在所述第一控制元件（209）的关闭位置中，所述关闭构件（211）借助于第一弹簧元件（216）被按压抵靠阀座（212、213）。

5.根据权利要求3至4中的一项所述的阀，其特征在于，燃料管道（218、217），所述燃料管道（218、217）在所述衔铁板（230）的方向上从所述流入部分（203）中存在的流入腔室（219）延伸，并且居中地穿过所述衔铁板（230）。

6.根据权利要求3所述的阀，其特征在于，腔室（223）提供在所述衔铁板（230）中。

7.根据权利要求2至6所述的阀，其特征在于，所述第二控制元件（210）包括：圆柱形主体（220），其中，所述圆柱形主体（220）的一部分被引导通过所述螺线管线圈（206）的所述中心开口（221）；以及部分突出至所述衔铁板（230）的所述腔室（223）中的凸缘（222），所述凸缘（222）形成在所述圆柱形主体（220）的从所述开口（221）突出的一端上，以使得在所述第二控制元件（210）的关闭位置中，所述凸缘（222）的端面与所述腔室（223）的基底之间保持一距离（h）。

8.根据前述权利要求中的一项所述的阀，其特征在于，在所述第二控制元件（210）的面向所述流出部分（204）的内部的输送腔室（233）的一端处，所述第二控制元件（210）形成有阀盘形式的第二关闭构件（224），在所述第二控制元件（210）的关闭位置中，所述第二关闭构件（224）借助于第二弹簧元件（234）被按压抵靠阀座（225、226）。

9.根据权利要求7所述的阀，其特征在于，轴向延伸的燃料管道（231）设置在所述圆柱形主体（220）中，所述燃料管道（231）从所述凸缘（222）的端面延伸至所述关闭构件（224）的附近并在这里与通往所述圆柱形主体（220）的外部的径向延伸孔（232）连通，从而建立至所述输送腔室（233）的流连接。

10.根据权利要求5至9所述的阀，其特征在于，在所述第一控制元件（219）的所述圆柱形主体（215）中延伸的所述燃料管道（217）与在所述第二控制元件（210）的所述圆柱形主体（220）中延伸的所述燃料管道（231）之间存在流连接。

11.根据前述权利要求中的一项所述的阀，其特征在于，所述第二控制元件（210）的所述圆柱形主体（220）借助于布置在所述流出部分（204）的内壁上的至少一个引导网板（228、229）而在轴向运动中被引导。

12.根据前述权利要求中的一项所述的阀，其特征在于，所述第二控制元件（210）的所述圆柱形主体（220）包括圆周凸缘（227），所述圆周凸缘（227）被支撑在所述流出部分（204）的所述内壁上，以使得所述第二控制元件（210）在轴向运动上被引导。

13.根据权利要求4所述的阀，其特征在于，所述流入部分（203）的密封面（213）和所述第一控制元件（209）的所述关闭构件（211）的至少密封面（212）包含弹性体材料。

14.根据权利要求4和8所述的阀，其特征在于，所述流入部分（203）中的所述第一弹簧元件（216）的弹簧特征大于所述流出部分（204）中的所述第二弹簧元件（234）的弹簧特征。

15.根据权利要求7所述的阀，其特征在于，所述凸缘（222）由铁磁材料构成。