CN107208583A - 用于利用可燃气体运行的燃料喷射器 - Google Patents

用于利用可燃气体运行的燃料喷射器 Download PDF

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Abstract

一种用于利用可燃气体运行的燃料喷射器(3),‑ 其中,燃料喷射器(3)在喷嘴端部(25)处具有带有至少一个气体喷嘴孔(27)的气体喷嘴组件(23);‑ 其中,燃料喷射器(3)具有至少一个气体喷嘴针(21),其与气体喷嘴组件(23)相关联并且可升降控制地被容纳在轴向的容纳部(29)中,其中,相应的气体喷嘴孔(27)在喷嘴端部(25)处以径向的方向分量从容纳部(29)中通出;‑ 其中,燃料喷射器(3)在容纳部(29)中在相应的气体喷嘴孔(27)上游具有针座(31),其准备用于,与气体喷嘴针(21)共同作用以选择性地锁止至相应的气体喷嘴孔(27)的可燃气体流动路径;‑ 其中,一个或多个气体喷嘴孔(27)仅仅部分周缘分布地布置在气体喷嘴针(21)的周向(A)上,其中‑ 容纳部(29)邻接到针座(31)处地且轴向地在上游的方向上远离针座延伸地相对于轴向的中轴线(B)非对称地通过气体喷嘴针(21)形成,其中,‑ 从容纳部(29)的在容纳部(29)的与至少一个气体喷嘴孔(27)径向相对的侧处的横截面扩大部(33)中得到不对称性,从而借助于横截面扩大部(33)可在容纳部(29)中引导比在与其相反的气体喷嘴孔侧(35)处更高的可燃气体质量流;‑ 其中,容纳部(29)此外如此成型,使得借助于横截面扩大部(33)已经在针座(31)上游为从横截面扩大部(33)一方被引导到针座(31)处的可燃气体流(C)赋予朝向径向相对的至少一个气体喷嘴孔(27)定向的流动方向。

Description

用于利用可燃气体运行的燃料喷射器
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于利用可燃气体运行的燃料喷射器。该燃料喷射器可尤其地作为双燃料-燃料喷射器提供。
背景技术
在(大型)发动机领域中,尤其地在用于产生电流的静态发动机中,气态的燃料越来越重要。例如,由于其非常好的可用性及其相对于柴油燃料更适宜的排放潜能,天然气例如出色地适合用于经济且环保的发动机运行。
在构造成多物质喷射器或双燃料-燃料喷射器的、且除了气体喷射器部分也具有液体燃料喷射器部分的、尤其地用于燃烧射流运行(Zuendstrahlbetrieb)的燃料喷射器中,燃料喷射器的气体喷嘴孔常常不是分布在燃料喷射器的整个周缘上,例如见印刷文献US 2014/0091159 A1。刚好具有多个例如围绕中心的液体燃料喷嘴针布置的气体喷嘴针的喷射器,气体喷嘴针常常关联有气体喷嘴组件,其气体喷嘴孔径向上覆盖一个仅仅360°的区域,在四个气体喷嘴针的情况中,例如分别覆盖90°。
然而,利用这种其喷嘴针根据标准分别被容纳在旋转对称的孔中的燃料喷射器所伴随的缺点是,由于围绕针座的非对称的流动,出现可燃气体流动损失。
发明内容
由此出发,本发明所基于的目的是,提出一种开头所述类型的燃料喷射器,其有助于使这种类型的可燃气体流动损失最小化。
该目的利用带有权利要求1所述的特征的燃料喷射器实现。
在其它权利要求中得到本发明的有利的改进方案和实施形式。
根据本发明,提出一种用于利用可燃气体运行的燃料喷射器,其中,燃料喷射器优选地作为多物质、尤其地双燃料-燃料喷射器提供。然而也可设想作为单燃料喷射器的设计方案。优选地,燃料喷射器设置成用于燃烧射流运行(用于点燃气态燃料的液体燃料燃烧射流(引导喷射)),此外,尤其地也用于纯粹的液体燃料运行(仅仅利用液体燃料)。有利地,燃料喷射器可与大型发动机一起使用,尤其地与共轨燃料注射系统一起,例如使用在机动车中、例如载重货车中、与其不同的商用车中、船舶中、货车中,此外,该组件也可设置成用于静态的装置,例如用于集中供热站,(紧急)发电设备,例如也用于工业应用。
对于利用可燃气体的运行,例如可设置天然气,生物气,堆土废气,氢气或相似的可燃气体用于与燃料喷射器共同使用。
燃料喷射器在喷嘴端部处具有带有至少一个气体喷嘴孔(喷射孔)的气体喷嘴组件。气体喷嘴组件例如可具有1至3个气体喷嘴孔,或者与此不同的数量。与气体喷嘴组件相关联地,燃料喷射器此外包括至少一个喷嘴针,其可升降控制地被容纳在燃料喷射器的、优选地在其喷嘴体中形成的轴向的容纳部(例如孔)中,其中,相应的气体喷嘴孔在喷嘴端部处以径向的方向分量从容纳部中通出,也就是说用于将可燃气体提取到燃烧室中。
此外,在容纳部中在相应的气体喷嘴孔上游或之上(远离喷嘴)形成针座,其准备用于,与气体喷嘴针共同作用以选择性地锁止至相应的气体喷嘴孔的可燃气体流动路径。优选地,针座构造成锥形座或倾斜座,也就是说带有环形的、倾斜的或圆锥形的座面。为了选择性地控制气体喷嘴针打开,优选地可间接地控制喷射器,也就是说根据执行器-辅助阀-控制室原理。然而也可设想直接控制气体喷嘴针。
在燃料喷射器中,(相应于开头阐述的设计方案)一个或多个气体喷嘴孔仅仅部分周缘分布地布置在气体喷嘴针的周向上。例如设置成,喷嘴孔在周向上布置在为90°的角度范围中。
在本发明的思想中设计的燃料喷射器中,由此,可利用四个这种类型的90°喷嘴组件和相应相关联的气体喷嘴针覆盖在可燃气体提取的范围中的360°范围,例如在围绕中心的液体燃料喷嘴针布置的范围中。备选地,例如可设置喷嘴组件的喷嘴孔以约180°的部分周缘角度的布置方案。以本发明的思想来设计,由此用于360°燃烧室覆盖的燃料喷射器可设置两个带有相应的气体喷嘴针的这种类型的180°喷嘴组件,例如在中央的液体燃料喷嘴针旁边。
根据本发明的燃料喷射器的特征在于,容纳部邻接到针座处地且轴向于此地在上游的方向上远离针座延伸地相对于轴向的中轴线非对称地通过气体喷嘴针形成,其中,从容纳部的在容纳部的与至少一个气体喷嘴孔径向相对的侧处的横截面扩大部中得到不对称性,从而借助于横截面扩大部可在容纳部中引导比在与其(径向)相反的气体喷嘴孔侧处更高的可燃气体质量流。以特征性的方式,容纳部此外如此成型,使得借助于横截面扩大部,也就是尤其地借助于横截面扩大部的合适地成型的结束端部,已经在针座上游为从横截面扩大部一方被引导到针座处的可燃气体流赋予朝向径向相对的至少一个喷嘴孔定向的流动方向。
有利地,通过燃料喷射器的该设计方案(在其中容纳部(针引导部)不是旋转对称的)实现,一方面相对于喷嘴孔为可燃气体流动提供更多的横截面,并且由此显著减小流动损失。此外,利用根据本发明设计的横截面扩大部还实现,由于被赋予的流动方向将该相对更高的质量流流动适宜地引导到相对的喷嘴孔处。由此,结果是在给定的喷嘴尺寸和喷射持续时间的情况中可有利地将更多的气体供给到燃烧室中,同时获得更高的发动机功率。
在本发明的改进方案中尤其地设置成,容纳部如此成型,使得从横截面扩大部一方被引导到针座处的并且经由针座被引导到至少一个气体喷嘴孔处的可燃气体流在没有压差的情况下沿着该流动路径区段引导,尤其地以被赋予的流动方向并且此外优选地以尽可能恒定的斜度或倾角来引导。如此,针座优选地可形成倾斜的座面,其使横截面扩大部以被赋予的流动方向继续并且/或者使针座的邻接到横截面扩大部处的进入面与横截面扩大部的邻接到针座处的结束面对准。如此还可进一步使流动损失最小化。
此外,(再次伴随有进一步改善流动引导的优点)设置成,容纳部如此成型,使得从横截面扩大部一方被输送的可燃气体、尤其地以被赋予的流动方向切向地或相对于其中轴线轴平行地引导到至少一个气体喷嘴孔处,也就是说尤其地被引入其进入端部中。
为了获得根据本发明的作用,尤其地设置成,横截面扩大部构造成在容纳部处的凸起部,其从上游延伸到阀座处,尤其地作为壳形的空腔。也可设想这样的设计方案,即,在其中,容纳部成型出至少一个泄流槽,尤其地每个气体喷嘴孔一个泄流槽,其从横截面扩大部一方将可燃气体流引导到至少一个气体喷嘴孔处,例如也一同定义横截面扩大部。
此外,燃料喷射器的如下设计方案是有利的,即,在其中,气体喷嘴针的喷嘴侧的端部区段关于气体喷嘴针的中轴线非对称地成型。在此,一方面可借助于非对称的端部区段将从横截面扩大部一方被引导到至少一个气体喷嘴孔处的可燃气体流迫使到至少一个气体喷嘴孔中的进入方向,其再次优选地相对于气体喷嘴孔切向地定向,尤其地相对于其远离燃烧室或上端部切向地定向。这又有助于使流动损失进一步最小化。另一方面,如此设计的气体喷嘴针可引起,直接在气体喷嘴孔的进入端部之前才将从横截面扩大部一方被引导到至少一个气体喷嘴孔处的可燃气体流与在气体喷嘴孔侧被引导的可燃气体流汇合,同时由于未分层的流动进一步减小了流动损失。如此设计的气体喷嘴针可邻近至少一个喷嘴孔具有比在与其径向相反的侧处更大的轴向长度,并且在其之间形成斜面,斜面尤其地基本上切向地将可燃气体流引导到气体喷嘴孔进入端部处。
此外还改善流动地提出,气体喷嘴针设计成腹状的。该气体喷嘴针可在与至少一个喷嘴孔径向相反的侧处例如具有引导流动的模制部和/或凸起部,其被容纳在横截面扩大部中确切地说在这里向内延伸。借助于该模制部或凸起部,可流动适宜地绕喷嘴附近的针端部(并且由此以更好的动量守恒)通道化地环绕引导可燃气体流。在针处的凸起部例如可对准地过渡到在气体喷嘴针(的喷嘴附近的端侧)处的如以上阐述的斜面中。
尤其地,利用其中(如以上阐述的那样)气体喷嘴针为了更好地流动引导可燃气体还非对称地来构造的本发明的设计方案,设置成,气体喷嘴针抗扭地容纳在容纳部中。为此,也可设想例如槽-弹簧-固定组件。
还应注意的是,通常地利用本发明优选的是,燃料喷射器设定成,利用气体喷嘴针从针座处的升起(至少在气体喷嘴针的全升降位置中,优选地已经在部分升降位置中)实现从横截面扩大部的结束端部到径向相反地布置的至少一个气体喷嘴孔的进入横截面的筛分连接部(Sichtverbindung)或筛分通道。利用这种类型的设计方案,可实现从横截面扩大部一方的气体喷嘴孔的流入,而不需要干扰流动的可燃气体流绕气体喷嘴针的针端部的转向。
利用本发明还提出一种内燃机,其中,内燃机具有至少一个如以上阐述的燃料喷射器。
从以下对本发明的实施例的描述中、根据示出了本发明重要的细节的附图的图示、并且从权利要求中得到本发明的其它特征和优点。在本发明的变型方案中,单个特征可分别单独地或者多个地以任意组合的形式实现。
附图说明
下面根据附图详细阐述本发明的优选的实施形式。其中:
图1示例性地且示意性地以断开的截面图示出了根据本发明的可能的实施形式的燃料喷射器的喷嘴侧的端部区段,
图2示例性地且示意性地以截面图以喷嘴侧的区段的俯视图示出了根据图1的燃料喷射器,其中,在图2的范围中示出了本发明的多个可能的实施形式,
图3至12分别示例性地且示意性地示出了根据本发明的带有可燃气体流动引导部的燃料喷射器的可能的设计方案。
具体实施方式
在以下描述和附图中,相同的附图标记相应于功能相同或相似的元件。
图1示例性地且示意性地示出了用于利用可燃气体运行的根据本发明的燃料喷射器3的喷嘴侧的端部区段1,其中,示出的燃料喷射器3作为双燃料-燃料喷射器提供,也就是说,不仅用于利用液体燃料运行也用于利用可燃气体运行。作为用于与燃料喷射器3一起使用的液体燃料,可设置柴油燃料、生物油、重油或与这些不同的液体燃料,作为用于与燃料喷射器3一起使用的可燃气体,尤其地可设置天然气、还例如沼气、堆土废气等。除了例如纯液体燃料运行,如此提供的燃料喷射器3尤其地设置成用于燃烧射流运行。
燃料喷射器3具有喷射器壳体5,其构造成带有喷嘴体7,在此尤其地借助于模块化地或多件式地构成的喷嘴体7。如图1示出的那样,在此可轴向升降移动的液体燃料喷嘴针9被容纳在第一模块11中、确切地说喷嘴体7的一部分中,也就是说,被容纳在其轴向孔13中。液体燃料喷嘴针9对着在轴向孔13的喷嘴侧的端部处提供的阀座15起作用。此外,在喷嘴侧的端部处,用于提取液体燃料(在喷射过程的范围中)的喷射孔17从喷嘴体7的第一模块11中通出,其中,利用液体燃料喷嘴针9从阀座15处的升起(从轴向孔13的上游的区段开始),可将液体燃料供给到喷射孔17处。为了喷射运行,液体燃料压力水平例如可为2200bar或更多。
此外,喷嘴体7包括第二模块19或第二部分,其在形成喷嘴体7的情况下在一区段上包围第一模块11。第二模块19在此构造成环形体并且保护多个气体喷嘴针21,在此例如四个气体喷嘴针21,其以绕在此中心地布置的液体燃料喷嘴针9或布置在环形体19中间的第一模块11分布的方式布置在周向A上。
然而,备选于其中液体燃料喷嘴针9被“卫星式的”气体喷嘴针21包围的这样的布置方案,利用本发明,也可如此设置喷射器设计方案,即,一个或多个气体喷嘴针21与液体燃料喷嘴针9轴平行地布置在一个更确切地说唯一的平面中,例如与液体燃料喷嘴针9单侧或双侧邻近。
此外,利用根据本发明的燃料喷射器3,每个气体喷嘴针21分别关联有在燃料喷射器3、确切地说喷嘴体7的喷嘴端部25处的、也就是说在第二模块19处的气体喷嘴组件23,其中每个气体喷嘴组件23具有至少一个、在此例如三个气体喷嘴孔27。气体喷嘴孔27与第一模块11的喷射孔17相似地优选地分别构造成孔通道,尤其地(例如借助于流动回环)在输入侧被倒圆。在本发明的范围中例如设置成,燃料喷射器3与四个气体喷嘴针21对应地具有四个气体喷嘴组件23,其分别包括三个气体喷嘴孔27。
通常,利用本发明设置成,相应的喷嘴组件23的一个或多个气体喷嘴孔27仅仅部分周缘分布地布置在周向A上,也就是说,仅仅在360°的局部上。
图2在(从上方的)俯视图中以截面图(带有示意性地、三角形地绘出的可燃气体射流)示例性地示出了根据本发明的燃料喷射器3,其如以上解释的那样具有模块化地组装的喷嘴体7,其中,第一模块11连同液体燃料喷嘴针9中心地布置在第二模块19中。例如此外示出了四个喷嘴组件23,其中,示例性地示出了喷嘴组件23a,其例如具有仅仅一个气体喷嘴孔27,但是例如也具有喷嘴组件23b,其例如各具有三个气体喷嘴孔27。在此,可看出,相应的气体喷嘴组件23的气体喷嘴孔27根据本发明仅仅部分周缘地围绕从属的气体喷嘴针21布置。例如且优选地,利用具有四个气体喷嘴针21的且在其中气体喷嘴针21在喷嘴体7的周向A上优选地以90°的距离布置的燃料喷射器3,分别如此设置气体喷嘴组件23,即,三个气体喷嘴孔27在周向A上均匀分布地布置在约为90°的区域上。由此,利用四个气体喷嘴针21的布置方案可看出,例如见图2,可在可燃气体提取的范围中获得良好的360°覆盖。
现在尤其地再次参考图1,与以上描述的液体燃料喷射器部分相似地,相应的气体喷嘴针21也可升降控制地被容纳在从属的轴向的容纳部29中。尤其地也引导相应的气体喷嘴针21的轴向的容纳部29可至少局部地构造成轴向孔,也就是说,构造在喷嘴体7中或第二模块19中。在相应的喷嘴端部处,相应的气体喷嘴孔27以径向的、尤其地明显被赋予的径向的方向分量从容纳部29中通出,例如相对于中轴线B倾斜10°至30°的角度。
如对于液体燃料喷嘴针9那样,对于相应的气体喷嘴针21也在从属的容纳部29中形成针座31或(喷嘴)阀座,也就是说,在上游、确切地说在(远离喷嘴的)相应的至少一个气体喷嘴孔27之上。在本发明的范围中优选地邻接到、或直接邻近于至少一个气体喷嘴孔27地形成的针座31(在上游;在轴向方向上观察)准备与气体喷嘴针21共同作用以选择性地阻断到相应的气体喷嘴孔27的可燃气体流动路径。通过气体喷嘴针21从针座31处升起,流动路径从(关于针座31)上游的容纳部29的区段经由针座31引导到至少一个气体喷嘴孔27。在容纳部29的上游的区段中,可燃气体在此(为了在喷射器运行的范围中提取可燃气体)可通过燃料喷射器3的高压管路例如以350bar或更高的压力水平被带入(未示出)。
为了在喷射器运行期间的燃料喷射器喷嘴针9,21、尤其地不仅气体喷嘴针21而且液体燃料喷嘴针9的升降控制,优选地设置间接的控制原理,其中,喷嘴针9,21尤其地液压地控制,也就是说尤其地根据已知的执行器、辅助阀、控制室的原理。在此,优选地被供给到燃料喷射器3处的液体燃料用作控制流体。
为了获得开头所述的可燃气体到在周向A上仅仅部分周缘分布的气体喷嘴孔27处的最优的流动引导的优点,此外如此构造根据本发明的燃料喷射器3,即,相应的容纳部29邻接到针座31处地且轴向于此地在上游的方向上远离针座31延伸地相对于轴向的中轴线B非对称地通过气体喷嘴针21形成,例如参考图1。
在此,从容纳部29的在容纳部29的与至少一个气体喷嘴孔27的径向相对的侧处的横截面扩大部33中得到该非对称性(该横截面扩大部33示例性地例如通过虚线在图2中示出,其示出横截面扩大部的可能的、例如蛋形的横截面),从而借助于横截面扩大部33可引导比在与此相反的气体喷嘴孔侧35更高的可燃气体质量流。例如,利用横截面扩大部33可获得在气体喷嘴孔侧35和横截面扩大部33的与气体喷嘴孔27径向相对的侧之间1/3至2/3的质量流划分。如已经通过发明者发现的那样,借助于利用非对称的横截面扩大部33提供的在针座31之上的自由空间有利地实现,显著减小流动损失。
此外,在本发明的范围中值得注意的是,相应的容纳部29如此成型,使得借助于横截面扩大部33,尤其地借助于横截面扩大部33的合适地成型的结束端部37,已经在针座31上游为从横截面扩大部33一方被引导到针座31处的可燃气体流C赋予朝向径向相对的至少一个气体喷嘴孔27定向的流动方向。为了到针座31处的流动适宜的可燃气体引导和流动方向的赋予,横截面扩大部33在流出侧、确切地说邻接到针座31处地优选地例如形成抛物面或通常被倒圆地构造成弧形或壳形地弯曲。
如图2以附图标记33a表示的方式示出的那样,利用本发明可设置成,相应的、与气体喷嘴孔27相反地形成的横截面扩大部33a与另一气体喷嘴孔27的与此邻近的横截面扩大部33a汇集成共同的横截面扩大部33,尤其地在展开弧形的、包络的横截面的情况下。但是备选地也可设置成,见图2中的附图标记33b,为相应的气体喷嘴孔27设置可作为独立的横截面扩大部33b看出的横截面扩大部33,其例如可犹如各泄流槽朝向对应的气体喷嘴孔27形成并且可分别展开自身的弧形的横截面。
下面,尤其地参考图3利用12还论述根据本发明的燃料喷射器3的可能的实施形式的其它方面。
图3示出了燃料喷射器3的部分视图,在其中,气体喷嘴针27被容纳在根据本发明设计的、非对称的容纳部29中,其中,容纳部29的喷嘴端部构成盲孔39。构造成带有倾斜的座面的、确切地说作为锥形座的针座31直接通过气体喷嘴孔27形成,其中,经由气体喷嘴针21的升起,实现了从横截面扩大部33的结束端部37到径向相反地布置的气体喷嘴孔27的进入横截面的筛分连接部。在此,(利用构造成在容纳部29处的凸起部41的横截面扩大部33)为经由横截面扩大部33的离开端部37流出的可燃气体流C赋予这样的方向分量,即,该方向分量适合用于将可燃气体从横截面扩大部33一方尽可能(关于气体喷嘴孔27的进入方向)切向地或相对于气体喷嘴孔27的中轴线轴平行地引导到至少一个气体喷嘴孔27处或中,尤其地在燃烧室附近引导到其进入端部处,也就是说,从而实现低干扰的可燃气体进入。在图3中,此外示出了可燃气体流D,其在气体喷嘴孔侧35处被引导到气体喷嘴孔27处。
图4示出了与图3相似地构造的燃料喷射器3的视图,其中,与图3不同地,容纳部29的非对称性不是通过以凸起部41的形式的横截面扩大部33形成,而是通过这样的横截面扩大部33形成,即,其从喷嘴侧的弧形开始以保持均匀的(最大)横截面43向远离喷嘴的喷射器端部方向继续。由此,再次提高了在与气体喷嘴孔27相反的侧处的体积。
图5示出了具有进一步改善的进入特性的燃料喷射器3的设计方案。在其中燃料喷射器3基本上不具有盲孔的该设计方案中,针座31的邻接到横截面扩大部33处的进入面流动适宜地与横截面扩大部33的邻接到针座31处的结束面37对准。在此,针座31构成倾斜的座面,其基本上也以被赋予的流动方向使横截面扩大部33继续。在该设计方案中,有利地也利用气体喷嘴针21从针座31处升起建立如以上解释的筛分连接部,从而尽可能地避免,在此通过气体喷嘴针21的浸入导致流动不适宜地影响从横截面扩大部33朝向径向相反地形成的至少一个气体喷嘴孔27引导的可燃气体流。
图6示出了根据图5的燃料喷射器3,其中,横截面扩大部33再次不是构造成凸起部41而是与此不同地构造成带有局部保持不变的与图4相似的横截面43。
现在,图7示出了燃料喷射器3,在其中,气体喷嘴针21在喷嘴端部45处相对于以上阐述的根据图3至6的设计方案被展平,从而进一步减小通过绕气体喷嘴针21的端部45的转向引起的流动干扰。此外,利用气体喷嘴针21的展平,可实现流动适宜的、从横截面扩大部33的离开端部37引导到与此径向相反地构造的至少一个气体喷嘴孔27的进入横截面的下坡段47,下坡段47具有保持不变的斜度或倾角,并且尽可能或基本上切向地引导到气体喷嘴孔27处。如在根据图5至6的设计方案中,在此容纳部29如此成型,使得从横截面扩大部33一方被引导到针座31处的并且经由针座被引导到至少一个气体喷嘴孔27处的可燃气体流在没有压差的情况下沿着该流动路径区段引导,尤其地以被赋予的流动方向。
在此,也利用气体喷嘴针21的升起给出力求的筛分连接部。
图8示出了带有与图4或图6相似地构造的横截面扩大部33的燃料喷射器3。
现在,图9示出了燃料喷射器3,在其中,气体喷嘴针21也在喷嘴侧的端部45处非对称地形成。在此,在气体喷嘴针21的气体喷嘴孔侧35处的引导流动的斜面49a相对于相反的引导流动的斜面49b(沿着该斜面引导有从横截面扩大部33一方流动的可燃气体流C)在其径向的延伸的方面缩短。如此,从横截面扩大部33一方流出的可燃气体流C被直接引导到与此相反地构造的气体喷嘴孔27的进入横截面处,并且在此直接在进入气体喷嘴孔27之前才与在气体喷嘴孔侧35处的另一可燃气体流D被带到一起,从而进一步使由于结合的部分流C,D所引起的流动干扰最小化。在该设计方案中,设置抗扭部51,其例如利用槽弹簧连接部实现,并且将气体喷嘴针21保持在设置的示出的旋转位置中。
图10示出了根据图9的设计方案,区别是,横截面扩大部33与图4,6和8相似地利用最大横截面43经由一区段朝向燃料喷射器3的上游的端部继续。
现在,图11示出了燃料喷射器3的另一优选的设计方案,其尤其地基于根据图9和10的燃料喷射器的设计方案,并且在其中,气体喷嘴针21在与至少一个气体喷嘴孔27径向相反的侧处具有以凸起部的形式的引导流动的模制部53,其被容纳在横截面扩大部33中。在此,提供在气体喷嘴针21处部分倒圆的端部区段的模制部53尤其地适合用于流动适宜地围绕气体喷嘴针21的横截面扩大侧的端部区段环绕引导可燃气体流C。
图12再次示出根据图11的设计方案,区别是,横截面扩大部33与图4,6,8和10相似地利用最大横截面43经由一区段朝向燃料喷射器3的上游的端部继续。
最终还应注意的是,也可看出,根据图9至12的设计方案设置经由气体喷嘴针21的升起的如以上解释的筛分连接部,其中,根据图11和12的设计方案是极其最为流动适宜的解决方案。
附图标记清单
1喷嘴侧的端部区段
2燃料喷射器
5喷射器壳体
7喷嘴体
9液体燃料喷嘴针
11第一模块
13轴向孔
15阀座
17喷射孔
19第二模块
21气体喷嘴针
23气体喷嘴组件
23a气体喷嘴组件
23b气体喷嘴组件
25喷嘴端部
27气体喷嘴孔
29容纳部
31针座
33横截面扩大部
33a横截面扩大部
33b横截面扩大部
35气体喷嘴孔侧
37结束端部
39盲孔
41凸起部
43横截面
45端部
47下坡段
49a斜面
49b斜面
51抗扭部
53模制部
A周向
B中轴线
C带有被赋予的流动方向的可燃气体流
D可燃气体流。

Claims (12)

1.一种用于利用可燃气体运行的燃料喷射器(3),
- 其中,所述燃料喷射器(3)在喷嘴端部(25)处具有带有至少一个气体喷嘴孔(27)的气体喷嘴组件(23);
- 其中,所述燃料喷射器(3)具有至少一个气体喷嘴针(21),其与所述气体喷嘴组件(23)相关联并且能升降控制地被容纳在轴向的容纳部(29)中,其中,相应的气体喷嘴孔(27)在所述喷嘴端部(25)处以径向的方向分量从所述容纳部(29)中通出;
- 其中,所述燃料喷射器(3)在容纳部(29)中在相应的所述气体喷嘴孔(27)上游具有针座(31),其准备用于,与所述气体喷嘴针(21)共同作用以选择性地锁止至相应的气体喷嘴孔(27)的可燃气体流动路径;
- 其中,所述一个或多个气体喷嘴孔(27)仅仅部分周缘分布地布置在所述气体喷嘴针(21)的周向(A)上,
其特征在于,
- 所述容纳部(29)邻接到所述针座(31)处地且轴向地在上游的方向上远离针座延伸地相对于轴向的中轴线(B)非对称地通过所述气体喷嘴针(21)形成,其中,
- 从所述容纳部(29)的在所述容纳部(29)的与至少一个所述气体喷嘴孔(27)径向相对的侧处的横截面扩大部(33)中得到不对称性,从而借助于所述横截面扩大部(33)可在所述容纳部(29)中引导比在与其相反的气体喷嘴孔侧(35)处更高的可燃气体质量流;
- 其中,所述容纳部(29)此外如此成型,使得借助于所述横截面扩大部(33)已经在所述针座(31)上游为从所述横截面扩大部(33)一方被引导到所述针座(31)处的可燃气体流(C)赋予朝向径向相对的至少一个所述气体喷嘴孔(27)定向的流动方向。
2. 根据权利要求1所述的燃料喷射器(3),其特征在于,
- 所述针座(31)形成倾斜的座面,其使所述横截面扩大部(33)以被赋予的所述流动方向继续;和/或
- 使所述针座(31)的邻接到所述横截面扩大部(33)处的进入面与横截面扩大部(33)的邻接到所述针座(31)处的结束面(37)对准。
3.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(3),其特征在于,所述容纳部(29)如此成型,使得从所述横截面扩大部(33)一方被引导到所述针座(31)处的并且经由所述针座被引导到至少一个所述气体喷嘴孔(27)处的可燃气体流(C)在没有压差的情况下沿着所述流动路径区段引导,尤其地连续地以被赋予的所述流动方向来引导。
4.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(3),其特征在于,所述容纳部(29)如此成型,使得可燃气体以被赋予的流动方向切向引导到所述至少一个气体喷嘴孔(27)处,尤其地被引入其进入端部中。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(3),其特征在于,
- 所述横截面扩大部(33)构造成在所述容纳部(29)处的凸起部(41);和/或
- 所述容纳部(29)形成至少一个泄流槽,其从所述横截面扩大部(33)一方将所述可所述燃气体流(C)引导到所述至少一个气体喷嘴孔(27)处。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(3),其特征在于,
- 所述气体喷嘴针(21)的喷嘴侧的端部区段(45)关于所述气体喷嘴针(21)的轴向的中轴线(B)非对称地成型,所述端部区段(45)引起,直接在所述气体喷嘴孔(27)的进入端部之前才将从所述横截面扩大部(33)一方被引导到所述至少一个气体喷嘴孔(27)处的可燃气体流(C)与气体喷嘴孔侧的可燃气体流(D)汇集,并且/或者切向地引导到所述气体喷嘴孔(27)处;和/或
- 所述气体喷嘴针(21)邻近所述至少一个气体喷嘴孔(27)具有比在与其径向相反的侧处更大的轴向长度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(3),其特征在于,所述气体喷嘴针(21)在与所述至少一个喷嘴孔(27)径向相反的侧处具有引导流动的模制部(53)和/或凸起部,其被容纳在所述横截面扩大部(33)中,其中,所述模制部(53)适合流动适宜地绕所述气体喷嘴针(21)的端部区段(45)引导从所述横截面扩大部(33)一方引导的可燃气体流。
8.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(3),其特征在于,所述气体喷嘴针(21)抗扭地容纳在所述容纳部(29)中。
9.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(3),其特征在于,所述气体喷嘴组件(23)具有多个气体喷嘴孔(27),其中,所述气体喷嘴孔(27)在周向(A)上部分周缘地分布在为80°至100°的角度范围中,或者在为160°至200°的角度范围中。
10.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(3),其特征在于,所述燃料喷射器(3)设定成,通过所述气体喷嘴针(21)从所述针座(31)处升起实现从所述横截面扩大部(33)的结束端部(37)到与此径向相反地布置的至少一个气体喷嘴孔(27)的进入横截面的、尤其地进入横截面的下端部的筛分连接部。
11.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(3),其特征在于,所述燃料喷射器(3)是双燃料-燃料喷射器,其尤其地还能利用液体燃料运行。
12.一种内燃机,其特征在于至少一个根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(3)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108286484A (zh) * 2017-12-29 2018-07-17 上海交通大学 实现柴油机燃烧相似性的喷雾形成方法
CN113423945A (zh) * 2019-02-12 2021-09-21 利勃海尔零部件德根多夫有限公司 用于燃料喷射器的喷嘴

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11867142B2 (en) * 2016-06-29 2024-01-09 Transportation Ip Holdings, Llc Systems and methods for fuel injector control
US10302056B2 (en) * 2016-06-29 2019-05-28 Ge Global Sourcing Llc Systems and methods for fuel injector control
US11035332B2 (en) * 2017-12-19 2021-06-15 Caterpillar Inc. Fuel injector having dual solenoid control valves
US10989153B2 (en) * 2018-08-21 2021-04-27 Caterpillar Inc. Fuel system for reducing fuel targeting errors and engine operating method
DE102019103428A1 (de) * 2019-02-12 2020-08-13 Woodward L'orange Gmbh Aktuierung mehrerer Gas-Nadeln mit einem 3/2 Pilotventil
DE102019103512A1 (de) * 2019-02-12 2020-08-13 Liebherr-Components Deggendorf Gmbh Düse für einen Kraftstoffinjektor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001280172A (ja) * 2000-03-31 2001-10-10 Tokyo Gas Co Ltd 着火用燃料噴射装置
US6494388B1 (en) * 1999-02-24 2002-12-17 Robert Bosch Gmbh Fuel injection valve
CN103282644A (zh) * 2010-12-28 2013-09-04 罗伯特·博世有限公司 喷射阀
CN103925133A (zh) * 2013-01-15 2014-07-16 卡特彼勒公司 缸内动态气体混和燃料喷射器和双燃料发动机

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2166216A (en) 1934-12-12 1939-07-18 Lyon George Albert Wheel disk construction
US2186216A (en) * 1935-02-04 1940-01-09 John W Smith Apparatus for spraying liquid fuel into a combustion chamber having the required turbulence
DE2750928A1 (de) * 1977-11-15 1979-05-17 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Kraftstoff-einspritzduese fuer brennkraftmaschinen
DE3243176A1 (de) 1982-11-23 1984-05-24 Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5000 Köln Einspritzeinrichtung fuer alkoholkraftstoffe, insbesondere bei direkteinspritzenden dieselmotoren
US5522760A (en) * 1994-08-22 1996-06-04 Cummins Engine Company, Inc. Method of microdeburring a bore
US6776358B2 (en) * 1998-10-09 2004-08-17 Jun Arimoto Fuel injection nozzle for a diesel engine
US6206304B1 (en) * 1999-01-13 2001-03-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Injector
DE10049517B4 (de) * 2000-10-06 2005-05-12 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
EP1312795B1 (en) * 2001-10-19 2007-07-11 Hitachi, Ltd. Fuel injector
DE10149277A1 (de) * 2001-10-05 2003-04-24 Siemens Ag Kraftstoffeinspritzventil
JP2004036554A (ja) * 2002-07-05 2004-02-05 Hitachi Ltd 燃料噴射装置,内燃機関及び燃料噴射装置の制御方法
DE10247958A1 (de) 2002-10-15 2004-04-29 Robert Bosch Gmbh Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
US6948665B2 (en) * 2003-06-30 2005-09-27 Siemens Vdo Automotive Corporation Fuel injector including an orifice disc, and a method of forming the orifice disc with an asymmetrical punch
US7086615B2 (en) * 2004-05-19 2006-08-08 Siemens Vdo Automotive Corporation Fuel injector including an orifice disc and a method of forming an oblique spiral fuel flow
JP4935882B2 (ja) * 2009-03-05 2012-05-23 株式会社デンソー 燃料噴射弁
US7942349B1 (en) * 2009-03-24 2011-05-17 Meyer Andrew E Fuel injector
FI123513B (fi) 2010-12-02 2013-06-14 Waertsilae Finland Oy Polttoaineen syöttöyksikkö, menetelmä sen käyttämiseksi ja polttomoottori
KR20130050665A (ko) * 2011-11-08 2013-05-16 현대자동차주식회사 멀티 색 인젝터
US9046067B2 (en) 2012-09-28 2015-06-02 Caterpillar Inc. Dual fuel injector with off set check biasing springs
DE102013022260B3 (de) * 2013-12-30 2015-05-21 L'orange Gmbh Dual-Fuel-Kraftstoffinjektor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6494388B1 (en) * 1999-02-24 2002-12-17 Robert Bosch Gmbh Fuel injection valve
JP2001280172A (ja) * 2000-03-31 2001-10-10 Tokyo Gas Co Ltd 着火用燃料噴射装置
CN103282644A (zh) * 2010-12-28 2013-09-04 罗伯特·博世有限公司 喷射阀
CN103925133A (zh) * 2013-01-15 2014-07-16 卡特彼勒公司 缸内动态气体混和燃料喷射器和双燃料发动机

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108286484A (zh) * 2017-12-29 2018-07-17 上海交通大学 实现柴油机燃烧相似性的喷雾形成方法
CN113423945A (zh) * 2019-02-12 2021-09-21 利勃海尔零部件德根多夫有限公司 用于燃料喷射器的喷嘴
CN113423945B (zh) * 2019-02-12 2024-02-06 利勃海尔零部件德根多夫有限公司 用于燃料喷射器的喷嘴

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US20180003131A1 (en) 2018-01-04
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US10082108B2 (en) 2018-09-25

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