CN109563790B - 用于吹入气体的可电磁操纵的阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于将气体吹入到内燃机的进气系中的、能够电磁操纵的阀，其包括阀壳体(1)和与所述阀壳体(1)连接的阀座体(2)，在所述阀座体中构造有至少一个排气开口(3)，此外，所述阀还包括板状或者碟形的阀关闭元件(4)，所述阀关闭元件以相对于所述阀座体(2)可往复运动的方式被接收在所述阀壳体(1)中，用于释放和封闭所述至少一个排气开口(3)。根据本发明，所述板状或者碟形的阀关闭元件(4)具有能够与所述阀座体(2)接触的外棱边区域(5)，所述外棱边区域具有减小的刚性。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分特征的、用于将气体吹入到内燃机的进气系中的可电磁操纵的阀。
背景技术
由公开文献DE 10 2014 219 019 A1已知一种气体阀、尤其用于气态介质的计量阀，所述气体阀具有布置在阀壳体上的阀座体和相对于该阀座体可往复运动的关闭体。为了改进气体阀的耐用性，在该文献中提出一种冲击体，该冲击体减小关闭体碰撞到阀座上的碰撞速度和/或碰撞能。因此，所述冲击体具有减振效果并且防止，关闭体在关闭时不制动地撞向阀座体。以这种方式，可以减小在相应的接触面区域中在关闭体上和在阀座体上的磨损，由此提高使用寿命。已知的气体阀尤其是用于内燃机的进气阀，该进气阀用于将燃料气体喷射到内燃机的燃烧室中或者位于上游的进气通道中。
从前述现有技术出发，本发明所基于的任务在于，给出一种用于将气体吹入到内燃机的进气系中的可电磁操纵的阀，该阀具有高使用寿命并且同时能够以简单并且成本低的方式制造。
为了解决该任务，提出一种具有权利要求1特征的、可电磁操纵的阀。从从属权利要求中可以得到本发明的有利扩展方案。
发明内容
所提出的用于将气体吹入到内燃机的进气系中的可电磁操纵的阀包括阀壳体和与所述阀壳体连接的阀座体，在所述阀座体中构造有至少一个排气开口。此外，所述阀包括板状或者碟形的阀关闭元件，该阀关闭元件相对于阀座体可往复运动地被接收在阀壳体中，用于释放和封闭至少一个排气开口。根据本发明，所述板状或者碟形的阀关闭元件具有能够与阀座体接触的外棱边区域，该外棱边区域具有减小的刚性。该刚性相对于阀关闭元件的其余部分一定程度上减小，使得外棱边区域具有一定的退让性或者可弹性变形性。这尤其当阀关闭元件在关闭时进入到倾斜位态中并且经由外棱边区域止挡在阀座体上时是有利的。因为此时运动能的一部分被转换为变形能，并且阀座体在止挡区域中的负载更小。尤其，阀座体在止挡区域中的面压力减小。这又导致阀的磨损减小或者阀的使用寿命提高。
由于由制造和/或装配引起的公差，阀关闭元件在关闭时几乎总是占据至少略微的倾斜位态。因此，本发明的优点并不是仅在例外情况下有效，而是总是有效。
优选地，阀关闭元件具有环绕的外棱边区域，该外棱边区域具有减小的刚性。以这种方式保护阀关闭元件的整个外棱边区域免受增加的磨损，具体而言与阀关闭元件在关闭时沿哪个方向倾斜无关。
阀关闭元件的外棱边区域的减小的刚性可以是由形状和/或材料引起的。例如，阀关闭元件可以具有棱边几何形状，该棱边几何形状这样地构型，使得棱边具有一定的退让性。替代地或补充地，所述棱边包括位于其后方的棱边区域可以由可退让的材料制成。
优选地，棱边区域的刚性匹配于在阀关闭时的预计的碰撞速度和/或匹配于阀关闭元件的预计的倾斜位态。这两个参数能够借助模拟和/或试验求取。如果求出所希望的刚性，则可以确定棱边区域的形状和/或材料。在此应注意，尽管刚性减小，棱边区域仍具有足够高的机械强度，以便承受在止挡到阀座体上时的负载。
根据本发明的优选的第一实施方式，阀关闭元件具有径向向外延伸的凸缘，用于构造具有减小的刚性的外棱边区域。通过凸缘的尺寸和/或横截面形状，可以有针对性地控制刚性。同时，凸缘可以简单并且成本低地制造。如果凸缘没有在制造、尤其成型阀关闭元件时被一起构造，那么该凸缘可以随后以材料去除方法、例如借助车削来制造。
此外，阀关闭元件可以具有阶梯式外轮廓，用于构造具有减小的刚性的外棱边区域。所述阶梯式外轮廓同样能够特别简单和成本低地借助车削来制造。例如，具有阶梯式外轮廓的阀关闭元件可以具有两个凸缘区段，所述凸缘区段在轴向上相对彼此间隔开。
根据本发明的另一优选的实施方式，阀关闭元件与环形体力锁合地、形状锁合地和/或材料锁合地连接，用于构造外棱边区域，所述环形体相对于阀关闭元件具有较小的刚性。该较小的刚性尤其可以是由材料引起的，因为环形体可以与阀关闭元件其余部分分开地制造。通过阀关闭元件与环形体随后力锁合的、形状锁合的和/或材料锁合的连接形成复合体，该复合体可以简单地装配。
与外棱边区域的减小的刚性是否由形状和/或材料引起无关地，提出，棱边区域相对于阀关闭元件的密封面以面齐平的方式构造或布置。由此保证，外棱边区域首先止挡在阀座体上，即使在阀关闭元件的略微斜置的情况下。如果阀关闭元件精确地平行于阀座体定向，则该阀关闭元件在整个密封面上止挡在所述阀座体上。
有利地，构造在阀座体中的至少一个排气开口实施为圆弧形延伸的缝隙。以这种方式可以形成相对大的流出横截面。优选地，多个排气开口相对彼此同心地布置，以便在气体阀打开时进一步提高通流量。
为了改进构造在阀座体中的至少一个排气开口的可迎流性，提出，在阀关闭元件中构造至少一个通流开口。该通流开口优选实施为圆弧形延伸的缝隙，该缝隙相对于阀座体的至少一个排气开口在径向上错开地布置。以这种方式保证，阀总是可靠地关闭，具体而言与阀关闭元件相对于阀座体的角度位置无关。
在本发明的扩展方案中提出，阀关闭元件通过至少区段地板状或者碟形构造的衔铁来构造或者与衔铁连接。如果衔铁同时构成板状或者碟形的阀关闭元件，则可以减小需要的构件数量。同时实现特别紧凑构造的布置。衔铁的单独构造使得能够使用特殊的材料，该材料刚好与衔铁的功能相协调。尤其可以选择具有特别好的磁性特性的材料。
此外优选地，阀关闭元件朝阀座体的方向直接地或者间接地被至少一个弹簧的弹簧力加载。所述至少一个弹簧的弹簧力保持气体阀在未通电的状态下关闭。为了打开该气体阀，必须将电磁铁的电磁线圈通电，使得建立磁场，该磁场的磁力抵抗所述至少一个弹簧的弹簧力吸引衔铁以及阀关闭元件。在此，阀关闭元件从阀座体抬起，并且释放所述至少一个排气开口。
附图说明
下面根据附图详细地阐述本发明的优选实施方式。附图示出了：
图1示出根据本发明的阀的示意性的纵截面，
图2示出图1的在可变形的棱边区域的区域中的局部放大图，即图1的衔铁结构组的示意性俯视图，和
图3示出替代的实施方式的局部放大图。
具体实施方式
在图1中所示的用于气态介质的、尤其用于气态燃料的电磁阀包括基本上中空柱形的阀壳体1，板状的阀座体2被放入到所述阀壳体中。在阀座体2中构造有多个圆弧形延伸并且同心布置的排气开口3，在阀打开时，气态介质能够经由所述排气开口排出。在图1中示出关闭的阀。
在关闭位态中，排气开口3被阀关闭元件4封闭，该阀关闭元件同样构造为板状的并且在其面向阀座体2的端面上具有密封面9。该密封面9被多个圆弧形延伸并且同心布置的通流开口10贯穿，所述通流开口在径向上相对于阀座体2的排气开口3错开地布置。由此保证，当阀关闭元件4贴靠在阀座体2上时，密封面9密封地封闭排气开口3。
为了打开阀，将电磁线圈13通电，该电磁线圈的磁力作用到衔铁11上，该衔铁与阀关闭元件4固定地连接。因此，在电磁线圈13通电时，衔铁11和阀关闭元件4朝磁体14的方向一起运动，该磁体包围电磁线圈13。衔铁11和阀关闭元件4抵抗弹簧12的弹簧力运动，所述弹簧支撑在阀关闭元件上并且抵着阀座体2轴向地预紧所述阀关闭元件。如果电磁线圈13的通电结束，则弹簧12将阀关闭元件4连同衔铁11一起复位到它们的初始位置中并且阀关闭。
在阀关闭时，可能发生阀关闭元件4的斜置，使得阀关闭元件4的外棱边区域5首先碰撞到阀座体2上。为了防止阀座体2由于提高的面压力而承受提高的负载，在图1中所示阀的阀关闭元件4具有通过凸缘6构成的外棱边区域5，所述凸缘与阀关闭元件4相比由形状决定具有减小的刚性。凸缘6是阶梯式外轮廓7的组成部分，该阶梯式外轮廓借助车削制造(参见图2)。
从图3能够得到用于根据本发明的阀的阀关闭元件4的外棱边区域5的一个替代实施方式。在这里，外棱边区域5的较小的刚性由环形体8引起，所述环形体与阀关闭元件4固定地连接并且由至少能够略微弹性变形的材料构成。如果阀关闭元件4首先以外棱边区域5碰撞到阀座体2上，则运动能的一部分被转换为变形能，使得减小阀座体2的负载。由此降低磨损，并且提高阀的使用寿命。
环形体8的在图3中所示的横截面形状仅是示例性地选择的。只要实现权利要求1的特征，则变型方案也是可能的。
Claims (9)
1.一种用于将气体吹入到内燃机的进气系中的、能够电磁操纵的阀，所述阀包括阀壳体(1)和与所述阀壳体(1)连接的阀座体(2)，在所述阀座体中构造有至少一个排气开口(3)，此外，所述阀还包括板状或者碟形的阀关闭元件(4)，所述阀关闭元件以相对于所述阀座体(2)能够往复运动的方式被接收在所述阀壳体(1)中，用于释放和封闭所述至少一个排气开口(3)，
其特征在于，所述板状或者碟形的阀关闭元件(4)具有能够与所述阀座体(2)接触的外棱边区域(5)，所述外棱边区域具有减小的刚性，并且所述阀关闭元件(4)具有径向向外延伸的凸缘(6)，用于构造所述外棱边区域(5)，所述凸缘与所述阀关闭元件(4)相比由形状决定地具有减小的刚性，其中，所述凸缘(6)是阶梯式外轮廓(7)的组成部分。
2.根据权利要求1所述的阀，
其特征在于，所述阀关闭元件(4)与环形体(8)力锁合地、形状锁合地和/或材料锁合地连接，用于构造所述棱边区域(5)，所述环形体相对于所述阀关闭元件(4)具有较小的刚性。
3.根据权利要求1或2所述的阀，
其特征在于，所述棱边区域(5)相对于所述阀关闭元件(4)的密封面(9)以面齐平的方式构造或者布置。
4.根据权利要求1或2所述的阀，
其特征在于，构造在所述阀座体(2)中的所述至少一个排气开口(3)实施为圆弧形延伸的缝隙。
5.根据权利要求1或2所述的阀，
其特征在于，在所述阀关闭元件(4)中构造有至少一个通流开口(10)。
6.根据权利要求1或2所述的阀，
其特征在于，所述阀关闭元件(4)通过至少区段地板状或者碟形构造的衔铁(11)来构造或者与衔铁(11)连接。
7.根据权利要求1或2所述的阀，
其特征在于，所述阀关闭元件(4)朝所述阀座体(2)的方向直接地或者间接地被至少一个弹簧(12)的弹簧力加载。
8.根据权利要求4所述的阀，
其特征在于，多个排气开口(3)相对彼此同心地布置。
9.根据权利要求5所述的阀，
其特征在于，所述通流开口实施为圆弧形延伸的缝隙，所述缝隙相对于所述阀座体(2)的至少一个排气开口(3)在径向上错开地布置。
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