CN109654283A - 用于配量流体的阀、尤其气体阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于配量流体的阀，尤其用于吹入气态燃料的气体阀，所述阀包括电磁促动器、复位元件和减振装置，所述电磁促动器具有衔铁内极和线圈，所述复位元件设置为用于借助复位力F1将所述阀从打开状态复位到闭合状态中，所述减振装置具有可压缩的减振元件，其中，所述减振元件设置为用于在所述阀的打开状态中减振衔铁在内极上的撞击，其中，所述减振元件在压缩状态中提供减振力F4，并且其中，满足不等式F4<F3‑(F1+F2)，其中，F1是在打开状态中复位元件的复位力，其中，F2是在所述阀的闭合状态中作用到衔铁上的流体力，并且其中，F3是在所述阀的打开状态中的磁力。

Description

用于配量流体的阀、尤其气体阀

技术领域

本发明涉及一种用于配量流体、尤其燃料的阀，并且，本发明尤其涉及一种用于引入气态燃料、例如天然气的气体阀。

背景技术

由现有技术已知以不同构型的用于配量燃料的阀。作为该阀的促动器，除压电元件外，也使用具有电磁驱动器的促动器。在此，电磁促动器包括衔铁、内极和线圈。在阀打开的情况下，衔铁撞击到内极上，由此可能形成不希望的噪声。此外，由此出现阀的附加的磨损。为了减小在衔铁撞击时形成的所述噪声，通常仅使用液压减振。为了磨损保护，在此已经提出，在衔铁或者内极上设置表面覆层。此外也已经提出，对内极或者衔铁进行弹性体覆装。然而，这些所提出的措施较费事并且以相应的方式使所述阀变昂贵。此外，由DE 101 24747 A1已知一种用于液体燃料的燃料喷射阀，在该燃料喷射阀中，在内极和衔铁之间布置有O形圈用于减振。然而，由此防止实施衔铁朝内极方向的理论上可能的最大行程，因为该最大行程被O形圈限界。此外，由此产生在磁通量方面的缺点。

发明内容

与之相对，根据本发明的用于配量流体的阀具有以下优点：能够实现减小噪声和减少磨损，而由此不对所述阀的功能产生负面作用。尤其能够实施在衔铁和内极之间的理论上的最大行程，并且此外，对电磁促动器的磁通量不产生负面作用。根据本发明，这通过以下方式实现：用于配量流体的阀具有电磁促动器，该电磁促动器具有衔铁、内极和线圈。此外，复位元件设置为用于在闭合方向上借助复位力F1将所述阀从打开状态复位到闭合状态中。附加地，所述阀包括具有可压缩的减振元件的减振装置。在此，减振元件设置为用于在所述阀打开的情况下减振衔铁在内极上的撞击。在此，减振元件在压缩时提供减振力F4，该减振力满足以下不等式：

F4<F3-(F1+F2)

其中，F1是复位元件的复位力，F2是通过流体的压力作用到衔铁上的流体力并且F3是在打开时出现的磁力。因此，可压缩的减振元件这样地设计，使得在打开的情况下，减振力F4总是小于从磁力F3中扣除复位力F1加上流体力F2的和。

下面示出本发明的优选的扩展方案。

优选地，减振装置还具有止挡，在阀打开的情况下，减振元件撞到所述止挡上。该止挡这样地布置，使得在完全打开的状态中不会出现磁通量在电磁促动器处的减少。

特别优选地，止挡是单独的构件。由此，衔铁和/或内极能够独立于止挡功能来设计。进一步优选地，止挡优选是环形柱体元件并且直接相邻于内极布置。

进一步优选地，止挡具有止挡面和用于衔铁导向的导向面，减振元件在阀打开的情况下与所述止挡进入接触中。由此，止挡除止挡功能外也还可以承担用于衔铁的导向功能。由此可以提供特别紧凑地构造的阀。

特别优选地，减振元件直接布置在衔铁上。由此产生特别简单的结构。

进一步优选地，衔铁是环形构件并且在该衔铁的外周上构造有环绕的突出部。在此，减振元件优选布置在所述环绕的突出部上。由此，在衔铁中不必为了接收减振元件而设置槽或类似结构。

进一步优选地，减振元件在内极上布置在槽中，其中，该槽这样地设置，使得在阀的闭合状态中，减振元件从槽中突出。因此，在打开过程中，朝内极方向运动的衔铁首先撞到减振元件上并且压缩该减振元件，由此实现减振。替代地，带有减振元件的槽布置在衔铁中。

优选地，减振元件是弹性体构件。该弹性体构件在未压缩的状态中具有第一宽度，该第一宽度小于布置有减振元件的槽的第二宽度。由此，直接在所述槽中提供足够的空间用于弹性体构件的变形，使得避免在压缩情况下，即在阀打开的情况下，弹性体构件部分从所述槽中突出并且限制衔铁朝内极方向的最大行程。

当直接在衔铁上构造有密封面用于密封处于阀的密封座处的入口时，实现特别紧凑的结构。

进一步优选地，布置有减振元件的槽的宽度比该槽的深度宽2倍或者更宽。由此保证存在足够的空间用于接收减振元件的变形。

进一步优选地，阀是用于吹入气态燃料的气体阀。在气体阀情况下，本发明具有特别的优点，因为气态燃料在所述气体阀打开的情况下仅提供非常小的流体减振力。

附图说明

下面参照附图详细地说明本发明的优选实施例。在附图中示出：

图1根据本发明的第一实施例的用于配量流体的阀在闭合状态中的示意性的部分截面视图，

图2图1的阀在打开状态中的部分截面视图，和

图3根据本发明的第二实施例的用于配量流体的阀在闭合状态中的示意性的部分截面视图。

具体实施方式

下面参照图1和2详细地说明用于配量流体的阀1。阀1在该实施例中是用于将气态燃料吹入到内燃机中、尤其在车辆的内燃机中的气体阀。

在此，图1示出阀的闭合状态，其中，贯通口9借助闭合元件封闭。在该实施例中，所述闭合元件同时也是电磁驱动器的衔铁2，所述衔铁在指向贯通口9的一侧上具有密封面20。

电磁促动器除衔铁2外还包括内极3和线圈7。

此外，阀1包括复位元件6，该复位元件施加复位力F1或者说预紧力到衔铁2上。由此，衔铁2在阀1的闭合状态中在阀座5上密封。

此外，在背离衔铁的密封面20的衔铁侧21上还作用有流体力F2，该流体力取决于应当被配量的流体的压力水平。在该实施例中，气态燃料设置为待配量的流体，使得流体力F2通过气体压力被提供。

此外，阀1包括具有减振元件8和单独的止挡4的减振装置。单独的止挡4是单独的构件并且设置为环形柱体。如从图1中可见，在止挡4内布置有内极3。止挡4具有止挡面41以及导向面42。如从图1中可见，导向面42在此用于衔铁2的导向。止挡面41设置为用于在打开情况下与减振元件8进入接触中。

如进一步从图1中可见，在衔铁2上构造有环绕的凸肩22，在该凸肩上布置有减振元件8。

因此，减振装置可以径向侧面地布置在衔铁2和内极3上，使得通过所述减振装置不出现对电磁促动器的磁通量的干扰。

在打开情况下，电磁促动器产生磁力F3，该磁力与流体力F2和预紧力F1反向地作用。磁力F3在图2中示意性地标出。图2示出阀1的完全打开的状态。

如进一步从图1中可见，在阀的闭合状态中，减振元件8和止挡4之间的第一间距L1明显小于衔铁2和内极3之间的第二间距L2。第二间距L2在此确定阀的最大行程，直至衔铁2贴靠在内极3上。这在图2中示出。

在此，减振元件8尤其这样地设计，使得满足以下不等式：

F4<F3-(F1+F2)

其中，F4是被压缩的减振元件8的复位力，F1是复位元件6的复位力，F2是气态燃料的流体力并且F3是电磁促动器的磁力。

因此，减振力F4这样地选择，使得能够实现衔铁2碰触内极3时的最大可能行程L2(参见图1)。如进一步从图1中可见，在闭合状态中，减振元件8和止挡4之间的间距标记为L1。在此，L1明显小于L2，优选至少小50％。

在图2所示的完全打开的状态中，减振元件8在凸肩22和单独的止挡4之间被压缩，其中，减振元件8的上述压缩防止衔铁2以大的噪声撞击在内极3上。因此，借助减振元件8提供机械减振，由此尤其也还减少在衔铁2和内极3之间的接触面上的磨损。与流体减振(其作用机理基于狭窄的间隙并且因此相对于衔铁斜置和几何形状公差非常敏感)相比，借助根据本发明的机械式减振元件8能够实现明显改善的减振。此外，本发明不会导致衔铁2和内极3之间出现如同例如在现有技术中在覆层或者类似结构的情况下那样的磁气隙增加。

在阀1的打开过程中，衔铁2因此朝内极3方向首先仅抵抗复位元件6的力运动，直至克服减振元件8和止挡4之间的间距L1。随后，在止挡4上进行减振元件8的增大的压缩。因此，减振元件8这样地设计，使得减振力F4不大于磁力F3与复位力F1以及流体力F2之间的差。

因为通过根据本发明的减振装置与无减振装置的电磁促动器相比不出现减小的磁力，所以在阀打开时、尤其在冷起动时也不会出现可能由于所谓的弹性体粘合而产生的问题。

减振元件优选是弹簧元件或者纯减振器或者由弹簧元件和减振器的组合、例如弹性体。

图3示出根据本发明的第二实施例的阀1。相同的或者功能相同的部件设有与在第一实施例中一样的相同的附图标记。与第一实施例不同地，第二实施例的减振装置包括具有宽度B和深度T的槽10，在该槽中布置有减振元件8。如从图3中可见，宽度B在此比槽10的深度T大数倍。此外，第二实施例的减振元件8同样构造为弹性体，其中，减振元件8的宽度80小于槽10的宽度B。由此，槽10具有膨胀空间，当减振元件8在阀1打开时通过与衔铁2接触而被压缩时，该减振元件能够避让到所述膨胀空间中。由此保证衔铁2的直至内极3的整个行程长度L2可以被利用。由此可以保持阀1的所设计的打开特性。因为在该实施例中不需要单独的止挡4，所以或者能够减小阀1的宽度，或者能够使电磁促动器加宽，使得能实现更大的磁力。由此可以补偿由于设置带有减振元件8的槽10而存在的、与未开槽的构件相比的磁力减小。此外应注意，槽10和减振元件8当然也可以布置在衔铁中，或者槽10设置在衔铁中或者内极中而减振元件8设置在相应的另一构件上。

因此，如在所说明的实施例中所示的那样，可以提供阀1，该阀在打开时具有减小的噪声并且在打开时具有减少的磨损。与现有技术中的液压减振不同，根据本发明不必在内极3和衔铁2之间设置专门成型的挤压间隙，以便在打开时实现液压减振。减振元件8在打开情况下减小衔铁2撞到内极3上的碰撞速度或者防止该碰撞速度，使得在打开过程中可以避免噪声。也不必设置内极和衔铁之间接触面的费事且昂贵的覆层。

Claims (10)

1.一种用于配量流体的阀、尤其用于吹入气态燃料的气体阀，所述阀包括：

-具有衔铁(2)、内极(3)和线圈(7)的电磁促动器，

-复位元件(6)，所述复位元件设置为用于借助复位力F1将所述阀从打开状态复位到闭合状态中，和

-减振装置，所述减振装置具有能够压缩的减振元件(8)，其中，所述减振元件(8)设置为用于在所述阀的打开状态中减振所述衔铁(2)在所述内极(3)上的撞击，其中，所述减振元件(8)在压缩状态中提供减振力F4，并且

-其中，满足不等式F4<F3-(F1+F2)，

-其中，F1是在打开状态中所述复位元件(6)的复位力，

-其中，F2是在所述阀的闭合状态中作用到所述衔铁(2)上的流体力，并且

-其中，F3是在所述阀的打开状态中的磁力。

2.根据权利要求1所述的阀，其中，所述减振装置此外还包括止挡(4)，所述减振元件(8)在所述阀的打开状态中能够在所述止挡上被压缩。

3.根据权利要求2所述的阀，其中，所述止挡(4)是单独的构件，和/或其中，所述止挡(4)是环形柱体，所述环形柱体相邻于所述内极(3)布置。

4.根据权利要求2或3所述的阀，其中，所述止挡(4)具有止挡面(41)和用于所述衔铁(2)导向的导向面(42)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的阀，其中，所述减振元件(8)布置在所述衔铁(2)上。

6.根据权利要求5所述的阀，其中，所述衔铁(2)是环形构件并且在外周上具有环绕的凸肩(22)，在所述凸肩上布置有所述减振元件(8)。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的阀，其中，所述减振元件(8)布置在构造在所述内极(3)中或者所述衔铁(2)中的槽中并且在所述阀的闭合状态中从所述槽中突出。

8.根据权利要求7所述的阀，其中，所述减振元件是弹性体并且在未压缩的状态中具有第一宽度(80)，所述第一宽度小于所述槽(10)的第二宽度(B)。

9.根据权利要求7或8所述的阀，其中，所述槽(10)具有宽度(B)，所述宽度比所述槽(10)的深度(T)大至少2倍。

10.根据前述权利要求中任一项所述的阀，其中，所述衔铁具有密封面(20)用于密封处于密封座(5)处的入口(9)。