CN115898709A - 用于气态燃料的气体配量阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于配量输出气态燃料的气体配量阀，其具有壳体(1，在所述壳体中构造气体室，所述气体室具有进入开口和排出开口，其中，所述气体室能经由进入开口充注以气态燃料，并且气态燃料能经由所述排出开口(9)被配量输出。在所述气体室中，阀元件能通过电促动器在阀座和行程止挡之间运动，其中，在所述阀元件上构造止挡面，所述阀元件在其打开位态中以所述止挡面贴靠在所述行程止挡上。在所述行程止挡和所述阀元件之间布置有剩余气隙盘，所述剩余气隙盘在所述阀元件的打开位态中被夹持在止挡面和行程止挡之间。

Description

用于气态燃料的气体配量阀

技术领域

本发明涉及一种用于经配量地输出气态燃料的气体配量阀，该气体配量阀例如用于将气态燃料直接配量到内燃机的燃烧室或内燃机的进气管中。

背景技术

从现有技术中已知用于配量输出气态燃料的气体配量阀。因而，DE102020201168A1示出一种气体配量阀，该气体配量阀具有带有可运动的阀元件的壳体，该阀元件能通过电磁铁克服复位弹簧的力运动。在阀元件和气体配量阀的排出开口之间布置有另一个阀元件，该另一个阀元件在压力控制下打开并且防止热量从燃烧室回流到气体配量阀中。电磁铁用于控制气体配量，其方式是，它使阀元件克服复位弹簧的力从阀座处移开，阀元件与该阀座共同起作用以关闭进入开口。阀元件在此碰撞到止挡面上，这限制了阀元件的运动。由于气态燃料具有相对较低的单位体积能量含量，因此为了实现足够的功率必须配量入大量的气态燃料，这需要在配量阀内具有相应大的流动横截面。这又意味着，阀元件必须经过相对较大的行程以释放相应的横截面

用于限制阀元件行程的止挡面构造为壳体内的凸肩。对于阀元件的快速返回运动并且因此对于精确的开关过程来说重要的是，阀元件没有磁地或黏性地粘附在止挡面上，以便复位弹簧的力可以将阀元件直接压回其关闭位态中。

发明内容

根据本发明的气体配量阀具有这种优点：在很大程度上防止阀元件磁性地或黏性地粘附在止挡面上并且因而确保通过复位弹簧快速地关闭阀元件。为此，气体配量阀具有壳体，在所述壳体中构造气体室，所述气体室具有进入开口和排出开口。气体室能通过进入开口被充注以气态燃料，并且气态燃料能通过排出开口经配量地输出。在气体室中布置有阀元件，所述阀元件能通过电促动器在阀座和行程止挡之间运动，其中，在阀元件上构造止挡面，阀元件在其打开位态中以止挡面贴靠在行程止挡上。在行程止挡和阀元件之间布置有剩余气隙盘，所述剩余气隙盘在阀元件的打开位态中被夹持在止挡面和行程止挡之间。

通过剩余气隙盘防止阀元件直接贴靠在行程止挡上。通过剩余气隙盘的相应成型以及相应的材料，防止在阀元件和行程止挡面之间的磁性或黏性的粘附。此外，剩余气隙盘可以降低阀元件撞击在行程止挡上产生的噪声，使得能够实现更安静的气体配量阀运行。

在第一有利构型中，剩余气隙盘环盘形地构造。在此，剩余气隙盘在有利构型中具有中心开口，气体室内的气态燃料通过所述中心开口从进入开口流向排出开口。由于这种形状，剩余气隙盘可以使用在已知的气体配量阀中，而不必对这些气体配量阀进行显著修改。

在另一有利构型中，剩余气隙盘在其外轮廓上锯齿状、波纹状或阶梯状地构造。由此，剩余气隙盘可以简单地居中并且防止，剩余气隙盘卡在气体配量阀内。

在另一有利构型中，行程止挡构造为气体室中的环形凸肩，其中，环形凸肩构成平坦的或略微鼓起的面。同样，阀元件上的止挡面可以平坦的或略微鼓起地构造。通过行程止挡和止挡面的相应配对和形状构型，可以附加地减少阀元件和行程止挡面之间的粘附。

在另一有利构型中，剩余气隙盘由金属材料制成。在另一有利构型中，这种金属材料可以是能磁化的。由此，进一步减少阀元件和行程止挡面之间的磁性粘附。

在另一有利构型中，阀元件和/或壳体的其中构造有行程止挡的部分由与剩余气隙盘的金属材料相比一样硬或更硬的材料制成或涂覆有与剩余气隙盘的金属材料相比一样硬或更硬的材料。由于剩余气隙盘由相对较软的材料或金属制成，因此可以有效地防止粘附，并且可以减少气体配量阀在打开和关闭时的噪声排放。

在有利构型中，剩余气隙盘具有30μm至100μm的厚度，如果该剩余气隙盘由硬的磁性或非磁性金属制成。在另一有利构型中，剩余气隙盘也可以由弹性体制成，优选由氟橡胶(FKM)或三元乙丙橡胶(EPDM)制成。为此，剩余气隙盘可以被硫化或粘接在阀元件上。相对较软的材料导致对阀元件的打开行程运动的有效阻尼，并且因此导致降低的噪音排放。

为了更好地布置剩余气隙盘，在阀元件上可以构造凹陷，剩余气隙盘部分地被接收在所述凹陷中。由此，防止了剩余气隙盘的侧向运动，使得该剩余气隙盘在更长时间的运行中也被可靠地固定。为此，由非磁性材料、优选由弹性的弹性体制成的剩余气隙盘具有50μm至250μm的厚度。

附图说明

在附图中示出根据本发明的气体配量阀的一个实施例。

示出：

图1示出气体配量阀的纵截面，

图2示出阀元件的区域中的放大视图，

图3a、图3b和图3c以俯视图示出剩余气隙盘的不同构型，以及

图4示出布置有剩余气隙盘的阀元件的另一图示。

具体实施方式

在图1中以纵截面示出气体配量阀。气体配量阀具有壳体1，该壳体包括磁体2、极管3和连接体4。极管3上连接有喷嘴体5，通过夹紧螺母7相对于磁体2和极管3夹紧该喷嘴体。在壳体1中构造气体室6，该气体室经由构造在连接体4中的进入开口8能充注以气态燃料。经由构造在喷嘴体5中的排出开口9可以经配量地输出气态燃料。为了控制气流，在极管3中在气体室6内能纵向移动地布置阀元件11。阀元件11活塞状地构造并且在气体室6内被侧面导向。面向进入开口8地，在阀元件11上布置阀密封面12，阀元件11利用该阀密封面与阀座10共同作用以打开和关闭进入开口8，其中，阀座10环形地围绕进入开口8。为了引导气态燃料通过，阀元件11具有多个倾斜孔14，这些倾斜孔通到阀元件11中的中心孔15中，使得气态燃料经由这些倾斜孔14流入到中心孔15中并且从那里进一步朝排出开口9的方向流动。在阀元件11中，从孔15的底部出发进一步构造接收孔16，在该接收孔中接收阀活塞22，该阀活塞朝接收开口9的方向伸出直到喷嘴体5中。在此，阀活塞22在对中套筒23中在喷嘴体5内被导向，其中，为了引导气态燃料通过，在对中套筒23中构造多个开口24。

在对中套筒23和阀元件11之间，复位弹簧25围绕阀活塞22，该复位弹簧在压缩预紧下布置在对中套筒23和调整环26之间，该调整环围绕阀活塞22并且与该阀活塞固定连接。由于复位弹簧25的压缩预紧，产生经由阀活塞22作用到阀元件11上的关闭力，该复位弹簧朝阀座10的方向以关闭力加载阀元件11。

与阀活塞22同心地，在喷嘴体5内布置喷嘴针29。喷嘴针29同样可纵向运动并且在其出口侧的端部上具有阀盘30，喷嘴针29连同该阀盘30与主体座32共同作用，其中，在阀盘30上构造喷嘴座31。如果喷嘴针29从壳体1中运动出来，则在喷嘴座31和主体座32之间受控地打开(aufgesteuert)流动横截面，通过该流动横截面气态燃料可以流过排出开口9。在此，喷嘴针29通过阀活塞22抵着复位弹簧34的力运动，该复位弹簧围绕喷嘴针29并且该复位弹簧在压缩预紧下布置在导向套筒33和喷嘴体5内的凸肩之间。在此，导向套筒33位置固定地布置在壳体1内并且具有气态燃料可以流过的开口35。

为了使阀元件11抵着复位弹簧25运动，电磁铁18布置在磁体2中，该磁体围绕阀元件11。阀元件11因而构造为沉入式衔铁并且通过电磁铁18的磁场抵着复位弹簧的力运动，直到阀元件11以止挡面13贴靠在极管3内的凸肩形的行程止挡20上。在阀元件11和行程止挡20之间布置剩余气隙盘40，该剩余气隙盘环盘形地构造并且该剩余气隙盘可以被粘接或硫化在阀元件11上。

气体配量阀的功能如下：通过给电磁铁18通电，阀元件11从阀座10处离开，直到阀元件11在插入剩余气隙盘40的情况下贴靠在行程止挡20上。阀元件11通过阀活塞22使阀元件29运动，使得该阀元件也抵抗复位弹簧34运动并且受控地打开喷嘴座31与主体座32之间的流动横截面。因此，壳体1中的流动路径打开，并且气态燃料从进入开口8通过气体室6流动到排出开口9并且通过排出开口9流出，例如流入到内燃机的燃烧室中。在给电磁铁18的通电结束之后，复位弹簧34挤压阀元件29，并且复位弹簧25将阀元件11压回到该阀元件的对应关闭位态中，使得重新关闭排出开口9和进入开口8。

图2以放大图再次以纵截面示出阀元件11，用以说明剩余气隙盘40的位置，该剩余气隙盘在阀元件11的打开位态中被夹入在阀元件11和行程止挡20之间并且因此防止阀元件11与行程止挡20直接接触。

图3a、图3b和图3c示出剩余气隙盘40的不同实施方式。剩余气隙盘40的所有实施方式都具有中心开口42，该中心开口构造为圆形的，并且在气体室内的气态燃料流过该中心开口。外轮廓在图3a的实施例中波纹状地构造，使得确保剩余气隙盘40在壳体1内的可靠导向，而不会使剩余气隙盘40卡在极管3中。图3b示出这样的实施方式，在该实施方式中，剩余气隙盘40在其外侧上是锯齿状的并且具有四个向外突出的舌片，这些舌片分别成对地彼此对置。图3c示出一个类似的实施例，其中在剩余气隙盘40的外轮廓上具有8个舌片。

图4以阀元件11的另一图示示出阀元件11的止挡面13的改型构型。在阀元件11的止挡面13上构造凹陷44，该凹陷构造为具有深度t的周向环形槽，以便以剩余气隙盘厚度的一部分接收该剩余气隙盘40。由此，实现了将剩余气隙盘40固定在阀元件11上并且防止剩余气隙盘40的偏心(Desaxierung)或移位(Deplatzierung)。

剩余气隙盘40可以由能磁化的或非磁性的金属材料制成。尤其，使用非磁金属防止：在阀元件11和壳体或行程止挡20之间出现磁性粘附。在这种情况下，剩余气隙盘40的厚度在30μm至150μm之间，以便仅在必要时限制阀元件11的行程。在另一有利构型中，剩余气隙盘可以由弹性体制成，例如由氟橡胶(FKM)或三元乙丙橡胶(EPDM)制成。在这里，也可以使用其它弹性体。在这种情况下，剩余气隙盘的厚度有利地在50μm至250μm之间。使用这些相对较软的弹性体提供以下优点：实现了阀元件11在行程止挡20上的冲击阻尼。在此，剩余气隙盘40可以被硫化或粘接在阀元件11上。在剩余气隙盘40由金属材料制成的构型中，如果该金属材料比周围材料、即阀元件11或行程止挡20或壳体1的在行程止挡20的区域中的金属更软或无论如何不更硬，也有利的是。

Claims (14)

1.一种用于经配量地输出气态燃料的气体配量阀，所述气体配量阀具有壳体(1)和阀元件(11)，在所述壳体中构造气体室(6)，所述气体室具有进入开口(8)和排出开口(9)，其中，所述气体室(6)能通过进入开口(8)充注以气态燃料，并且所述气态燃料能经由所述排出开口(9)经配量地输出，所述阀元件在所述气体室(6)中能通过电促动器(18)在阀座(10)和行程止挡(20)之间运动，其中，在所述阀元件(11)上构造止挡面(13)，所述阀元件(11)在其打开位态中以所述止挡面贴靠在所述行程止挡(20)上，

其特征在于，

在所述行程止挡(20)和所述阀元件(11)之间布置有剩余气隙盘(40)，所述剩余气隙盘在所述阀元件(11)的打开位态中被夹持在所述止挡面(13)和所述行程止挡(20)之间。

2.根据权利要求1所述的气体配量阀，其特征在于，所述剩余气隙盘(40)环盘形地构造。

3.根据权利要求2所述的气体配量阀，其特征在于，所述剩余气隙盘(40)具有中心开口(41)，所述气体室(6)内的气态燃料通过所述中心开口从所述进入开口(8)流向所述排出开口(9)。

4.根据权利要求2或3所述的气体配量阀，其特征在于，所述剩余气隙盘(40)具有锯齿状、波纹状或阶梯状的外轮廓(42)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的气体配量阀，其特征在于，所述行程止挡(20)构造为所述气体室(6)中的环形凸肩，其中，所述环形凸肩构成平坦的或略微鼓起的面。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的气体配量阀，其特征在于，构造在所述阀元件(11)上且面向所述行程止挡(20)的止挡面(13)构成平坦的或略微鼓起的面。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的气体配量阀，其特征在于，所述剩余气隙盘(40)由金属材料制成。

8.根据权利要求7所述的气体配量阀，其特征在于，所述剩余气隙盘(40)是非磁性的。

9.根据权利要求7或8所述的气体配量阀，其特征在于，所述阀元件(11)和/或所述壳体(1)的其中构造有所述行程止挡(20)的部分由与所述剩余气隙盘(40)的金属材料相比一样硬或更硬的材料制成或涂覆有与所述剩余气隙盘(40)的金属材料相比一样硬或更硬的材料。

10.根据权利要求7、8或9中任一项所述的气体配量阀，其特征在于，所述剩余气隙盘(40)具有30μm至100μm的厚度(d)。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的气体配量阀，其特征在于，所述剩余气隙盘(40)由弹性体制成，优选由FKM或EPDM制成。

12.根据权利要求11所述的气体配量阀，其特征在于，所述剩余气隙盘(40)被硫化或粘接在所述阀元件(11)上。

13.根据权利要求11或12所述的气体配量阀，其特征在于，在所述阀元件(11)上构造在所述止挡面(13)中的凹陷(44)，所述剩余气隙盘(40)部分地被接收在所述凹陷中。

14.根据权利要求11、12或13中任一项所述的气体配量阀，其特征在于，所述剩余气隙盘(40)具有50μm至250μm的厚度。

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