CN116783384A - 具有减少的磨损的气体喷射器和阻尼装置 - Google Patents
具有减少的磨损的气体喷射器和阻尼装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116783384A CN116783384A CN202180091982.8A CN202180091982A CN116783384A CN 116783384 A CN116783384 A CN 116783384A CN 202180091982 A CN202180091982 A CN 202180091982A CN 116783384 A CN116783384 A CN 116783384A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lubricant
- gas injector
- armature
- brake
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000013016 damping Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 98
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 3
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920013639 polyalphaolefin Polymers 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 239000010696 ester oil Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
- F02M21/0248—Injectors
- F02M21/0251—Details of actuators therefor
- F02M21/0254—Electric actuators, e.g. solenoid or piezoelectric
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
- F02M21/0248—Injectors
- F02M21/0257—Details of the valve closing elements, e.g. valve seats, stems or arrangement of flow passages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
- F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
- F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
- F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
- F02M51/0671—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
- F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
- F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
- F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
- F02M51/0671—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
- F02M51/0675—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto the valve body having cylindrical guiding or metering portions, e.g. with fuel passages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
- F02M21/0248—Injectors
- F02M21/0257—Details of the valve closing elements, e.g. valve seats, stems or arrangement of flow passages
- F02M21/026—Lift valves, i.e. stem operated valves
- F02M21/0269—Outwardly opening valves, e.g. poppet valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
- F02M21/0248—Injectors
- F02M21/0275—Injectors for in-cylinder direct injection, e.g. injector combined with spark plug
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/30—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped
- F02M2200/304—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped using hydraulic means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于吹入气态燃料的气体喷射器,包括:磁致动器(2),所述磁致动器具有衔铁(20)、内极(21)以及线圈(22);关闭元件(3),所述关闭元件在阀座(11)处释放和封闭气体路径(14),其中,所述衔铁(20)与所述关闭元件(3)连接;封闭的润滑剂室(4),所述润滑剂室以润滑剂填充,并且所述衔铁(20)布置在所述润滑剂室中,其中,所述润滑剂确保对所述衔铁(20)的润滑;柔性密封元件(51、52),所述密封元件将所述润滑剂室(4)相对于所述气体路径(14)密封;和布置在所述润滑剂室(4)中的制动装置(6),所述制动装置设置为用于在所述气体喷射器从打开状态到关闭状态的复位过程中制动所述关闭元件(3),其中,所述制动装置(6)具有制动栓(60)、以润滑剂填充的阻尼室(62)和弹性的制动元件(61),所述阻尼室与所述润滑剂室(4)处于流体连接,其中,所述制动栓(60)和所述弹性的制动元件(61)在所述复位过程中能与所述关闭元件(3)作用连接,并且所述制动栓(60)在所述气体喷射器的复位过程中设置为用于将润滑剂从所述阻尼室(62)排挤到所述润滑剂室(4)中,以便对所述关闭元件(3)到关闭状态的复位进行阻尼。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于吹入气态燃料、尤其是氢气或天然气等的气体喷射器,其尤其用于内燃机,所述气体喷射器具有减少的磨损和改善的阻尼特性。所述气体喷射器尤其设计为用于直接吹入到内燃机的燃烧室中。
背景技术
由现有技术以不同构型已知气体喷射器。气体喷射器的问题范围由原理决定地在于:由于待吹入的介质为气态,通过该介质的润滑是不可能的,而这例如在喷射汽油或柴油的燃料喷射器中是可能的。与用于液态燃料的燃料喷射器相比,这在运行中导致过度磨损。在此值得期望的是,使气体喷射器具有改善的磨损特性。
发明内容
相对于此,具有权利要求1的特征的根据本发明的用于吹入气态燃料的气体喷射器具有以下优点:可以显著减少气体喷射器的磨损。由此延长了气体喷射器的使用寿命并且使其基本上相应于用于液态燃料的燃料喷射器的使用寿命。此外,在关闭气阀时,关闭元件可以执行明显更好地阻尼的关闭过程,从而减少或防止阀座上和关闭元件的其他构件上的磨损。根据本发明,这通过以下方式来实现:气体喷射器具有位于封闭的润滑剂室中的润滑剂,气体喷射器的可运动部件布置在该润滑剂室中。气体喷射器包括磁致动器,该磁致动器具有衔铁、内极和线圈。在此设置衔铁,以便能够实现用于打开和/或关闭喷射器的运动,所述衔铁与关闭元件机械连接,所述关闭元件在阀座处释放和封闭气体路径。位于润滑剂室中的衔铁因此位于润滑剂室的内部并且持续地被供给润滑剂并被润滑,该衔铁在线圈通电时由于电磁力被拉向磁致动器的内极。由此,与迄今由现有技术已知的气体喷射器相比,显著减少了衔铁上的磨损。为了确保润滑剂室的密封,设置有柔性密封元件,该密封元件在部分区域上密封润滑剂室。此外,通过使用封闭的、以润滑剂填充的润滑剂室,能够显著地延长气体喷射器的使用寿命。优选地,润滑剂室在此完全以润滑剂填充。
此外,气体喷射器包括布置在润滑剂室中的制动装置,该制动装置设置为用于在气体喷射器从打开状态到关闭状态的复位过程中制动关闭元件。制动装置包括制动栓、阻尼室以及弹性的制动元件、尤其弹簧,所述阻尼室与润滑剂室处于流体连接。制动栓和弹性的制动元件在复位过程中与关闭元件和/或衔铁作用连接,其中,制动栓还在复位过程中设置为用于将润滑剂从阻尼室中挤出,以便阻尼制动栓的复位并且由此阻尼关闭元件的复位。因为制动过程的一部分通过制动栓与止挡构件之间的液压粘着来提供,制动栓在气体喷射器的打开状态下贴靠在该止挡构件上,所以通过设置阻尼室可以防止在克服液压粘着时液态润滑剂形成汽泡,从而尤其可以防止由空穴引起的磨损。
这附加地还通过附加质量的利用制动装置提供的加速来支持。此外,通过润滑剂在衔铁和制动栓之间的排挤实现进一步的制动。也可以通过引导元件或类似元件与制动栓的摩擦进一步降低关闭元件的复位速度。这都减小了衔铁在止挡上的撞击力,从而也可以进一步延长衔铁的寿命。
从属权利要求说明了本发明的优选的改进方案。
进一步优选地,制动栓尤其包括具有贴靠面的主体,该贴靠面布置在制动栓的主体的指向关闭元件的一侧并且能与关闭元件作用连接并且用作止挡面。主体优选是柱形的。进一步优选地,在主体的指向关闭元件的一侧布置有环形法兰。环形法兰优选用作止挡面。
根据本发明的另一种优选构型,制动装置的弹性的制动元件布置在阻尼室中。由此可以实现特别紧凑的结构。弹性的制动元件优选是压力弹簧,尤其是柱形弹簧。
进一步优选地,阻尼室通过制动栓的引导游隙与润滑剂室处于流体连接。
优选地,气体喷射器还包括节流部,该节流部将阻尼室与润滑剂室连接。节流部确保能够以限定的方式进行阻尼过程,因为润滑剂从阻尼室经由节流部然后转移到润滑剂室中。节流部优选是阻尼室与润滑剂室之间的小的连接孔。通过选择连接孔的几何尺寸、例如孔的直径和/或长度,可以调设制动装置的阻尼特性。
气体喷射器优选还包括贴靠在关闭元件上的衔铁栓,其中,衔铁栓与衔铁连接。衔铁栓的背离气体喷射器的密封座的端部设置为用于在气体喷射器的关闭状态下与制动栓接触。关闭元件优选是阀针。替代地,优选关闭元件和衔铁栓彼此固定连接,特别优选通过弹簧座圈连接。
此外,气体喷射器优选包括衔铁栓引导部,在该衔铁栓引导部中引导衔铁栓。在此,衔铁栓引导部在气体喷射器的打开状态下形成用于制动栓的止挡。在关闭状态下,在衔铁栓引导装置和制动栓之间存在小的间隙。在打开时,该小的间隙通过制动装置的弹簧的作用到制动栓上的压力来克服。
根据本发明的另一优选构型,气体喷射器包括布置在润滑剂室中的引导体,该引导体具有用于引导制动栓的引导区域。优选地,引导体尤其是在引导体的指向密封座的端部上具有凹部,在该凹部中引导制动栓。
优选地,在气体喷射器的关闭状态下,制动栓与衔铁栓引导部之间的第一间隙具有第一宽度B,该第一宽度小于衔铁与内极之间的具有第二宽度C的第二间隙。在此,衔铁栓引导部与制动栓之间的轴向间隙B优选处于衔铁与内极之间的轴向间隙C的1%至90%的范围内。特别优选地,衔铁栓引导部与制动栓之间的轴向间隙B在此小于轴向间隙C的25%,进一步优选处于轴向间隙C的3%至20%的范围内。轴向间隙C优选具有0.05mm至3mm的尺寸,尤其是0.8mm的尺寸。
替代地,第一和第二柔性密封元件分别是膜片或者分别是橡胶元件。膜片可以是单层的或多层的并且例如借助于激光焊接固定在用于密封润滑剂室的相应构件上。
优选地,润滑剂室的柔性密封元件包括第一和第二柔性密封元件。这两个密封元件特别优选是波纹管。因此,润滑剂室通过两个柔性密封元件密封,由此在润滑剂室中排挤润滑剂时可以防止产生不利的过压或负压,所述过压或负压例如可能经由润滑剂储存器的构件将不期望的力施加到气体喷射器的关闭元件上。通过设置两个柔性密封元件,即使不利的力施加到密封元件之一上(这可能导致封闭的润滑剂室中的压力升高),也可以通过第二柔性密封元件来提供补偿。因此,可以成功地防止在封闭的润滑剂室内部的不期望的压力变化。
此外,储存器弹簧优选从外部将预确定的力施加于封闭的润滑剂室中的润滑剂。在此,优选施加0.5至10×105Pa之间的、特别优选1至5×105Pa的过压。因此,润滑剂室中的润滑剂可以被置于预确定的预加应力下,由此可以可靠地防止可能对关闭元件的行程产生影响的不期望变形。
特别优选地,第一柔性密封元件是第一波纹管,第二柔性密封元件是第二波纹管。进一步优选地,第一和第二波纹管相同地构造,也就是说具有相同的平均波纹管直径以及相同数量的波纹管波纹。由此尤其可以降低气体喷射器的制造成本。
第二波纹管进一步优选地通过弹簧座圈与储存器弹簧连接。由此可以实现简单且成本有利的结构。此外,由此可以借助于储存器弹簧直接在第二波纹管上施加一定的预加应力,由此容易地相对于第一波纹管提高第二波纹管的刚性。
根据本发明的另一优选构型,气体喷射器还包括第一和第二关闭元件引导部。第一和第二关闭元件引导部在此优选两者都布置在润滑剂室中。关闭元件优选仅具有这两个第一和第二关闭元件引导部,从而用于关闭元件的所有引导元件都布置在以润滑剂填充的润滑剂室内部。由此确保了气体喷射器在润滑剂室内部的所有重要构件的润滑。因此,气体喷射器的使用寿命实际上能够相应于用于液态燃料的喷射器的使用寿命。
优选使用油、尤其是矿物油作为润滑剂。替代地,使用液态燃料、尤其是柴油或汽油。此外,替代地,作为润滑剂可以使用油脂或PAO油(Poly Alpha Olefine,聚α烯烃)或酯油或聚乙二醇油。
进一步优选地,第一和第二柔性密封件分别是单层或多层的波纹管。波纹管优选由金属或者替代地由塑料构成。第一波纹管优选以第一端部直接固定在关闭元件上并且以另一端部固定在气体喷射器的壳体构件上。固定可以例如在金属波纹管的情况下借助于焊接连接来进行。
优选地,气态燃料的气体路径设置在气体喷射器的阀壳体与气体喷射器的致动器壳体之间的区域中。由此,致动器可以布置在壳体中并且至少部分地作为组件被预装配。由此也可以以相对简单的方式将润滑剂室布置在致动器壳体的内部。
替代地,气态燃料的气体路径由磁致动器的区域、尤其是由线圈室构成,磁致动器的线圈布置在该线圈室中。由此可以省去用于磁致动器的单独的致动器壳体。特别优选地,然后电接触部通过气态燃料的气体路径来引导。由此尤其可以降低气体喷射器的结构复杂度。要注意的是,通过气体室引导的电接触部显然必须向外密封。
进一步优选地,在用于气态燃料的气体路径中布置过滤器,以便滤出可能存在于气态燃料中的固体颗粒,或者以便滤出由于制造或由于装配引起的固体颗粒。进一步优选地,在关闭元件上还设置有引导构件,尤其是当关闭元件是长的阀针时。
气体喷射器优选是向外打开的喷射器。进一步优选地,气体喷射器是压力补偿的。由此,用于通过磁致动器来打开气体喷射器的力与气体压力无关。因此,在通电开始或通电结束之后用于打开和关闭喷射器的时间也与气体压力无关。这又允许在不同气体压力下的运行。在期望小的吹入量的情况下,气体压力可以减小,而在期望大的吹入量的情况下,气体压力可以提高。当波纹管的平均直径等于关闭元件与阀体之间的阀接触线的直径时,喷射器是压力补偿的。然而,平均波纹管直径也可以实施为小于或大于座直径。在第一种情况下,在较高的气体压力下,作用到阀针上的总关闭力减小并且喷射器在通电时更快地打开并且在通电后更慢地关闭。这产生提高的气体吹入量。在第二种情况下,在较高的气体压力下,作用到阀针上的关闭力提高。这又可以补偿由较高的气体压力引起的座泄漏量提高。
复位优选借助于复位弹簧进行。在压力补偿的喷射器中,在气体喷射器的关闭状态下尤其没有由于气态燃料而作用到阀针上的压力,从而可以显著地减小关闭元件的负荷。
附图说明
下面参照附图详细描述本发明的实施例。附图中示出:
图1根据本发明的第一实施例的气体喷射器的示意性剖视图;
图2图1的气体喷射器的示意性放大局部剖视图;和
图3根据本发明第二实施例的气体喷射器的示意性放大局部剖视图。
具体实施方式
下面参考附图1和2详细描述根据本发明的第一优选实施例的气体喷射器1。
如从图1中可见,用于引入气态燃料的气体喷射器1包括磁致动器2、该磁致动器使关闭元件3(在该实施例中为向外打开的阀针)从关闭状态运动到打开状态。图1在此示出了气体喷射器的关闭状态。
磁致动器2包括衔铁20,该衔铁借助于衔铁栓24贴靠在关闭元件3上。此外,磁致动器2包括内极21、线圈22和磁壳体23,该磁壳体确保磁致动器的磁回流(Rückschluss)。
此外,气体喷射器1包括具有连接管70的主体7,通过该连接管供应气态燃料。在主体7上固定有阀壳体8,磁致动器2布置在该阀壳体中。壳体套筒19和阀管90连接到阀壳体8上,在阀管的自由端部上设置有阀座11,在该阀座处关闭元件3释放和封闭用于气态燃料的通路。
在图1中示意性地示出了电接头13,该电接头穿过主体7引导至磁致动器2。
附图标记10表示用于关闭元件3的复位元件,以便在打开过程之后将该关闭元件再次复位到图1所示的关闭状态。
此外,在图1中示出了气流作为穿过气体喷射器1的气体路径14。在此,气流在连接管70处开始并且然后绕行到阀壳体8与主体7之间的环形室80中。在此,气流14进一步从磁致动器2的外部区域旁边经过过滤器15直至阀座11之前。在此,在相应的构件中相应地设有穿口,所述穿口在图1中没有全部示出。
在打开气体喷射器1时,气态燃料然后在磁致动器2的外周上并且经过打开的阀座11流到内燃机的燃烧室中,这在图1中通过箭头A标明。
因此,关闭元件3在阀座11处释放和封闭气体路径14。为了进行引导,在关闭元件3和阀体9之间设置第一引导区域31和第二引导区域32,如图1中详细示出。第一引导区域31在阀座附近直接构造在关闭元件3与阀体9之间。第二引导区域32在此构造在弹簧座圈16与阀体9之间。弹簧座圈16固定地与关闭元件3连接,其中,复位元件10支撑在阀体9与弹簧座圈16之间。
此外,气体喷射器1包括封闭的润滑剂室4。封闭的润滑剂室4完全或部分地以液态的润滑剂、例如油填充。
如由图1可见,润滑剂室4由第一柔性密封元件51、内极21、磁壳体23、引导体18和第二柔性密封元件52来限定。第一和第二柔性密封元件51、52分别构造为波纹管。
第一和第二柔性密封元件51、52在此相同地构造。
要注意的是,作为柔性密封元件51、52,替代于波纹管也可以例如是膜片或者软管等。
如进一步由图1可见,第二柔性密封元件52例如借助于焊接连接固定在储存器弹簧座圈41上。此外,气体喷射器1包括储存器压力弹簧40,所述储存器压力弹簧支撑在主体7上并且通过储存器弹簧座圈41对第二柔性密封元件52预加应力。在引导体18中设置连接孔18a,从而存在于润滑剂室4中的润滑剂也存在于第二柔性密封元件52内部的区域中。
第一柔性密封元件51直接固定在关闭元件3上并且在另一端与阀体9连接。在阀体9中设置横向孔91,从而在第一柔性密封元件51的内室与阀体9的内室之间存在流体连接。
因此,润滑剂室4具有两个柔性密封元件51、52以及储存器压力弹簧40。储存器压力弹簧40将一定的预加应力、例如1×105Pa的预加应力施加于位于润滑剂室4中的润滑剂。如果现在在打开过程中出现由于关闭元件3的行程或者也由于润滑剂的热膨胀或冷却而排挤润滑剂,则通过在第二柔性密封元件52处的偏转结合储存器压力弹簧40的收缩能够补偿可能在润滑剂室4的内部产生的过压/低压。因此,柔性密封元件51可以避免不期望的力经由波纹管作用面作用到关闭元件3上。
在封闭的润滑剂室4中布置有衔铁栓24,该衔铁栓具有固定在其上的衔铁20。因为润滑室4填充以润滑剂,例如液态燃料,如汽油或柴油或油脂等,所以给出对衔铁20的连续润滑。由此,在气态燃料的情况下,能够补偿在现有技术中出现的运动部件缺少润滑的问题。
如由图1可见,为了填充封闭的润滑剂室4设置有填充通道17a。填充通道17a借助于封闭球17流体密封地封闭。
此外,在封闭的润滑剂室4中还布置有制动装置6。制动装置6包括制动栓60、以润滑剂填充的阻尼室62和弹性的制动元件61。阻尼室62与润滑剂室4处于流体连接。
在气体喷射器到关闭的初始位置的复位过程中,制动栓60和弹性的制动元件61与关闭元件3作用连接。在复位过程中,润滑剂在此从阻尼室62排挤到润滑剂室4中,以便在制动栓60复位到气体喷射器(图1)的关闭状态期间实现附加的阻尼。
在此,制动栓60在引导体18中受引导。
如还由图1可见,阻尼室62直接在制动栓60的背离阀座11的一侧构造在制动栓60上。这由图2详细可见。阻尼室62经由节流部63与连接孔18a并且因此与润滑剂室4的主区域连接,该节流部是小的孔。制动弹簧61布置在弹簧室67中。
制动栓60具有贴靠面60a,该贴靠面与衔铁栓24处于接触。在图2所示的关闭状态下,第一间隙101在此位于制动栓60与静止的衔铁栓引导部25之间。衔铁栓引导部25在打开和关闭过程中引导衔铁栓24。
如由图2还可见,制动弹簧61布置在制动栓60与引导体18之间。在此,制动栓60具有法兰60b,所述法兰相对于引导体18具有游隙地设置。此外,在引导体18中设有通路65,所述通路例如可以构造为引导体18的指向衔铁栓引导部25的端部上的缝隙。因此,可以提供用于润滑剂从弹簧室67经由引导游隙64和通路65到润滑剂室4的流体连接。
此外,在关闭状态下,在制动栓60的贴靠面60a与衔铁栓引导部25之间构造有第一间隙101。在此,间隙101具有第一宽度B,该第一宽度小于衔铁20与内极21之间在所述第二间隙102处的第二宽度C(参见图1和2)。由此确保了,通过压力弹簧61沿轴向方向预加应力的制动栓60的行程小于衔铁20的行程。因此,在吹入过程期间,能够有足够的流体从润滑剂室4经由节流部63流到阻尼室62中。
在关闭过程中,衔铁栓24碰到制动栓60的贴靠面60a。由此,如在图2中通过箭头66所示,制动栓60压向位于阻尼室62中的流体。由于节流部63,流体不能直接地、而是缓慢地从阻尼室62中压出,从而能够在关闭过程中实现阻尼作用。由此防止在阀座11和衔铁20上的过大的磨损,因为通过制动栓60的复位实现的关闭过程被阻尼。
此外,阻尼过程通过制动弹簧61和制动栓60在衔铁栓引导部25上的液压粘着来支持。在此,通过阻尼室62可以防止在关闭过程中在衔铁栓引导部25与制动栓60的贴靠面60a之间的该区域中的空穴。制动栓60在引导体18中的摩擦也使复位过程减速以及在整个润滑剂室4中使运动构件的待加速的质量减速,所述质量导致对封闭的润滑剂室中的润滑剂的排挤并且因此导致关闭过程中的附加制动。
通过选择节流部63的直径和/或长度,可以针对相应的气体喷射器单独地调设阻尼特性。
要注意的是,优选地,阻尼栓60与衔铁栓引导部25之间的止挡面可以楔形地构造,也就是说,不与气体喷射器的中轴线X-X成直角。替代地或附加地,可以在衔铁栓引导部25的指向制动栓60的端面或贴靠面60a中设置径向的缝隙,由此进一步减少和防止空穴效应。
在图1中示出的气体喷射器1在此是压力补偿的。也就是说,关闭元件3通过第一柔性密封元件51与阀体9连接,其中,实施为金属波纹管的第一柔性密封元件51具有这样的平均直径,该平均直径等于阀座11上的这样的直径,关闭元件3在阀座11在该直径上密封。由此不产生对关闭元件3的压力,从而用于打开关闭元件3所需的磁力可以保持得非常小并且尤其与气态燃料的压力无关。
因此,利用本发明,当关闭元件3通过操纵磁致动器2被调节到打开状态(关闭元件3在图1中向左运动)并且进行气体吹入时,可以在复位关闭元件3时在关闭元件就要被压入阀座11之前进行可靠的阻尼。在此,制动栓60通过衔铁栓24压向阻尼室62的方向并且仅如润滑剂从阻尼室62通过节流部63压出到润滑剂室4中那样缓慢地运动。由此显著且有效地在关闭元件撞击到阀座11中之前制动关闭元件3的关闭速度。由此可以有效地减少阀座11和关闭元件3上的磨损,其中,制动装置6还能够以更安静的方式实现气体喷射器的运行。也可以有效地防止所谓的关闭弹跳(Schlieβprellen),在所述关闭弹跳中,元件硬性地撞击到阀座上并且回弹。
图3示出了根据本发明的第二实施例的气体喷射器的部分横截面。相同的或功能相同的部件以与第一实施例中相同的附图标记表示。
在此,图3示出了制动装置6,该制动装置与在第一实施例中的制动装置不同地构造。在第二实施例中,阻尼室62在此不再通过节流部与润滑剂室4连接,而是通过制动栓60与引导体18之间的引导游隙64来连接。然后,通过一个或多个在径向方向上构造在引导体18的端侧上的通路65确保与润滑剂室4的连接。在此,制动弹簧61布置在阻尼室62中。由此,一方面能够减小制动装置6的轴向结构空间,由此整个气体喷射器1能够在轴向方向上更短地构造。此外,不必如在第一实施例中那样设置节流部。因此,在复位过程中,衔铁栓24压到制动栓60的贴靠面60a上,从而该制动栓沿箭头66的方向压向引导体18的方向。在此,润滑剂从阻尼室62中经由引导游隙64和至少一个通路65压回到润滑剂室4中。第二实施例的另一优点在于,在阻尼室62中存在较小体积的润滑剂。由此,尤其也可以减小制动栓60上的振动,所述振动可能由润滑剂的弹性产生。
在其它方面,第二实施例相应于第一实施例,从而可以参考在那里给出的描述。
因此,如在两个实施例中详细阐述的那样,气体喷射器1能够在运动部件上,尤其在阀座11、衔铁20和衔铁栓24中,提供减少的磨损。此外,通过封闭的具有液态润滑剂的润滑剂室4可以明显改善从磁致动器2的散热。此外,通过两个柔性密封元件51、52能够防止不期望的力作用到关闭元件3上。
Claims (10)
1.一种用于吹入气态燃料的气体喷射器,包括:
-磁致动器(2),所述磁致动器具有衔铁(20)、内极(21)以及线圈(22);
-关闭元件(3),所述关闭元件在阀座(11)处释放和封闭气体路径(14),其中,所述衔铁(20)与所述关闭元件(3)连接;
-封闭的润滑剂室(4),所述润滑剂室以润滑剂填充,并且所述衔铁(20)布置在所述润滑剂室中,其中,所述润滑剂确保对所述衔铁(20)的润滑;
-柔性密封元件(51、52),所述密封元件将所述润滑剂室(4)相对于所述气体路径(14)密封;和
-布置在所述润滑剂室(4)中的制动装置(6),所述制动装置设置为用于在所述气体喷射器从打开状态到关闭状态的复位过程中制动所述关闭元件(3),
-其中,所述制动装置(6)具有制动栓(60)、以润滑剂填充的阻尼室(62)和弹性的制动元件(61),所述阻尼室与所述润滑剂室(4)处于流体连接,其中,所述制动栓(60)和所述弹性的制动元件(61)在所述复位过程中能与所述关闭元件(3)作用连接,并且所述制动栓(60)在所述气体喷射器的复位过程中设置为用于将润滑剂从所述阻尼室(62)排挤到所述润滑剂室(4)中,以便对所述关闭元件(3)到关闭状态的复位进行阻尼。
2.根据权利要求1所述的气体喷射器,其中,所述制动栓(60)具有贴靠面(60a),所述贴靠面布置在所述制动栓的指向所述关闭元件(3)的一侧上,所述贴靠面能与所述关闭元件(3)作用连接并且用作用于所述制动栓的止挡面。
3.根据前述权利要求中任一项所述的气体喷射器,其中,所述弹性的制动元件(61)布置在所述阻尼室(62)中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的气体喷射器,其中,所述阻尼室(62)经由所述制动栓(60)的引导游隙(64)与所述润滑剂室(4)处于流体连接。
5.根据前述权利要求中任一项所述的气体喷射器,所述气体喷射器还包括节流部(63),其中,所述阻尼室(62)经由所述节流部(63)与所述润滑剂室(4)处于流体连接。
6.根据前述权利要求中任一项所述的气体喷射器,所述气体喷射器还包括衔铁栓(24),所述衔铁栓贴靠在所述关闭元件(3)上,并且所述衔铁栓与所述衔铁(20)固定连接,其中,所述衔铁栓(24)的背离所述气体喷射器的阀座(11)的端部在所述气体喷射器的关闭状态下贴靠在所述制动栓(60)上。
7.根据权利要求6所述的气体喷射器,所述气体喷射器还包括衔铁栓引导部(25),在所述衔铁栓引导部中引导所述衔铁栓(24),其中,所述衔铁栓引导部(25)在所述喷射器的打开状态下用作用于所述制动栓的止挡。
8.根据前述权利要求中任一项所述的气体喷射器,所述气体喷射器还包括布置在所述润滑剂室(4)中的引导体(18),所述引导体设置为用于引导所述制动栓(60)。
9.根据权利要求7或8所述的气体喷射器,其中,在所述气体喷射器的关闭状态下,所述制动栓(60)与所述衔铁栓引导部(25)之间的第一间隙(101)具有第一宽度(B),所述第一宽度小于所述衔铁(20)与所述内极(21)之间的第二间隙(102)的宽度(C)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的气体喷射器,其中,用于所述关闭元件(3)的复位的复位元件(10)布置在所述润滑剂室(4)中,和/或
其中,所述关闭元件(3)的第一引导区域(31)和第二引导区域(32)布置在所述润滑剂室(4)中。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021200689.2 | 2021-01-27 | ||
DE102021200689.2A DE102021200689A1 (de) | 2021-01-27 | 2021-01-27 | Gasinjektor mit reduziertem Verschleiß und Dämpfungseinrichtung |
PCT/EP2021/085484 WO2022161688A1 (de) | 2021-01-27 | 2021-12-13 | GASINJEKTOR MIT REDUZIERTEM VERSCHLEIß UND DÄMPFUNGSEINRICHTUNG |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116783384A true CN116783384A (zh) | 2023-09-19 |
Family
ID=79283059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202180091982.8A Pending CN116783384A (zh) | 2021-01-27 | 2021-12-13 | 具有减少的磨损的气体喷射器和阻尼装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240301846A1 (zh) |
EP (1) | EP4285017A1 (zh) |
JP (1) | JP2024503928A (zh) |
KR (1) | KR20230132579A (zh) |
CN (1) | CN116783384A (zh) |
DE (1) | DE102021200689A1 (zh) |
WO (1) | WO2022161688A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117432500A (zh) * | 2023-12-20 | 2024-01-23 | 中国第一汽车股份有限公司 | 供氢系统的润滑装置、方法、发动机及车辆 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022206220A1 (de) | 2022-06-22 | 2023-12-28 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Brennstoffventil zur dosierten Abgabe von Brennstoff |
DE102022206350A1 (de) * | 2022-06-24 | 2024-01-04 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Gasinjektor mit sehr guten Dämpfungseigenschaften im Betrieb |
DE102022207409A1 (de) | 2022-07-20 | 2024-01-25 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Gasinjektor zum Einblasen eines gasförmigen Brennstoffs |
DE102022213079A1 (de) | 2022-12-05 | 2024-06-06 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Injektor zur dosierten Abgabe von Brennstoff |
DE102022213824A1 (de) | 2022-12-19 | 2024-06-20 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Injektor für gasförmige oder flüssige Brennstoffe |
DE102022213925A1 (de) | 2022-12-19 | 2024-06-20 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Injektor für flüssige oder gasförmige Brennstoffe und Verfahren zum Betreiben eines solchen Injektors |
GB2626178A (en) * | 2023-01-13 | 2024-07-17 | Phinia Delphi Luxembourg Sarl | Fuel injector for direct injection of gaseous fuel |
CN117189427A (zh) * | 2023-10-25 | 2023-12-08 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种气体喷射器和车辆 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3533085A1 (de) * | 1985-09-17 | 1987-03-26 | Bosch Gmbh Robert | Zumessventil zur dosierung von fluessigkeiten oder gasen |
US20040036048A1 (en) * | 2002-08-20 | 2004-02-26 | Petersen Peter Waygaard | Gaseous fuel injector |
DE102008041544B4 (de) * | 2008-08-26 | 2016-05-12 | Robert Bosch Gmbh | Ventil zur Zumessung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums |
US9797342B2 (en) * | 2014-10-28 | 2017-10-24 | Caterpillar Inc. | Port injection system for gaseous fuels |
DE102020208273A1 (de) * | 2020-07-02 | 2022-01-05 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Gasinjektor mit reduziertem Verschleiß |
-
2021
- 2021-01-27 DE DE102021200689.2A patent/DE102021200689A1/de active Pending
- 2021-12-13 WO PCT/EP2021/085484 patent/WO2022161688A1/de active Application Filing
- 2021-12-13 KR KR1020237028599A patent/KR20230132579A/ko unknown
- 2021-12-13 CN CN202180091982.8A patent/CN116783384A/zh active Pending
- 2021-12-13 US US18/262,606 patent/US20240301846A1/en active Pending
- 2021-12-13 JP JP2023545268A patent/JP2024503928A/ja active Pending
- 2021-12-13 EP EP21839401.3A patent/EP4285017A1/de active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117432500A (zh) * | 2023-12-20 | 2024-01-23 | 中国第一汽车股份有限公司 | 供氢系统的润滑装置、方法、发动机及车辆 |
CN117432500B (zh) * | 2023-12-20 | 2024-03-29 | 中国第一汽车股份有限公司 | 供氢系统的润滑装置、方法、发动机及车辆 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2024503928A (ja) | 2024-01-29 |
US20240301846A1 (en) | 2024-09-12 |
DE102021200689A1 (de) | 2022-07-28 |
KR20230132579A (ko) | 2023-09-15 |
WO2022161688A1 (de) | 2022-08-04 |
EP4285017A1 (de) | 2023-12-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN116783384A (zh) | 具有减少的磨损的气体喷射器和阻尼装置 | |
JP7462805B2 (ja) | 摩耗が低減されたガスインジェクタ | |
CN117545916A (zh) | 具有短的轴向结构的气体喷射器 | |
KR20230118682A (ko) | 마모가 감소된 가스 인젝터 | |
EP1602821A1 (en) | Fuel injection valve | |
US10006428B2 (en) | Electromagnetic fuel injection valve | |
JP4131668B2 (ja) | 有利には内燃機関のガス交換弁を操作するハイドロリック装置を圧力負荷するための圧力アキュムレータ | |
JP2009532622A (ja) | 燃料インジェクタ | |
JP2004515689A (ja) | 内燃機関用燃料噴射装置 | |
KR100881583B1 (ko) | 연료 분사 밸브 | |
KR20190097052A (ko) | 유체 계량용 밸브 | |
CN1297513A (zh) | 喷油阀 | |
CN117795186A (zh) | 具有阻尼装置的、尤其用于短行程的气体喷射器 | |
JP3778882B2 (ja) | 電磁アクチュエータ | |
KR20220020224A (ko) | 다수의 밸브 니들을 구비한 가스 인젝터 | |
JP2003510510A (ja) | 液体を制御する弁 | |
CN111566337A (zh) | 用于配量流体的阀 | |
KR20200120547A (ko) | 유체 계량 밸브 | |
KR102706035B1 (ko) | 유체 계량용 밸브 | |
CN112955643A (zh) | 螺线管机构及高压燃料泵 | |
JP2022139378A (ja) | 電磁式燃料噴射弁 | |
JP2024039313A (ja) | 電磁式燃料噴射弁 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |