CN118355183A - 喷嘴盖、燃料气体喷射和氢内燃发动机 - Google Patents

喷嘴盖、燃料气体喷射和氢内燃发动机 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种用于内燃发动机的燃料气体喷射装置(100)的喷嘴盖(102)，所述喷嘴盖包括：主体部分(105)，所述主体部分限定用于容纳可移动气门装置(202)的一部分的内部容积；入口(104)，所述入口用于接收气体燃料；至少一个出口(106)，所述至少一个出口被布置在所述喷嘴盖(102)的轴向端部分(108)处，所述至少一个出口被配置为允许将燃料的一股或多股气体射流排放到所述内燃发动机的燃烧室中，其中所述喷嘴盖的所述轴向端部分还包括径向突起(118、118a、118b)，所述径向突起从所述喷嘴盖的内侧(110)朝向轴向中心轴线(Ac)延伸并且进一步在周向方向(C)上由轴向延伸的侧区段(116、117)界定，所述径向突起具有内表面区域(119)，用于减少所述喷嘴盖内部的燃料气体流的横流并且朝向所述至少一个出口引导所述燃料气体流。

Description

喷嘴盖、燃料气体喷射和氢内燃发动机
技术领域
本公开涉及一种用于可在氢内燃发动机中操作的燃料喷射喷嘴的喷嘴盖。本公开还涉及对应的燃料气体喷射装置、氢内燃发动机和车辆。虽然本公开将关于卡车形式的车辆进行描述，但是本公开还可以有效地结合到其他交通工具类型中，诸如例如公共汽车和施工设备，以及用于船舶应用、发电机组应用和轿车。
背景技术
用于氢内燃发动机的燃料气体喷射装置通常可以在临界条件下操作，在所述临界条件下，氢气流变成音速的甚或局部超音速的。这种类型的燃料流动的一个问题是难以维持从喷射器喷嘴射出的射流的初始方向。
用于将氢气喷射到燃烧室中的一种常用的氢喷嘴是所谓的针阀喷嘴。在这种类型的喷嘴中，针阀表面的上部部分的角度是可以确定射流的流出方向的设计参数。为了进一步控制射流的流出方向，可以将针阀与喷嘴盖组合。喷嘴盖通常可以包括一个或多个孔，并且所述孔的配置通常可以用于确定流出射流的方向。
氢喷嘴的一个特殊问题是喷嘴盖孔出口面积需要大于可利用诸如柴油燃料的液体流体进行操作的内燃发动机的传统喷嘴。这意味着喷嘴盖侧和底侧的主要部分是开孔。因此，设计孔以在需要的方向上引导射流可能是困难的，特别是在音速甚或局部超音速氢气流下。此外，这可能导致盖容积中的干扰涡流。这种干扰涡流可能会将部分气流沿不利的方向重新引导。此外，盖容积因而可能包含残余的含氢气体，所述残余的含氢气体可能在不利的时刻自燃。
因此，对于用于内燃发动机系统(特别是对于以诸如氢的燃料气体介质进行操作的内燃发动机系统)的喷嘴中的燃料气体流的引导存在改进的空间。
发明内容
本公开的目的在于提供一种用于内燃发动机的燃料气体喷射装置的改进的喷嘴盖，其中可以以有效的方式控制通过喷射装置的燃料气体流以便以一股或多股气体射流的形式离开喷嘴盖。根据本公开的第一方面，所述目的通过根据权利要求1所述的喷嘴盖来实现。所述目的还通过其他独立权利要求来实现。从属权利要求涉及本公开的有利实施方案。
根据本公开的第一方面，提供了一种用于内燃发动机的燃料气体喷射装置的喷嘴盖。所述喷嘴盖包括：主体部分，所述主体部分限定用于容纳可移动气门装置的一部分的内部容积；入口，所述入口用于接收气体燃料；至少一个出口，所述至少一个出口被布置在喷嘴盖的轴向端部分处。所述至少一个出口被配置为允许将燃料的一股或多股气体射流排放到内燃发动机的燃烧室内。
此外，喷嘴盖的轴向端部分包括径向突起，所述径向突起从喷嘴盖的内侧朝向轴向中心轴线延伸并且进一步由轴向延伸的侧区段在周向方向上界定，所述径向突起具有内表面区域，用于减少喷嘴盖内部的燃料气体流的横流并且朝向至少一个出口引导燃料气体流。
本公开基于以下见解：提供可靠的氢内燃发动机系统所面临的众多挑战之一是缺乏高效的燃料气体喷射硬件系统。举例来说，希望提供从喷射装置的出口流出的燃料气体射流的更动态的方向。所提出的喷嘴盖有助于改进对一个或多个气体燃料射流的流出燃料流的控制。通过改进对喷射的控制，还可以共同设计ICE系统的其他部件，如活塞和点火源装置。所提出的喷嘴盖还可以有助于燃料气体流过喷射器和喷嘴盖，从而增强ICE系统(诸如，以氢进行操作的ICE系统)内的燃料气体的燃烧过程。
通过布置径向突起，所述径向突起具有内表面区域以用于减少喷嘴盖内部的燃料气体流的横流并朝向至少一个出口引导燃料气体流，可以在燃料在ICE的燃烧室中燃烧之前改进对从喷射器流出的燃料气体流的控制。因此，所提出的喷嘴盖有助于喷射器配置、环境条件和燃烧之间的相互作用。因此，通过改进对从喷嘴盖流出的流量的控制，改进了燃料和空气的混合，这通常发生在压缩冲程期间。随着混合的改进，点火和燃烧事件也随之改进。
具体来说，所提出的喷嘴盖适用于火花点火式内燃发动机，其利用氢气直接喷射以便在低排放的情况下实现高的发动机功率输出和效率。在ICE中使用氢作为清洁替代燃料的许多优势中的一者是其零碳含量。这意味着以碳为基础的排放，主要是CO、CO2和烟尘。
因此，通过提供本文提出的喷嘴盖，氢气流被朝向喷嘴盖出口引导，使得可以有效地执行氢气到氢内燃发动机中的喷射。
至少一个出口可以若干不同的形状和几何形状提供，并且通常还可以涵盖具有单个孔的出口区域和具有多个相同大小或不同大小的孔的出口区域。下面描述许多可设想的出口的示例。
在一个实施方案中，至少一个出口的周向延伸部至少部分地由径向突起界定。换句话说，至少一个出口的总周向延伸部小于360度。一个优点是气门座上的360度流动与盖出口处的360度流动相结合，这可能有助于形成具有低流动损失(压降)的更对称的解决方案。
在一个实施方案中，至少一个出口包括多个周向间隔开的出口区域。优点在于进入燃烧室的流量可以分成多个单独流量，从而可以改进对进入燃烧室的氢气流的控制。具有两个或更多个出口区域的喷嘴盖对于某些ICE系统和活塞设计可能特别有用。
喷嘴盖还可以包括在周向方向上分布的多个径向突起，以至少部分地限定多个周向间隔开的出口区域。
径向突起的数目可以是两个，并且周向间隔开的出口区域的数目可以是两个。此外，两个径向突起可以基本上彼此相对布置。举例来说，两个径向突起可以基本上彼此径向相对布置。然而，应当容易地理解，至少一个出口可以包括多个出口区域，诸如三个或更多个出口区域。类似地，至少一个出口可以包括多个径向突起，或由多个径向突起限定，诸如三个或更多个径向突起。
内表面区域通常可以被配置为用作分流器元件。内表面区域可以包括凸表面。凸表面提供用于朝向出口(退出口)引导燃料气体流。凸表面可以从喷嘴盖的轴向端部分在朝向入口的方向上轴向地延伸。凸表面可以由凸起部分提供。内表面区域可以在轴向延伸的侧面区域之间在周向方向上延伸。
喷嘴盖的内侧还可以包括轴向地布置在径向突起上方的中间表面区域。中间表面区域可以具有周向内导流部分，用于引导喷嘴盖内部的燃料气体流。
可布置在喷嘴盖的入口中的进气门可以例如是本领域已知的针阀，但也可以设想其他类型的气门。
喷嘴盖的出口将氢气流引导到氢内燃发动机的燃烧室或朝向其引导。
喷嘴盖可以是燃料气体喷射装置的外部部分。喷嘴盖可以被配置为附接至燃料气体喷射装置的喷射器主体。此外，喷嘴盖可以是燃料气体喷射装置的下游部分。
根据本公开的第二方面，提供了一种用于允许至少一股燃料气体射流进入内燃发动机的燃烧室中的燃料气体喷射装置。燃料气体喷射装置包括根据第一方面和/或根据与第一方面相关的每个实施方案和特征的喷嘴盖。燃料气体喷射装置还包括至少部分地由喷嘴盖容纳的进气门装置。进气门装置可在关闭位置与打开位置之间移动，在关闭位置，进气门装置的一部分被布置为与气门座邻接以防止燃料气体进入喷嘴盖的入口，在打开位置，允许燃料气体流在喷嘴盖的入口与至少一个出口之间流动。“进气门装置的一部分被布置为与气门座邻接”这一措辞通常应解释为进气门装置的一部分与气门座物理接触(表面对表面接触)，使得防止氢气进入燃烧室。
本公开的第二方面的效果和特征在很大程度上类似于上面结合第一方面描述的那些效果和特征。根据非限制性示例，燃料喷射装置可以适当用于增加约60巴的氢气流压力。因此，燃料喷射装置可以用于所谓的中压氢气实施方式中。燃料喷射装置也可以用于其他氢气实施方式，诸如低中压氢气实施方式(低于60巴)中。燃料喷射装置也可以用于高压氢气实施方式中。
喷嘴盖与喷嘴盖中的气门装置的组合提供对流出射流的特别改进的控制。
气门装置可以包括轴向延伸的导流部分，所述导流部分包括面向喷嘴盖的内侧的包络面。包络面包括朝向喷嘴盖的内侧径向突出的气门突起。
喷嘴盖的周向内导流部分可以包括朝向导流部分的包络面径向突出的突起。喷嘴突起可以轴向地布置在气门突起与喷嘴盖的至少一个出口之间。
喷嘴盖的气门突起和周向内导流部分可以在径向方向上至少部分地重叠。以此方式，氢气流被迫以更令人满意的方式遵循进气门装置的导流部分。更详细地，由于气门突起和喷嘴突起在径向方向上重叠，因此阻止氢气流在纯轴向方向上从气门座流入燃烧室。优点在于当氢气流的任何直接竖直通道被阻断时，改进对氢气流的控制。此外，径向重叠的气门突起和喷嘴突起可以有利地与较小的喷嘴出口面积相结合，从而可以增加氢气的喷射压力。
气门突起可以围绕包络面周向地延伸。由此，更进一步确保氢气的直接竖直通道被阻断。
当进气门装置处于打开位置时，气门突起和周向内导流部分的突起可被布置为彼此相距一定轴向距离。由此，保证当进气门装置打开时，气门突起和喷嘴突起不会互相干扰并且阻碍氢气的流动。
当进气门装置处于关闭位置时，气门突起可被布置在距喷嘴盖的入口一定轴向距离处。
进气门装置可以包括气门部分和轴向延伸的头部分，所述头部分具有布置在气门部分处的上端和背对气门部分的下端，其中气门部分可以包括当进气门装置处于关闭位置时被布置为与气门座邻接的表面。
因此，头部分可以有利地作为常规气门部分的附加部分提供。优点在于简化进气门装置的制造。
气门部分和头部分可以彼此一体地形成。
轴向延伸的导流部分可以形成头部分的一部分。
头部分可以包括在气门突起与下端之间的锥形表面。优点在于可以根据需要控制氢气进入燃烧室的方向。
头部分的直径可以沿着锥形表面在从气门突起到下端的方向上增加。在这种头部分配置中，氢气流在进入燃烧室时径向地发散，即在燃烧室中径向向外引导氢气流。优点在于从燃料喷射装置进入燃烧室的氢气流因此可以保持其初始方向并降低氢燃料喷射崩溃的风险。也更容易将活塞碗的形状与明确定义的流动型态相匹配。通过更均匀的流动，氢燃料能够到达距离喷嘴出口更远的地方，这有利于氢气和空气的混合过程。
头部分的直径可以沿着锥形表面在从气门突起到下端的方向上减小。在这种配置中，氢气流另一方面在进入燃烧室时径向地会聚，即在燃烧室中径向向内引导氢气流。活塞碗形状的会聚氢气流适于在径向中心接收氢气流。与上面描述的发散流类似，会聚流促进此处均匀布置的不同流动方向，从而降低了氢燃料射流崩溃的风险。
当气门装置处于打开位置时，气门装置的一部分可被布置为与至少一个径向突起呈径向面对面定向。通过提供与至少一个径向突起紧密接近的气门装置，将氢气流引导到至少部分地由至少一个径向突起形成的出口。通过气门与径向突起之间的径向面对面定向，在其间提供空隙或间隙。通常，气门与径向突起的表面不应彼此接触。
燃料气体喷射装置可以是氢燃料气体喷射装置。
燃料气体喷射装置可以包括被配置为控制燃料气体喷射装置的操作的控制单元。
燃料气体喷射装置可由控制单元控制，以便以15巴至60巴之间的低喷射压力将燃料喷射到燃烧室中。优选地，燃料气体喷射装置可由控制单元控制，以便以15巴至30巴之间的低喷射压力将燃料喷射到燃烧室中。
控制单元可以被配置为响应于包含数据的控制信号来控制燃料气体喷射装置，所述数据指示氢系统压力、每个发动机循环的喷射次数、每次喷射的开始正时、每次喷射的持续时间、喷射之间的间隔时间。
根据本公开的第三方面，提供了一种包括根据第一方面的喷嘴盖和/或根据第二方面的燃料气体喷射装置的氢内燃发动机。
根据本公开的第四方面，提供了一种包括根据第二方面的燃料气体喷射装置和/或根据第三方面的氢内燃发动机的车辆。第三方面和第四方面的效果和特征在很大程度上类似于上面关于第一方面和第二方面描述的那些效果和特征。
本公开的进一步优点和有利特征在具体实施方式和从属权利要求中公开。还将容易理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以组合不同特征以创建不同于以下描述的实施方案。
本文使用的术语仅用于描述特定示例的目的，而不旨在限制本公开。除非上下文清楚说明，否则本文所用的单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括其复数形式。还应理解，当在本文中使用时，术语“包括”(“comprises”、“comprising”、“includes”和/或“including”)指明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或者添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用，以区分一个部件与另一个部件，并不旨在表示各个部件的位置或重要性。
除非另有定义，否则本文中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的一般技术人员所通常理解的含义相同的含义。还应理解，本文所使用的术语应被解释为具有与本说明书和相关领域的上下文中的含义一致的含义，且不会以理想化或过度正式的方式解释，除非本文明确定义为如此。
附图说明
通过以下对本公开的示例性实施方案的说明性且非限制性的详细描述，将更好地理解本公开的以上以及另外的目的、特征和优点，在附图中：
图1是根据本公开的示例实施方案的卡车形式的车辆；
图2是根据本公开的示例实施方案的包括燃料气体喷射装置的氢内燃发动机的零件的透视横截面图；
图3是根据本公开的示例实施方案的图2中的燃料气体喷射装置的透视剖面图；
图4A和图4B是根据本公开的示例实施方案的图3中所示的燃料气体喷射装置的喷嘴盖和气门的横截面侧视图；
图4C和图4D是根据本公开的示例实施方案的图3中所示的燃料气体喷射装置的喷嘴盖和气门的横截面侧视图；
图5A至图5C是根据本公开的各个示例实施方案的图3中所示的燃料气体喷射装置的喷嘴盖的透视横截面图；以及
图6A至图6B概念性地示出了根据本公开的示例实施方案的喷嘴盖的不同类型的轴向端部分。
具体实施方式
现在将在下文参考附图更完整地描述本公开，在附图中示出了本公开的示例性实施方案。然而，本公开可以以许多不同的形式体现，并且不应被解释为限于本文阐述的实施方案；而是，提供实施方案是为了彻底和完整起见。贯穿本描述，相似的附图标记指代相似的元件。
特别参考图1，提供了呈卡车形式的车辆1。车辆1包括用于为车辆1提供动力和驱动车辆1的内燃发动机ICE系统10。图1中的ICE系统10还包括ICE 20。在此示例中，ICE系统10是氢活塞ICE系统。这种氢ICE系统中的燃烧是基于空气和氢气的燃烧，如本领域公知的。虽然氢气与氧气的燃烧可能仅产生水作为其在氢气与氧气之间的纯燃烧过程中的唯一产物，但是基于空气和氢气燃烧的氢ICE系统通常产生水、热量和NOx，如本领域公知的。另外，氢气可以在内燃发动机中以广范围的燃料空气混合物燃烧。可以操作氢ICE系统以在某些条件期间产生非常低的排放。氢ICE系统通常可以基于气态形式的氢操作，而氢可以通过合适的氢气罐以液态或气态形式储存在车辆中。
卡车1可以是混合动力电动车辆。举例来说，混合动力电动车辆包括具有至少一个高压电池和至少一个电机的电动推进系统，并且还包括氢ICE系统10。卡车1的氢ICE 20还包括如本文所公开的具有喷嘴盖的燃料气体喷射装置，例如在图2和图3以及还在图4A至图4D和图5中。举例来说，燃料气体喷射装置是被配置为将氢气燃料直接喷射到ICE 20的燃烧室15中的燃料气体喷射装置，如可以从图2中得知。
如图1中所描绘，ICE系统10还包括控制单元90。控制单元90被布置为与ICE系统10的部件，特别是燃料气体喷射装置100通信。如本文将进一步描述，控制单元90被配置为控制燃料气体喷射装置100。此处，控制单元90是车辆的电子控制单元的组成部分。控制单元90还可以是车辆1的单独部分并且与用于控制车辆和车辆的各个部分的主电子控制单元通信。
现在转到图2，描绘了用于并入如上文关于图1描述的车辆1中的ICE系统10的一个示例实施方案。具体来说，图2是包括根据本公开的示例实施方案的燃料气体喷射装置100的氢内燃发动机的零件的透视横截面图。燃料气体喷射装置100是具有喷嘴盖和进气门装置的燃料气体喷嘴喷射装置，如将关于图3、图4A至图4D、图5A至图5C和图6进一步描述。此处，燃料气体喷射装置100还包括喷射器主体101，如图2所示。
图2仅描绘单个气缸14，所述气缸内布置有燃烧室15和往复活塞16。活塞16通常可以包括面向喷射器100的活塞碗(未示出)。在这种情况下，氢气流将被导向活塞碗。尽管图2描绘单个气缸，但是ICE 20通常包括多个气缸14，这些气缸被操作用于燃烧燃料51，诸如氢气，由此将活塞16在气缸14中往复的运动传输到曲轴18的旋转移动。曲轴18还联接至变速器(未示出)以向驱动元件(未示出)提供扭矩。在诸如卡车的重型车辆的情况下，驱动元件是车轮；然而，ICE系统20也可以用于其他设备，诸如施工设备、海洋应用等。
通常，每个气缸14都具有连接至ICE 20的曲轴18的对应活塞16。ICE系统10还包括进气歧管(未示出)，所述进气歧管形成被布置为将空气引导至气缸14的进气导向装置以及被布置为从气缸14引导气体的排气导向装置(未示出)。
每个气缸14还可以在其竖直顶端处包括至少一个且通常多个进气通道，所述进气通道具有用于控制到达燃烧室15的进气流的至少一个进气门40；以及至少一个且通常多个排气通道，所述排气通道具有用于控制从气缸14内发生的燃料燃烧过程产生的排气的排放的至少一个排气门60。由于气缸的部分和功能在本领域中是众所周知的，因此仅以一般术语描述气缸。ICE系统10还可以包括附加的发动机部件和系统部件。
气缸14中的每个气缸至少部分地限定燃烧室15。常见的是，气缸空腔的一端由气缸盖封闭。活塞16在气缸内往复运动并连接至曲轴18，使得活塞被设定为在上止点和下止点位置在气缸内反向运动。
此处，ICE系统10还包括燃料系统50，如本领域中公知的。如图2所示，燃料系统50定义公共燃料管线53并且被配置为通过燃料气体喷射装置100向气缸16供应氢气。可选地，燃料系统50可以包括多个燃料气体喷射装置100。或者，燃料气体喷射装置100可以是被布置为与燃料系统50流体连通的单独部分。燃料气体喷射装置100的数量可以等于ICE 20的气缸的数量。燃料气体喷射装置100被布置为与燃料系统50的燃料管线53流体连通。
此处，燃料系统50还包括燃料箱52，所述燃料箱包含气态形式51a的氢燃料51。燃料51也可以部分地以液体形式布置在燃料箱52中。经由燃料系统50的燃料回路53将气态氢51a形式的燃料51从燃料箱52供应到ICE 20的燃料气体喷射装置。燃料回路53被布置和配置为容纳和运输燃料，如图2中的箭头所示，并且可以可选地包括一个或多个附加的燃料系统部件，诸如燃料泵、燃料滤清器等。举例来说，一个附加部件是压力调节器，所述压力调节器将压力从油箱压力向下调节到燃料喷射器所需的压力。这些部件具有常规类型，因此本文不再进一步描述。
此外，ICE 20包括点火源30。点火源30被布置在气缸中并且位于面向燃烧室15的位置，如图2所示。举例来说，点火源30被布置在燃烧气缸的上端并且与燃料喷射器100间隔开，如图2所示。也可以设想点火源和燃料喷射器的其他布置。例如，燃料气体喷射装置100可被布置在与轴中心径向间隔开的一侧，而点火源被布置在轴中心的另一侧。
点火源30被配置为点燃经由燃料气体喷射装置100供应的氢气射流51、51b。举例来说，点火源是火花塞32。火花塞是一种用于将电流从点火系统传递到火花点火式发动机的燃烧室以通过电火花点燃压缩燃料/空气混合物同时控制发动机内的燃烧压力的装置。通常，在每个气缸14中，存在被布置为点燃气缸中的燃料和氧气混合物的对应火花塞。氢燃料通常被压缩到特定水平。由此火花塞点燃压缩的空气-燃料混合物。
再次转向ICE系统10的燃料气体喷射装置100，将结合图4A至图4D关于图3描述装置100的部分的一个示例实施方案，而图5A至图5C示出了燃料气体喷射装置100的喷嘴盖的各种设计的另外细节。具体来说，图3是根据本公开的示例实施方案的图2中的燃料气体喷射装置100的透视横截面图。燃料气体喷射装置100包括喷嘴盖102。
如例如图2和图3所示，燃料气体喷射装置100在轴向方向A和径向方向R上延伸。此外，燃料气体喷射装置100具有沿着周向方向C的周向延伸部。燃料气体喷射装置100还具有纵向中心轴Ac，所述纵向中心轴在下文中通常表示为轴向中心轴线。燃料气体喷射装置100的轴向中心轴线通常(但严格来说并非必须)与活塞的轴向中心轴线同轴布置，如图2所示。然而，在一些示例中，燃料气体喷射装置100的轴向中心轴线可以稍微偏离活塞的轴向中心轴线。在一些示例中，燃料气体喷射装置100的轴向中心轴线可以相对于活塞的轴向中心轴线稍微倾斜。
术语“径向”或“径向地”是指基本上垂直于特定部件的轴向中心线的相对方向。此外，术语“纵向”、“纵向地”、“轴向地”或“轴向”是指与特定部件的轴向中心线基本上平行和/或同轴地对准的相对方向。此外，术语“纵向”、“纵向地”、“轴向地”或“轴向”是指通常沿着装置或其部件在装置和/或部件的最长延伸的方向上至少在特定部件的轴向端之间延伸的方向。术语“竖直”和“竖直地”通常对应于轴向方向。
如本文所用，术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流出的方向，并且“下游”是指流体向其流动的方向。因此，在本文中，术语上游和下游通常相对于燃料从燃料箱52到气缸14的燃烧室15的流动来定义，如图2所示。类似地，诸如“上”、“上方”和“顶部”以及“下”、“底部”、“下方”的术语通常是指零件或部件相对于轴向方向的相对位置。
如图2和图3所示的燃料气体喷射装置100竖直地布置到燃烧室顶部的中心，通常布置到气缸盖中。燃料气体喷射装置100还被配置为允许燃料气体射流51b进入内燃发动机20的燃烧室15。因此，燃料气体喷射装置100直接位于燃烧室处和气缸盖中，从而喷射器能够将氢气射流直接喷射到燃烧室15中。
如上所述，燃料气体喷射装置100此处包括喷射器主体101。另外，燃料气体喷射装置100包括喷嘴盖102和进气门装置202，如例如图3所示。因此，喷嘴盖在此被定义为燃料气体喷射装置100的外部部分。另外，喷嘴盖102在此被定义为燃料气体喷射装置100的下游部分。喷嘴盖102被配置为附接至喷射器主体101。因此，喷嘴盖102和喷射器主体101是燃料气体喷射装置100的组成部分。喷嘴盖可以采用若干不同的方式附接至喷射器主体，例如通过螺纹紧固件配置、焊接到喷射器主体或者夹持装配到喷射器主体。
图3描绘图2中的燃料气体喷射装置100的喷嘴盖102的一个示例。图4A和图4B是沿着图3中所示的横截面A-A截取的燃料气体喷射装置的喷嘴盖102和气门202的横截面侧视图，而图4C和图4D是沿着图3中所示的横截面B-B截取的燃料气体喷射装置的喷嘴盖102和气门202的横截面侧视图。
如在图3中以及还在图4A至图4D中所示，燃料气体喷射装置100包括进气门装置202。进气门装置202至少部分地容纳在喷嘴盖102中。进气门装置在此可以表示为气门装置或者甚至简单地表示为气门202。气门202被认为是进气门装置，因为所述气门通常安置在燃料喷射装置的入口部分中，通常对应于喷嘴盖的入口区域，参见例如图3。
举例来说，喷嘴盖102包括限定内部容积111的主体部分105，如在图3中以及还在图4A至图4D中所示。限定内部容积111的主体部分的内侧被成形为容纳气门装置202的一部分。在图4A至图4D所示的示例中，喷嘴盖102容纳整个气门装置202。此外，如可以从例如图4A以及还在例如图5A至图5C中可知，喷嘴盖具有内侧110，也表示为内部周向侧。内侧110通常在喷嘴盖102的周向方向上延伸。内侧110也在喷嘴盖102的轴向方向上延伸。内部周向侧110具有内部周向表面。
另外，喷嘴盖102包括相对的轴向端部分107和108。因此，主体部分105此处设有轴向端部分107和108。轴向端部分107是上游轴向端部分107。轴向端部分108是下游轴向端部分108。此外，如例如图3所示并且还在图4A至图4D中所示，轴向端部分107和108分别是上轴向端部分107和下轴向端部分108。
喷嘴盖102还包括用于接收气态形式的氢气流的入口104。入口通常布置在喷嘴盖102的上游轴向端部分107处。从气态形式的氢的储存罐52 (图2)提供氢气流。氢气通常是加压的。通过入口104的氢气流可由布置在入口104中的进气门202控制。此处，气门202是与主体部分一起延伸的针阀，如图4A至图4D所示，并且还将在下文中进一步描述。然而，气门202可以若干不同的形状和配置提供。当气门202的一部分在上部位置(图4A和图4C)中时，入口104关闭并且不允许氢气进入喷嘴盖容积111。在例如图4B和图4D所示的下部位置中，入口104打开并且允许氢气进入喷嘴盖容积111。
换句话说，进气门装置202可在关闭位置(如图4B所示)与打开位置(如图4A所示)之间移动，在关闭位置，进气门装置202的一部分被布置为与气门座120邻接，以防止氢气进入喷嘴盖102的入口104，在打开位置，允许氢气流在喷嘴盖102的入口104与至少一个出口106之间流动。因此，喷嘴盖102还包括气门座120，由此当气门202相对于气门座处于关闭状态时，可移动气门202密封气门座，而当气门202被布置为相对于气门座120处于打开位置时，允许氢气流通过。为此，通过使可移动气门202的一部分在径向方向R上并且围绕整个周向方向C密封不可移动喷嘴盖102的内部部分(内侧110)而限制氢气流过燃料气体喷射装置100。因此，气门座120是不可移动零件(喷嘴盖)的一部分，可移动零件(气门)朝向所述不可移动零件(喷嘴盖)密封。
气门装置202在打开位置与关闭位置之间的移动通常由喷射装置100上游和下游的压力情况决定，并且由燃料气体喷射装置100的致动器或类似物控制。
如图3中描绘，喷嘴盖102包括至少一个出口106以用于提供出口氢气流。至少一个出口106被布置在喷嘴盖102的下游轴向端部分108处，如例如图4A所示。
出口106被配置为允许将燃料的一股或多股气体射流51b排放到内燃发动机的燃烧室15内。轴向端部分108和出口分106的另外细节将在下文中描述。
再次转向喷嘴盖102和气门装置202的相互作用，气门装置202包括轴向延伸的导流部分204，如图4A至图4D所示。轴向延伸的导流部分204具有面向喷嘴盖102的内侧110的包络面206，参见例如图4A。包络面206包括朝向喷嘴盖102的内侧110径向突出的气门突起208，如例如图4c至图4D所示。通常，尽管严格来说不是必须的，但是气门突起208围绕包络面206周向地延伸。
类似地，喷嘴盖102包括周向内导流部分112，所述周向内导流部分具有从内侧110径向突出的突起114。为了便于参考，突起114可以被表示为喷嘴突起114。
如例如图4C至图4D所示，周向内导流部分112的喷嘴突起114朝向导流部分204的包络面206径向突出。
如例如图4A中描绘，喷嘴突起114被轴向地布置在气门突起208与喷嘴盖102的出口106之间。
喷嘴盖导流部分112与气门突出的导流部分204被配置为协作，以引导喷嘴盖102内部的气态氢51a。举例来说，假设在将氢气注射到燃烧室15期间，气门202在打开位置(图4B)定向，氢气流51a通过入口104进入，并且最初由气门202的轴向延伸的导流部分204的上部部分和气门座120引导，然后进入喷嘴盖容积111。如果轴向延伸的导流部分204不存在，则可以在喷嘴盖内部产生涡流并且可以获得流向出口106的次优氢气流。然而，如由本文的实施方案所提供的，轴向延伸的导流部分204提供朝向出口106的改进的氢气流引导。
随后，氢气流51a在喷嘴盖102中由喷嘴盖102的内导流部分112进一步向下游引导。喷嘴盖102的内导流部分112提供朝向出口106的额外改进的氢气流引导。
为此，气门202的轴向延伸的导流部分204和喷嘴盖102的内导流部分112确保氢气流遵循其形状并被引导向出口106。
可选地，气门突起208和喷嘴盖的周向内导流部分112在径向方向R上至少部分地重叠，如例如图4A所示。在图4A中，横截面AP示出了在径向方向R上的这种径向重叠。横截面AP在径向方向R上与轴向中心轴线AC偏移。因此，气门突起208被布置在气门装置202上以朝向喷嘴盖102的内侧110径向突出，并且周向内导流部分112被布置在喷嘴盖102的内侧110上，以朝向轴向中心轴线AC径向突出。另外，如图4A所示，气门突起208和周向内导流部分112被布置为彼此相对定位，从而彼此轴向间隔开并且被布置为在径向方向R上重叠。
具体来说，当进气门装置202处于打开位置时，周向内导流部分112的气门突起208和喷嘴突起114被布置为彼此相距一定轴向距离，如图4B和图4D所示。
如上所述，进气门装置202通常是燃料气体喷射装置100的可移动零件，而喷嘴盖102是燃料气体喷射装置100的不可移动零件。因此，在包括带有气门突起208的进气门装置202的燃料气体喷射装置100的设计示例中，当进气门装置202处于关闭位置时，气门突起208被布置为与喷嘴盖102的入口104相距一定轴向距离，还如图4A和图4C所示。
尽管进气门装置202可以若干不同的配置提供，但是此处，进气门装置202还包括气门部分210，如图4A至图4D所示。此外，进气门装置202此处包括轴向延伸的头部分212。轴向延伸的头部分212具有被布置在气门部分210处的上端214。此外，轴向延伸的头部分212具有背对气门部分210的下端216。在这种类型的进气门装置202的配置中，气门部分210包括表面218，所述表面至少在进气门装置202处于关闭位置时被布置为与气门座120邻接，如图4A和图4C所示。
还可以注意到，当进气门装置202设有下端216时，当进气门装置202相对于喷嘴盖102处于打开位置时，下端216大体上在轴向方向A上被定向成与喷嘴盖102的至少一个出口106对准，如图4B和图4D所示。下文关于例如图5A至图5C对此进行进一步描述。
可选地，气门部分210和头部分212彼此一体地形成。气门部分210和头部分212同样可以是进气门装置202的单独部分，它们彼此附接以形成进气门装置202。图4A中以虚线240指示气门部分210与头部分212之间的区别。另外，进气门装置202以及其部件可以是实心的或部分空心的零件。
在进气门装置202包括轴向延伸的头部分212的设计中，轴向延伸的导流部分204通常形成头部分的一部分。
可选地，如例如图4A所示，气门装置202的头部分212还包括在气门突起208与下端216之间的锥形表面230。
根据控制喷射装置100内部的氢气流的预期方式，可以以不同形状和配置提供头部分212。举例来说，并且如例如图4A所示，头部分212的直径沿着锥形表面230在从气门突起到下端的下游方向上增加。或者，头部分的直径沿着锥形表面在从气门突起到下端的下游方向上减小。
现在再次转向喷嘴盖102和轴向端部分108的出口106，如图3、图4A至图4D和图5A至图5C所示。如例如图2结合图5A所示，轴向端部分108还包括一个或多个径向突起118、118a-n。在图3、图4A至图4D和图5A至图5C中，轴向端部分108包括两个径向突起118a和118b。然而，应注意，喷嘴盖也可以设有一个单一的径向突起118，如图6A所示。在这种配置中，出口106具有一个出口区域106a。径向突起的数量也可以多于两个，诸如三个或四个径向突起(图6B)。在这种配置中，出口106具有四个出口区域106a至106d。为了便于参考，关于图3、图4A至图4D和图5A至图5C中所示的示例提供对径向突起的以下描述，其中径向突起的数量为二，即第一径向突起118a和第二径向突起118b。
结合图3转向例如图5A，径向突起118a、118b中的每个径向突起从喷嘴盖102的内侧110朝向轴向中心轴线Ac径向地延伸。两个径向突起118a、118b基本上彼此相对布置。
此外，径向突起118a、118b中的每个径向突起的周向延伸部在周向方向C上由一对对应的侧区段116、117界定，如例如图3和图5A所示。侧区段116、117中的每个侧区段在轴向方向A上延伸。因此，侧区段116和117被表示为轴向延伸的侧区段116、117。因此，第一径向突起118a包括一对轴向延伸的侧区段116a、117a。类似地，第二径向突起118b包括一对对应的轴向延伸的侧区段116b、117b。
因此，出口106的周向延伸部至少部分地由径向突起118a、118b界定。这意味着图3、图4A至图4D和图5A至图5C中的喷嘴盖102的出口106被分成第一出口区域106a和第二出口区域106b。第一出口区域和第二出口区域是周向间隔开的出口区域106a、106b。因此，径向突起118a、118b在周向方向上分布，以限定两个周向间隔开的出口106a、106b。
应注意，出口的出口区域通常由喷嘴盖102的出口106与气门202的形状结合限定，当气门202处于打开位置并且布置在喷嘴盖102的出口106的中心时提供所述形状。这至少部分是由于当气门202处于打开位置时气门202在出口106中的位置，如图3、图4A至图4D和图5A至图5B所示。
如例如图5A和5B中描绘，径向突起118a、118b中的每个径向突起包括对应的内表面区域119、119a、119b。内表面区域119a、119b中的每个内表面区域被布置为减少喷嘴盖102内部的氢气流的横流并且将氢气流引导向出口106a、106b。因此，径向突起118的内表面区域119被成形为将从入口104接收的氢气流朝向由出口106a、106b提供的出口106的出口引导并重新导向。为此，布置在出口106a、106b之间的突起118a、118b进一步分别通过其内表面区域119a、119b并且通过其轴向延伸的侧区段116a、117a和116b、117b引导氢气流。以这种方式，径向突起118a、118b中的每个径向突起被布置和配置为最小化氢气流51的横流。
图5A中示出了喷嘴盖102内部的氢燃料气体的主氢燃料气体流58的方向，其中由于径向突起118a的布置和配置，主流被分成第一子流58a和第二子流58b。
举例来说，提供两个径向突起118a和118b的内表面区域119a、119b以将气流从圆形入口104 (位于气门202的上游)引导至出口区域106a、106b，从而降低在周向方向C上产生侧流的风险，侧流可能会扰乱喷嘴盖102内部的氢燃料气体51的主流58的方向。
因此，在打开位置(图4B和图4D)中，内表面区域119靠近阀体表面定位，使得内表面区域119的暴露表面119a与阀体表面一起限制氢气流并且朝向出口106引导氢气流，如图5A所示。因此，径向突起118与阀体一起大致限定氢气从入口104到出口106的主路径，参见例如图5B。
另外，径向突起118a、118b中的每个径向突起的布置和配置可以防止氢气51在除了期望方向之外的另一方向上流动，即从其主流58流向一个出口(诸如，出口106a)，而不是将方向改变为流向相邻孔，诸如出口106b。然而，应注意，由于气门从关闭位置移位到打开位置，因此通常可能不需要，也不可能在径向突起的表面与气门202的面对表面之间提供完全密封。因此，由于一些所需的公差，喷嘴盖和气门可被设计为在其间，即在装置的下游部分具有小的径向间隙。
此处，内表面区域119从喷嘴盖102的轴向端部分108的最下部分朝向入口104轴向地延伸。根据燃料气体的类型和燃料气体喷射装置的其他特性，内表面区域119可以若干不同的形状和几何形状提供。在图3、图4A至图4D和图5A至图5C中所描绘的示例中，内表面区域119包括第一凹表面119a，随后是第二凹表面119a'。在其他示例中，内表面区域119是完全凹入的。在其他示例中，内表面区域119是完全凸出的。举例来说，凸表面由凸起部分提供，如图5C所示。还可以为径向突起118提供基本上均匀的内表面区域119。与凹表面类似，凸表面从喷嘴盖102的轴向端部分108在朝向入口104的方向上轴向地延伸。在其他示例中，内表面区域119包括具有不同倾斜角度的两个或更多个表面。
通常，内表面区域119的一部分被布置为关闭与阀体的间隙，并且因此可能不必定位成引导流。举例来说，内表面区域119的表面119a被布置为引导流，而表面119a'被布置为关闭与阀体的间隙，如图5B所示。因此，仅表面119a是内表面区域119的能够引导流的暴露部分。
因此，通过提供内表面区域119，其中一部分119a暴露于流51、58，而另一部分119a'被布置为关闭与阀体的间隙，可以最小化横流，因为表面区域119的一部分正在关闭与阀体的间隙，如图5B所示。因此，径向突起118经由表面119a'与气门202之间的接触阻止流动的路径。
在内表面区域119包括第一凹表面119a，随后是第二凹表面119a'的示例中，在轴向方向A上，第一凹表面119a通常经由周向边缘区域115a过渡到第二凹表面119a'，如例如图5A所示。
此外，径向突起118a、118b中的每个径向突起此处被布置在喷嘴盖102的内周向径向突起114的下游，如例如图5A所示。径向突起118a、118b中的每个径向突起也被布置在气门202的轴向延伸的导流部分204下游。
另外，径向突起118a、118b中的每个径向突起此处被布置在以周向内导流部分112的形式提供的中间表面区域的下游。因此，与周向内导流部分112相对应的中间表面区域被轴向地布置在径向突起118上方。
如从图4C和图4D以及还在图5A和图5B中可以看出，径向突起118a、118b中的每个径向突起围绕轴向中心Ac径向相对布置。然而，鉴于ICE系统的设计，径向突起的数量和径向突起118a、118b围绕轴向中心Ac的相对布置可以改变。
举例来说，图6A概念性地示出了喷嘴盖的轴向端部分的另一种设计。如图6A所示，喷嘴盖102的轴向端部分108包括单个径向突起118a。在喷嘴盖102的这种设计中，出口106、106a的周向延伸部由径向突起118a的周向延伸部界定。换句话说，至少一个出口的总周向延伸部小于360度。
在另一设计中，喷嘴盖102的轴向端部分108包括四个径向突起118a至118d。此外，提供了布置在四个径向突起118a至118d之间的多个出口区域106a至106d。因此，喷嘴盖的轴向端部分可以包括多个径向突起和多个出口区域。
再次转向径向突起118的形状和设计，突出的径向突起118可以大致以相对平滑的方式过渡到喷嘴盖的内表面，即内侧110，如图3结合图4C至图4D和图5A至图5B所示。具体来说，如例如图5A所示，径向突起118a、118b中的每个径向突起还在朝向入口104的轴向方向上朝向喷嘴盖102的内侧110径向地延伸。此外，内表面区域119、119a通常被成形为以平滑的方式过渡或与喷嘴盖102的内侧110的轴向(此处为竖直)定向的表面对准，如图5A和图5B所示。
此外，径向突起118a、118b中的每个径向突起还在朝向入口104的周向方向上朝向喷嘴盖102的内侧110径向地延伸。也就是说，轴向延伸的侧区段116a、117a和116b、117b中的每个轴向延伸的侧区段分别被布置为以平滑的方式过渡或与喷嘴盖102的内侧110的轴向(此处为竖直)定向的表面对准，如图5A和图5B所示。
通常，如图5A和图5B所示，径向突起118a、118b中的每个径向突起优选地在轴向方向A上朝向出口106的出口以锥形配置布置。然而，鉴于ICE系统设计，可以以不同方式选择此倾斜的锐度。图5A至图5B中所示的径向突起118的设计是内表面区域119的可能布置的一个示例，然而，也可以为内表面区域119提供不同的曲线设计，其中内表面区域119a、119a'以更明显的方式在轴向方向上过渡。图5C示出了图3中所示的喷嘴盖的径向突起的另一设计的透视横截面图。在喷嘴盖的径向突起的这种设计中，内表面区域119、119a被配置为以基本上凹入的弯曲方式朝向出口106的出口逐渐变细。另外，径向突起118a、118b中的每个径向突起分别包括轴向延伸的侧区段116a、117a和116b、117b，这些轴向延伸的侧区段基本上垂直于喷嘴盖102的内侧110的轴向(此处为竖直)定向的表面布置。
此外，在所有示例实施方案中，如例如图4D所示，当气门装置202处于打开位置时，气门装置202的一部分被布置为与径向突起118、118a、118b中的每个径向突起面对面定向。典型地，虽然严格来说不是必须的，当气门装置202处于打开位置时，气门装置202的一部分被布置为径向靠近径向突起118、118a、118b中的每个径向突起，但不与每个径向突起物理接触。
此外，径向突起118、118a、118b的大小通常根据气门202的尺寸以及ICE系统的整体设计来选择。举例来说，径向突起118在径向方向R上的延伸部应相对较大以填充到气门202的间隙，同时留出一定距离以提供所需的间隙，如上所述。为此，径向突起118、118a、118b中的每个径向突起通常延伸为相对靠近气门202，这有利地进一步有助于减少穿过出口区域106的出口上游的氢的横流。然而，应当注意，径向突起118的大小不应损害气门202在其打开位置与关闭位置之间移动的能力。
如上所述，径向突起可以若干不同的方式提供，只要其朝向出口106引导氢气流，同时减少氢燃料的任何横流即可。在此上下文中，术语“横流”指的是流体动力学和热力学中使用的通常含义。有利的是，径向突起可以设有到喷嘴盖的内侧表面的平滑过渡。
在所示的示例实施方案中，内表面区域119由表面119a和表面119a'提供。表面119a被布置为面向来自入口的氢气流，而表面119a'被布置为与气门装置202径向面对面定向。表面119a限定凹凸轮廓中的任一种。凹凸轮廓可以在周向方向C和轴向方向A两者上延伸，如图3和图5A至图5C所示。另外，通常提供表面119a'以匹配气门部分，即被布置为与表面119a'面对面定向的气门部分的形状。在所示的示例实施方案中，表面119a'因此具有凹入轮廓。
径向突起118在径向方向R上的延伸部通常由喷嘴盖的内侧110与气门装置202的主体212之间的径向距离设定。举例来说，径向突起118在径向方向R上的延伸部由轴向端部分108处的喷嘴盖的内侧110与气门装置的头部分212的表面230之间的径向距离限定。换句话说，径向突起在径向方向上的延伸部通常对应于出口的径向延伸部，如由位于出口106中心的阀体212相对于喷嘴盖的内侧110的布置所限定。
径向突起118的周向延伸部可以根据喷嘴盖和径向突起的数量而变化。如果径向突起是单个径向突起，如图5C所示，则径向突起118的周向延伸部可为约5度至180度之间，如围绕中心轴Ac所限定。在一些示例中，对于具有单个径向突起的喷嘴盖，径向突起118的周向延伸部可为约90度至180度之间。对于具有若干径向突起118的示例，如例如图6B所示，每个径向突起118的周向延伸部可为约5度至25度之间。优选地，每个径向突起118的周向延伸部可为约5度至15度之间。还可以设想其他范围和扩展。
由于至少一个径向突起118、气门202的导流部分204和喷嘴盖102的内导流部分112的组合布置，它们的对应内表面区域119、内周向径向突起114和气门突起208协作以朝向出口106流体地引导氢气流。具体来说，内周向径向突起114和气门突起208协作以朝向出口106引导氢气流，由此径向突起118被定位成进一步通过其侧面116、117引导氢气流向出口106的退出口，同时径向突起还能够最大限度地减少氢气流的横流，如例如图5A所示。
可选地，喷嘴盖102的内导流部分112和径向突起118的内表面区域119形成沿着喷嘴盖102在轴向方向A上延伸的连续导流表面。
总而言之，内周向径向突起114具有导流表面，所述导流表面被配置为引导氢气从入口102流向出口106，气门突起208具有对应的导流表面，所述导流表面通常是包络面的一部分，被配置为引导氢气从入口102流向出口106，并且径向突起的内表面区域119具有至少一个导流表面，所述至少一个导流表面被配置为引导氢气从入口102流向出口106。
尽管其他可能性也是可以设想的，但是喷嘴盖优选地由钢制成。类似地，气门202和整个燃料气体喷射装置100优选由钢制成。此外，燃料气体喷射装置100此处通常为单喷嘴配置。
如例如图3的图中所示的燃料气体喷射装置100可以包括多个附加部件，诸如致动器(未示出)。致动器通常被布置为与控制单元90进行通信。控制单元90被配置为控制燃料气体喷射装置100的操作。控制单元90可以是燃料喷射器的动力单元的单独部分。或者，控制单元可以是车辆的电子控制单元的一部分。举例来说，车辆的电子控制单元向燃料喷射器的动力单元生成控制信号，所述动力单元将控制信号转换为喷射装置100的致动信号。将致动器信号传递到喷射器，优选地传递到喷射装置100的致动器。随后，致动器控制气门202在喷射装置100内的移动。对喷射装置100的控制和气门202的移动的实际驱动可以由诸如螺线管、压电元件等各种类型的致动器提供。
举例来说，如例如图3的图中所示的燃料气体喷射装置可由控制单元90控制，以便以15巴至60巴之间的低喷射压力将氢气喷射到燃烧室15中。具体来说，如例如图3的图中所示的燃料气体喷射装置可由控制单元控制，以便以15巴至30巴之间的低喷射压力将氢气喷射到燃烧室中。
如上所述，控制单元90通常被配置为响应于一个或多个控制信号来控制燃料气体喷射装置100。控制信号可以包括用于装置100的不同类型的数据和指令。举例来说，控制信号包含指示氢系统压力、每个发动机循环的喷射次数、每次喷射的开始正时、每次喷射的持续时间、喷射之间的间隔时间的数据。
举例来说，控制单元90被布置和配置为在压缩冲程期间将氢气直接喷射到气缸中。另外，通常将燃料喷射控制为在进气门40完全关闭时发生。
此处，控制单元90还通过控制与进气门装置202连通的一个或多个致动器来控制进气门装置202的移动。进气门装置202的移动可以例如基于控制信号来控制，所述控制信号包含指示燃料气体喷射装置100上游和下游的压力的数据。
控制单元可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或另一可编程装置。因此，控制单元通常包括电子电路和连接以及处理电路，使得控制单元可以与ICE系统的不同部分进行通信，这些部分诸如ICE、燃料气体喷射装置100和车辆的任何其他部件，诸如离合器、齿轮箱和/或需要被操作以便提供示例实施方案的功能的任何其他零件。控制单元可以包括硬件或软件形式的模块，或者部分硬件或软件形式的模块，并且使用已知的传输总线(诸如CAN总线和/或无线通信能力)进行通信。在一个示例中，控制单元包括被配置为操作燃料喷射装置100的处理电路。处理电路可以是通用处理器或专用处理器。控制单元通常包括用于在其上存储计算机程序代码和数据的非暂时性存储器。因此，控制单元可以由许多不同的结构来体现。
控制单元90可以是或可以包括用于进行数据或信号处理或用于执行存储在存储器中的计算机代码的任意数量的硬件部件。存储器可以是用于存储数据和/或计算机代码以完成或促进本说明书中描述的各种方法的一个或多个装置。存储器可以包括易失性存储器或非易失性存储器。存储器可以包括数据库部件、目标代码部件、脚本部件或用于支持本说明书的各种活动的任何其他类型的信息结构。根据示例性实施方案，任何分布式或本地存储器装置都可以与本说明书的系统和方法一起利用。根据示例性实施方案，存储器(例如，经由电路或任何其他有线、无线或网络连接)可通信地连接到处理器并且包括用于执行本文描述的一个或多个过程的计算机代码。
如本文所述，本公开还涉及呈包括燃料气体喷射装置100的氢内燃发动机形式的ICE系统。本公开还涉及包括如本文所述的燃料气体喷射装置和/或如本文所述的氢ICE系统的车辆。
尽管已经参考本公开的具体示例性实施方案描述了本公开，但是许多不同的改变、修改等对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，应当理解，本公开不限于上述和附图中示出的实施方案；而是，技术人员将认识到，可以在所附权利要求的范围内做出许多改变和修改。

Claims (26)

1.一种用于内燃发动机的燃料气体喷射装置(100)的喷嘴盖(102)，所述喷嘴盖包括：
主体部分(105)，所述主体部分限定用于容纳可移动气门装置(202)的一部分的内部容积，
入口(104)，所述入口用于接收气体燃料，
至少一个出口(106)，所述至少一个出口被布置在所述喷嘴盖(102)的轴向端部分(108)处，所述至少一个出口被配置为允许将燃料的一股或多股气体射流排放到所述内燃发动机的燃烧室中，
其中所述喷嘴盖的所述轴向端部分还包括径向突起(118、118a、118b)，所述径向突起从所述喷嘴盖的内侧(110)朝向轴向中心轴线(Ac)延伸并且进一步在周向方向(C)上由轴向延伸的侧区段(116、117)界定，所述径向突起具有内表面区域(119、119a、119b)，用于减少所述喷嘴盖内部的燃料气体流的横流并且朝向所述至少一个出口引导所述燃料气体流。
2.根据权利要求1所述的喷嘴盖，其中所述至少一个出口的周向延伸部至少部分地由所述径向突起界定。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的喷嘴盖，其中所述至少一个出口(106)包括多个周向间隔开的出口区域(106a、106b)。
4.根据权利要求3所述的喷嘴盖，其还包括在所述周向方向上分布的多个径向突起，以至少部分地限定所述多个周向间隔开的出口区域。
5.根据权利要求4所述的喷嘴盖，其中径向突起的数量为两个，并且所述周向间隔开的出口区域的数量为两个，其中所述两个径向突起基本上彼此相对布置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴盖，其中所述内表面区域(119)包括凸表面。
7.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴盖，其中所述喷嘴盖的所述内侧还包括轴向地布置在所述径向突起上方的中间表面区域，所述中间表面区域具有用于引导所述喷嘴盖内部的所述燃料气体流的周向内导流部分(112)。
8.一种用于允许至少一股燃料气体射流进入内燃发动机的燃烧室中的燃料气体喷射装置(100)，所述燃料气体喷射装置(100)包括根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴盖和至少部分地容纳在所述喷嘴盖(102)中的进气门装置(202)，所述进气门装置(202)能够在关闭位置与打开位置之间移动，在所述关闭位置，所述进气门装置的一部分被布置为与气门座邻接以防止燃料气体进入所述喷嘴盖的所述入口，在所述打开位置，允许所述燃料气体流在所述喷嘴盖的所述入口与所述至少一个出口之间流动。
9.根据权利要求8所述的燃料气体喷射装置，其中所述气门装置(202)包括轴向延伸的导流部分(204)，所述轴向延伸的导流部分包括面向所述喷嘴盖(102)的所述内侧(110)的包络面(206)，所述包络面(206)包括朝向所述喷嘴盖(102)的所述内侧(110)径向突出的气门突起(208)。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的燃料气体喷射装置，其中所述喷嘴盖(102)的所述周向内导流部分(112)包括朝向所述导流部分(204)的所述包络面(206)径向突出的突起(114)，所述喷嘴突起轴向地布置在所述气门突起(208)与所述喷嘴盖(102)的所述至少一个出口(106)之间。
11.根据权利要求10所述的燃料气体喷射装置，其中所述气门突起(208)和所述喷嘴盖的所述周向内导流部分(112)在所述径向方向上至少部分地重叠。
12.根据从属于权利要求9的前述权利要求8至11中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中所述气门突起围绕所述包络面周向地延伸。
13.根据从属于权利要求9的前述权利要求8至12中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中当所述进气门装置处于所述打开位置时，所述气门突起和所述周向内导流部分的所述突起被布置为彼此相距一定轴向距离。
14.根据从属于权利要求9的前述权利要求中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中当所述进气门装置处于所述关闭位置时，所述气门突起被布置在距所述喷嘴盖的所述入口一定轴向距离处。
15.根据前述权利要求中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中所述进气门装置包括气门部分(210)和轴向延伸的头部分(212)，所述轴向延伸的头部分具有布置在所述气门部分(210)处的上端(214)和背对所述气门部分(210)的下端(216)，其中所述气门部分(210)包括当所述进气门装置处于所述关闭位置时被布置为与所述气门座(120)邻接的表面(218)。
16.根据权利要求15所述的燃料气体喷射装置，其中所述气门部分(210)和所述头部分(212)彼此一体地形成。
17.根据权利要求15或16中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中所述轴向延伸的导流部分形成所述头部分的一部分。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中所述头部分(212)包括在所述气门突起(208)与所述下端(216)之间的锥形表面(230)。
19.根据权利要求18所述的燃料气体喷射装置，其中所述头部分(212)的直径沿着所述锥形表面(230)在从所述气门突起到所述下端的方向上增加。
20.根据权利要求18所述的燃料气体喷射装置，其中所述头部分的直径沿着所述锥形表面在从所述气门突起到所述下端的方向上减小。
21.根据前述权利要求中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中当所述气门装置处于所述打开位置时，所述气门装置的一部分被布置为与所述至少一个径向突起径向面对面定向。
22.根据前述权利要求中任一项所述的燃料气体喷射装置，其还包括被配置为控制所述燃料气体喷射装置的操作的控制单元。
23.根据权利要求22所述的燃料气体喷射装置，其中所述燃料气体喷射装置能够由所述控制单元控制，以便以15巴至60巴之间的低喷射压力，优选地以15巴至30巴之间的低喷射压力将燃料喷射到燃烧室中。
24.根据权利要求22或权利要求23所述的燃料气体喷射装置，其中所述控制单元被配置为响应于包含数据的控制信号来控制所述燃料气体喷射装置，所述数据指示氢系统压力、每个发动机循环的喷射次数、每次喷射的开始正时、每次喷射的持续时间、喷射之间的间隔时间。
25.一种氢内燃发动机，其包括根据权利要求1至7中任一项所述的喷嘴盖或根据权利要求8至24中任一项所述的燃料气体喷射装置。
26.一种车辆，其包括根据权利要求8至24中任一项所述的燃料气体喷射装置或根据权利要求25所述的氢内燃发动机。
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