DE10020719A1 - Reaktionskammerrückschlagventil und Gasbrennstoffmotor, der dieses verwendet - Google Patents
Reaktionskammerrückschlagventil und Gasbrennstoffmotor, der dieses verwendetInfo
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Abstract
Ein Verbrennungsmotor weist ein Motorgehäuse auf, welches eine Hauptverbrennungskammer definiert, die von einer Vorverbrennungskammer durch einen Flammentransportdurchlaßweg getrennt ist. Das Motorgehäuse definiert weiter einen Brennstoffversorgungsdurchlaß mit einem Ende und einem entgegengesetzten Ende. Eine Brennstoffquelle ist strömungsmittelmäßig mit dem entgegengesetzten Ende des Brennstoffversorgungsdurchlasses verbunden. Ein Rückschlagventil, welches einen Ventilkörper mit einem Ventilsitz und einem Ventilglied aufweist, ist zwischen dem einen Ende des Brennstoffversorgungsdurchlasses und der Vorverbrennungskammer positioniert. Das Ventilglied ist zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar. Der Ventilkörper und das Ventilglied definieren einen relativ breiten Strömungsmitteldurchlaß, der strömungsmittelmäßig den Brennstoffversorgungsdurchlaß mit der Vorverbrennungskammer verbindet, wenn das Ventilglied in der offenen Position ist. Der Ventilkörper und das Ventilglied definieren eine relativ enge Ruheregion, die den Ventilsitz von der Vorverbrennungskammer trennt, wenn das Ventilglied in der geschlossenen Position ist.
Description
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Reaktionskam
merrückschlagventile und insbesondere auf ein Rückschlag
ventil zur Anwendung benachbart zu einer Vorverbrennungs
kammer eines Verbrennungsmotors für gasförmigen Brenn
stoff.
Verbrennungsmotoren, die gasförmige Brennstoffe verbren
nen, die hohe Mengen von Methan enthalten, wie beispiels
weise Erdgas oder Gas, welches aus Landverfüllungen be
ziehungsweise Müllhalden erzeugt wird, haben eine Ten
denz, hohe Abgasemissionen zu erzeugen. Eine Lösung zur
Verringerung von Abgasemissionen aus diesen Motoren ist
es, magerere gasförmige Brennstoff/Luft-Mischungen zu
verbrennen. Einige Motoren, die diese magereren Mischun
gen verwenden, weisen eine Vorverbrennungskammer auf, die
in Strömungsmittelverbindung mit der Hauptverbrennungs
kammer ist. Eine reichhaltige beziehungsweise fette Mi
schung wird in der Vorverbrennungskammer gezündet, was
als Mittel zur Zündung der magereren Mischung in der
Hauptverbrennungskammer dient. Während diese Motorkonfi
guration bei der Verringerung von Abgasemissionen nütz
lich gewesen ist, sind andere Probleme beobachtet worden.
Die Ingenieure haben herausgefunden, daß feste Ablagerun
gen, die aus dem gasförmigen Brennstoff während des Ver
brennungsprozesses erzeugt werden, dazu tendieren, sich
auf dem Ventil zu sammeln, welches die Vorverbrennungs
kammer vom Brennstoffversorgungsdurchlaß trennt, was be
wirken kann, daß der Motor fehlzündet.
Beispielsweise verwenden Motoren, die eine Vorverbren
nungskammer verwenden, typischerweise ein Kugelrück
schlagventil, um den Brennstoffversorgungsdurchlaß von
der Vorverbrennungskammer zu trennen. Das Kugelventil ist
bei diesen Motoren mechanisch nicht vorgespannt und wird
durch Druckunterschiede bewegt, die zwischen dem Brenn
stoffversorgungsdurchlaß und der Vorverbrennungskammer
bestehen. Im allgemeinen ist der Druck im Brennstoffver
sorgungsdurchlaß konstant, während der Druck in der Vor
verbrennungskammer mit dem Motorzyklus fluktuiert bzw.
sich verändert. Diese Kugelventile können nicht immer ad
äquat abdichten, und zwar aufgrund der Ablagerung von
Feststoffen auf dem Ventilsitz, aufgrund von Druckwellen
dynamikvorgängen und aufgrund von anderen Gründen, die
nicht vollständig verstanden wurden. Wenn das Kugelventil
nicht ausreichend abdichten kann, können Verbrennungsgase
in den Brennstoffversorgungsdurchlaß fließen, und bewir
ken, daß der Motor fehlzündet.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines
oder mehrere der oben beschriebenen Probleme zu überwin
den und die Leistung von Verbrennungsmotoren für gasför
migen Brennstoff zu verbessern.
Ein Verbrennungsmotor weist ein Motorgehäuse auf, welches
eine Hauptverbrennungskammer definiert, die von einer
Vorverbrennungskammer durch einen Flammenübertragungs
durchlaßweg getrennt ist. Das Motorgehäuse definiert wei
ter einen Brennstoffversorgungsdurchlaß mit einem Ende
und einem entgegengesetzten Ende. Eine Brennstoffquelle
wird strömungsmittelmäßig mit dem entgegengesetzten Ende
des Brennstoffversorgungsdurchlasses verbunden. Ein Rück
schlagventil, welches einen Ventilkörper mit einem Ven
tilsitz und einem Ventilglied aufweist, ist zwischen dem
einen Ende und dem Brennstoffversorgungsdurchlaß und der
Vorverbrennungskammer positioniert. Das Ventilglied ist
zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen
Position bewegbar. Der Ventilkörper und das Ventilglied
definieren einen relativ breiten Strömungsmitteldurchlaß,
der strömungsmittelmäßig den Brennstoffversorgungsdurch
laß mit der Vorverbrennungskammer verbindet, wenn das
Ventilglied in der offenen Position ist. Der Ventilkörper
und das Ventilglied definieren eine relativ enge Stagnie
rungs- bzw. Ruheregion, die den Ventilsitz von der Vor
verbrennungskammer trennt, wenn das Ventilglied in der
geschlossenen Position ist.
Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene diagrammartige
Seitenansicht eines Verbrennungsmotors gemäß
der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine vergrößerte geschnittene diagrammarti
ge Seitenansicht eines Verbrennungsisolations
rückschlagventils, welches benachbart zu einer
Vorverbrennungskammer gemäß der vorliegenden
Erfindung montiert ist.
Fig. 2a ist eine geschnittene Ansicht durch das Ver
brennungsisolationsrückschlagventil der Fig. 2
durch die Schnittlinien 2a-2a.
Fig. 3a und 3b sind vergrößerte teilweise geschnittene
diagrammartige Seitenansichten des Verbren
nungsisolationsrückschlagventils der Fig. 2,
welches in seinen offenen bzw. geschlossenen
Positionen gezeigt ist.
Mit Bezug auf Fig. 1 weist ein Verbrennungsmotor 10 für
gasförmigen Brennstoff ein Motorgehäuse 11 auf, welches
eine Hauptverbrennungskammer 12 definiert, die von einer
Vorverbrennungskammer 13 getrennt ist, und zwar durch ei
nen Flammenübertragungsdurchlaßweg 14. Das Verbrennungsi
solationsrückschlagventil 30 ist zwischen der Vorver
brennungskammer 13 und einem stromabwärts gelegenen Ende
16 eines Brennstoffversorgungsdurchlasses 15 gelegen. Ei
ne Zündkerze 19 oder irgend eine andere geeignete Zünd
vorrichtung ist innerhalb der Vorverbrennungskammer 13
positioniert. Ein stromaufwärts liegendes Ende 17 des
Brennstoffversorgungsdurchlasses 15 ist strömungsmittel
mäßig mit einer Quelle von gasförmigem Brennstoff 20 ver
bunden. Wie bei einem typischen Verbrennungsmotor bewegt
sich der Kolben 18 in einer Hauptverbrennungskammer 12
mit jedem Motorzyklus hin und her. Obwohl nur ein Kolben
18 gezeigt ist, wird der Fachmann wissen, daß der typi
sche Motor eine Vielzahl von Kolben aufweist, die mit den
in Fig. 1 gezeigten identisch sind.
Mit Bezug auf die Fig. 2 und 2a definiert das Motorge
häuse 11 eine Bohrung 22, innerhalb der das Verbren
nungsisolationsrückschlagventil 30 durch Verschrauben
montiert wird. Um diese Montageanordnung zu erleichtern,
weist das Rückschlagventil 30 vorzugsweise einen Ventil
körper 31 mit einer unteren zylindrischen Außenoberfläche
34 auf, die von einem sechseckigen Kopf 32 durch einen
Satz von Gewindegängen 33 getrennt ist. Der Ventilkörper
31 ist vorzugsweise im allgemeinen symetrisch um eine
Mittellinie 29. Ein O-Ring 26 ist um die Außenoberfläche
des Ventilkörpers 31 in Kontakt mit der Bohrung 22 mon
tiert, um eine Leckage in herkömmlicher Weise zu verhin
dern. Die Unterseite des Ventilkörpers 31 ist von der
Vorverbrennungskammer 13 durch eine Scheibe 25 getrennt.
Wenn er ordnungsgemäß innerhalb eines Motors montiert
ist, definiert der Ventilkörper 31 vorzugsweise einen
Ventilring 37, der strömungsmittelmäßig mit dem stromab
wärts liegenden Ende 16 des Brennstoffversorgungsdurch
lasses 15 verbunden ist.
Mit Bezug auf die Fig. 3a und 3b ist ein Ventilglied
50 bewegbar in einer inneren Führungsbohrung 35 montiert,
die von dem Ventilkörper 31 definiert wird. Das Ventil
glied 50 ist zwischen einer nach oben gerichteten ge
schlossenen Position, wie in den Fig. 2 und 3b ge
zeigt, und einer nach unten gerichteten offenen Position
bewegbar, wie in Fig. 3a gezeigt. Das Ventilglied 50 de
finiert einen Ventilgliedring 57 und weist eine zylindri
sche Führungsoberfläche 58 auf, die in der inneren Füh
rungsbohrung 35 geführt wird. Ein Strömungsmittelhohlraum
53 ist durch den Ventilkörper 31 und eine Öffnungsströ
mungsmitteldruckoberfläche 55 des Ventilgliedes 50 defi
niert. Der Druckausgleichsdurchlaß 40 öffnet sich in den
Strömungsmittelhohlraum 53, wobei somit die Öffnungsströ
mungsmitteldruckoberfläche 55 dem Strömungsmitteldruck in
dem Brennstoffversorgungsdurchlaß 15 ausgesetzt wird. Ein
Querdurchlaß 42 wird durch den Ventilkörper 31 definiert,
so daß er sich in den Ventilgliedring 57 öffnet. Der
Querdurchlaß 42 und der Druckausgleichsdurchlaß 40 wirken
dahingehend, daß sie die entgegengesetzten Enden der Füh
rungsoberfläche 58 dem Strömungsmitteldruck in den Brenn
stoffversorgungsdurchlaß 15 aussetzen.
Wenn das Ventilglied 50 in seiner nach oben gerichteten
geschlossenen Position ist, wird eine Ventiloberfläche 52
des Ventilgliedes 50, welches vorzugsweise abgerundet
ist, in Kontakt mit einem konischen Ventilsitz 46 des
Ventilgliedes 31 aufgenommen. Wenn das Ventilglied 50 in
seiner nach unten gerichteten offenen Position ist, ist
eine Oberseite 51 des Rings 57 in Kontakt mit mindestens
einem zylindrischen Dübel 24. Jeder zylindrische Dübel
24, wird an einer Dübelbohrung 44 angebracht und darin
montiert, die vom Ventilkörper 31 definiert wird. Während
das Rückschlagventil 30 derart veranschaulicht worden
ist, daß es ein Paar von zylindrischen Dübeln 24 als die
Stop- bzw. Anschlagkomponente verwendet, um die Abwärts
bewegung des Ventilgliedes 50 zu beschränken, könnten ei
ne andere Anzahl oder eine andere Anordnung der Dübel 24
oder eine andere geeignete Anschlagkomponente, wie bei
spielsweise eine Endkappe dafür eingesetzt werden.
Das Ventilglied 50 weist einen zylindrischen Teil 56 auf,
der eine gemeinsame Mittellinie 29 mit einer zylindri
schen Wand 48 hat, die am Ventilkörper 31 vorgesehen ist.
Wenn das Ventilglied 50 in seiner nach unten gerichteten
offenen Position ist, sind der zylindrische Teil 56 und
die innere zylindrische Wand 48 an nicht überlappenden
Positionen entlang der Mittellinie 29 gelegen. Ein rela
tiv breiter Strömungsmitteldurchlaß 43, der von dem Ven
tilglied 50, dem Ventilkörper 31, dem Querdurchlaß 42 und
dem Druckausgleichsdurchlaß 40 definiert wird, verbindet
strömungsmittelmäßig das stromabwärts liegende Ende 16
des Brennstoffversorgungsdurchlasses 15 mit der Vorver
brennungskammer 13, wenn das Ventilglied 50 in dieser of
fenen Position ist. Wenn das Ventilglied 50 in seiner
nach oben gerichteten geschlossenen Position ist, wird
eine relativ enge Stagnations- bzw. Ruheregion 45 durch
ein Durchmesserspielgebiet zwischen dem zylindrischen
Teil 56 und der inneren zylindrischen Wand 48 definiert.
Die Ruheregion 45, die mit Bezug auf den Strömungsmittel
durchlaß 43 relativ eng ist, trennt den Ventilsitz 46 von
der Vorverbrennungskammer 13, während die Ruheregion 45
bezüglich des Volumens relativ klein ist, ist das Durch
messerspielgebiet zwischen dem zylindrischen Teil 56 und
der inneren zylindrischen Wand 48 vorzugsweise größer als
das Führungsspiel zwischen der Oberfläche 58 und der Füh
rungsbohrung 35, um dem Ventilglied 50 ausreichend Raum
zur Bewegung und zum Sitzen zu gestatten.
Wenn das Ventilglied 50 sich zu seiner nach oben gerich
teten geschlossenen Position hin bewegt, wirkt die Ruhe
region 45 dahingehend, daß sie einen Verbrennungsfluß na
he dem Ventilsitz 46 und die Ablagerung von Feststoffen
darauf verhindert, und zwar wegen dem relativ engen Spiel
zwischen dem zylindrischen Teil 56 und der inneren zylin
drischen Wand 48. Diese relativ enge Ruheregion 45 ge
stattet es, daß der zylindrische Teil 56 und die innere
zylindrische Wand 48 in enge Nähe zueinander kommen, wo
bei somit die Dichtoberflächen des Ventilgliedes 50 be
schützt werden. Wenn das Ventilglied 50 sich zu seiner
nach unten gerichteten offenen Position bewegt, kann die
Scherkraft des Strömungsmittels, welches durch die Sta
gnations- bzw. Ruheregion 45 fließt, dahingehend wirken,
daß sie irgendwelche Feststoffe entfernt, die auf dem
Ventilsitz 46 abgelagert worden sind. Die Scherströmungs
mittelkraft durch die relativ enge Ruheregion 45 kann so
mit wenn das Ventil beginnt, sich zu öffnen, dahingehend
wirken, daß sie kontinuierlich das Gebiet von irgendwel
chen aufgebauten Feststoffablagerungen frei macht. Wenn
zusätzlich das Ventilglied 50 in seiner nach unten ge
richteten offenen Position ist, sind der zylindrische
Teil 56 und die innere zylindrische Wand 48 in nicht
überlappenden Positionen entlang der Mittellinie 29, so
daß ein adäquater Fluß um das Ventilglied 50 herum mög
lich ist.
Obwohl das Ventilglied 50 mechanisch in einer Richtung
oder in der anderen durch das Vorsehen einer Feder vorge
spannt sein könnte, ist es vorzugsweise nicht mechanisch
vorgespannt, so daß die Strömungsmitteldrücke, die in dem
Brennstoffversorgungsdurchlaß 15 und in der Vorverbren
nungskammer 13 auftreten, irgendein Druckdifferenz vorse
hen, welche auch immer benötigt wird, um das Ventilglied
50 in der einen Richtung oder in der anderen zu bewegen.
Somit kann das Ventilglied 50 derart angesehen werden,
daß es eine Öffnungsströmungsmitteldruckoberfläche 55 be
sitzt, die dem Strömungsmitteldruck in dem Strömungsmit
telhohlraum 53 ausgesetzt ist, und eine Verschlußströ
mungsmitteldruckoberfläche 54, die dem Strömungsmittel
druck im unteren Teil der inneren Führungsbohrung 35 aus
gesetzt ist, die mit der Vorverbrennungskammer 13 in Ver
bindung steht. Vorzugsweise verwenden der konische Ven
tilsitz 46, die innere Führungsbohrung 35, die Führungs
oberfläche 58 und die Ventiloberfläche 52 alle eine ge
meinsame Mittellinie 29, um eine bessere Konzentrizität
der Sitze und der Oberflächen zu gestatten. Indem man ei
ne gemeinsame Mittellinie entlang dieser Elemente beibe
hält, besteht eine geringere Möglichkeit, daß unerwünsch
te Feststoffe nach oben in die Führungsregion aufgrund
einer Fehlausrichtung der Komponenten wandern.
Obwohl die vorliegende Erfindung als vorzugsweise zur An
wendung als ein Verbrennungsisolationsrückschlagventil in
einem Gasbrennstoffmotor gezeigt worden ist, könnte sie
möglicherweise an anderen Stellen verwendet werden, wo es
eine Notwendigkeit gibt, einen Ventilsitz eines Ventils
zu schützen, welches benachbart zu einer chemischen Reak
tionskammer positioniert ist, wie beispielsweise zu einem
Verbrennungsraum. Somit könnte das Reaktionskammerrück
schlagventil der vorliegenden Erfindung potentielle An
wendung in Schichtmotoren (stratified engines) finden,
falls nötig, und möglicherweise sogar in manchen Nicht-
Motor-Anwendungen, wo eine Notwendigkeit besteht, einen
Ventilsitz vor einer chemischen Reaktion zu schützen, wie
beispielsweise vor einer Verbrennung, die benachbart zum
Ventil auftritt.
Mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 öffnet sich das Rück
schlagventil 30 und gestattet, daß relativ reiner gasför
miger Brennstoff (nicht mit Luft vermischt) in die Vor
verbrennungskammer 13 fließt, wenn der Motor 10 den Ein
laßteil seines Zyklusses ausführt. Zumindest teilweise
aufgrund der Strömungsmittelverbindung, die von dem Flam
menübertragungsdurchlaß 14 vorgesehen wird, findet ein
Teil der Luft von der relativ dünnen Mischung, die in der
Hauptverbrennungskammer 12 existiert, ihren Weg in die
Vorverbrennungskammer 13, um eine relativ fette Brenn
stoff/Luft-Mischung zur Zündung durch die Zündkerze 19
vorzusehen. Wenn der Kolben 18 beginnt, sich für den Kom
pressions- bzw. Verbrennungshub nach oben zu bewegen,
hebt dies sowohl den Druck in der Hauptverbrennungskammer
12 als auch in der Vorverbrennungskammer 13 und sieht
Mittel vor, durch die die Luft in der mageren Brennstoff
mischung in der Hauptverbrennungskammer 12 ihren Weg in
die Vorverbrennungskammer 13 finden kann. Wenn der Druck
ansteigt, erzeugt er schließlich eine Unausgeglichenheit
des Strömungsmitteldruckes am Ventilglied 50, was be
wirkt, daß dieses sich zu seiner geschlossenen Position
bewegt.
Zu entsprechenden Zeitpunkten findet das Verbrennungs
ereignis statt. Die relativ enge Stagnations- beziehungs
weise Ruheregion 45 verhindert, daß wesentliche Mengen
von Verbrennungsgasen und -Feststoffen nach oben zum Ven
tilsitz 46 hin laufen, wodurch somit der Ventilsitz 46
vor der Ansammlung von festen Ablagerungen geschützt
wird. Wenn weiterhin das Ventilglied 50 sich zu seiner
nach unten gerichteten offenen Position hin zum Ende des
Verbrennungsereignisses bewegen kann, werden irgendwelche
Ablagerungen bzw. Feststoffe, die sich auf dem zylindri
schen Teil 56 angesammelt haben, von dem Fluß über das
Ventilglied 50 abgeschert, wenn dieses zum ersten Male
beginnt, sich zu öffnen. Die vorliegende Erfindung ver
hindert auch das Durchdringen von festen Ablagerungen in
das Gebiet, welches die Führungsoberfläche 58 umgibt, und
zwar nicht nur weil die Führungsoberfläche 58 um eine re
lativ große Distanz von der Vorverbrennungskammer 13 po
sitioniert ist, sondern weil die Führungsoberfläche 58 an
beiden Seiten durch gasförmigen Brennstoff mit gleichem
Druck umgeben wird. Da der Druckausgleichsdurchlaß 40 und
der Querdurchlaß 42 entgegengesetzte Enden der Führungs
oberfläche 58 dem gleichen Druck aussetzen, ist es un
wahrscheinlich, daß unerwünschtes Feststoffmaterial in
das Gebiet eindringen wird, welches den Führungsteil 58
umgibt.
Es sei bemerkt, daß die obige Beschreibung nur zu veran
schaulichenden Zwecken vorgesehen ist und nicht den Um
fang der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise ein
schränken soll. Während beispielsweise ein Paar von zy
lindrischen Dübeln als die Stop- bzw. Anschlagkomponente
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht worden sind,
sei bemerkt, daß eine andere Anzahl von Dübeln oder eine
Endkappe verwendet werden könnte. Der Fachmann wird er
kennen, daß verschiedene Modifikationen an dem offenbar
ten Ausführungsbeispiel vorgenommen werden könnten, ohne
vom beabsichtigten Umfang der vorliegenden Erfindung ab
zuweichen, die bezüglich der unten dargelegten Ansprüche
definiert ist.
Claims (20)
1. Verbrennungsmotor (10) der folgendes aufweist:
ein Motorgehäuse (11), welches eine Hauptverbren nungskammer (12) definiert, die von einer Vorver brennungskammer (13) durch einen Flammenübertra gungsdurchlaßweg (14) getrennt ist, und welches wei ter einen Brennstoffversorgungsdurchlaß (15) mit ei nem Ende (16) und einem entgegengesetzten Ende (17) definiert;
eine Brennstoffquelle (20), die strömungsmittelmäßig mit dem entgegengesetzten Ende (17) des Brennstoff versorgungsdurchlasses (15) verbunden ist;
ein Rückschlagventil (30), welches einen Ventilkör per (31) mit einem Ventilsitz (46) und einem Ventil glied (50) aufweist, welches zwischen dem einen Ende (16) des Brennstoffversorgungsdurchlasses (15) und der Vorverbrennungskammer (13) positioniert ist, und wobei das Ventilglied (50) zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar ist;
wobei der Ventilkörper (31) und das Ventilglied (50) einen relativ breiten Strömungsmitteldurchlaß (40, 42, 43) definieren, der strömungsmittelmäßig den Brennstoffversorgungsdurchlaß (15) mit der Vorver brennungskammer (13) verbindet, wenn das Ventilglied (50) in der offenen Position ist; und
wobei der Ventilkörper (31) und das Ventilglied (50) eine relativ enge Stagnations- bzw. Ruheregion (45) definieren, die den Ventilsitz (46) von der Vorver brennungskammer (13) trennt, wenn das Ventilglied in der geschlossenen Position ist.
ein Motorgehäuse (11), welches eine Hauptverbren nungskammer (12) definiert, die von einer Vorver brennungskammer (13) durch einen Flammenübertra gungsdurchlaßweg (14) getrennt ist, und welches wei ter einen Brennstoffversorgungsdurchlaß (15) mit ei nem Ende (16) und einem entgegengesetzten Ende (17) definiert;
eine Brennstoffquelle (20), die strömungsmittelmäßig mit dem entgegengesetzten Ende (17) des Brennstoff versorgungsdurchlasses (15) verbunden ist;
ein Rückschlagventil (30), welches einen Ventilkör per (31) mit einem Ventilsitz (46) und einem Ventil glied (50) aufweist, welches zwischen dem einen Ende (16) des Brennstoffversorgungsdurchlasses (15) und der Vorverbrennungskammer (13) positioniert ist, und wobei das Ventilglied (50) zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar ist;
wobei der Ventilkörper (31) und das Ventilglied (50) einen relativ breiten Strömungsmitteldurchlaß (40, 42, 43) definieren, der strömungsmittelmäßig den Brennstoffversorgungsdurchlaß (15) mit der Vorver brennungskammer (13) verbindet, wenn das Ventilglied (50) in der offenen Position ist; und
wobei der Ventilkörper (31) und das Ventilglied (50) eine relativ enge Stagnations- bzw. Ruheregion (45) definieren, die den Ventilsitz (46) von der Vorver brennungskammer (13) trennt, wenn das Ventilglied in der geschlossenen Position ist.
2. Motor nach Anspruch 1, wobei die Brennstoffquelle 20
eine Quelle für gasförmigen Brennstoff ist.
3. Motor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das
Ventilglied (50) einen zylindrischen Teil (56) auf
weist;
wobei der Ventilkörper (31) eine innere zylindrische Wand (48) aufweist; und wobei
die relativ enge Ruheregion (45) ein Durchmesser spiel zwischen dem zylindrischen Teil (56) und der erwähnten inneren zylindrischen Wand (48) aufweist.
wobei der Ventilkörper (31) eine innere zylindrische Wand (48) aufweist; und wobei
die relativ enge Ruheregion (45) ein Durchmesser spiel zwischen dem zylindrischen Teil (56) und der erwähnten inneren zylindrischen Wand (48) aufweist.
4. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das
Ventilglied (50) und der Ventilkörper (31) eine ge
meinsame Mittellinie (29) aufweisen; und wobei
diese Teile des Ventilgliedes (50) und des Ventil
körpers (31), die die relativ enge Ruheregion (45)
definieren, an nicht überlappenden Positionen ent
lang der Mittellinie (29) gelegen sind, wenn das
Ventilglied (50) in der offenen Position ist.
5. Motor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
der Ventilkörper (31) eine Führungsbohrung (35) de
finiert;
wobei das Ventilglied (50) eine Führungsoberfläche (58) aufweist, die in der Führungsbohrung (35) ge führt wird, und eine Ventiloberfläche (52), die be nachbart zum Ventilsitz (46) positioniert ist; und
wobei der Ventilsitz (46), die Führungsbohrung (35), die Führungsoberfläche (58) und die Ventiloberfläche (52) alle eine gemeinsame Mittellinie (29) haben.
wobei das Ventilglied (50) eine Führungsoberfläche (58) aufweist, die in der Führungsbohrung (35) ge führt wird, und eine Ventiloberfläche (52), die be nachbart zum Ventilsitz (46) positioniert ist; und
wobei der Ventilsitz (46), die Führungsbohrung (35), die Führungsoberfläche (58) und die Ventiloberfläche (52) alle eine gemeinsame Mittellinie (29) haben.
6. Motor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei
das Ventilglied (50) eine zylindrische Führungsober
fläche (58) hat, die an entgegengesetzten Enden
durch Strömungsmittelkammern in Strömungsmittelver
bindung mit der Brennstoffquelle (20) sind, wenn das
Ventilglied in der geschlossenen Position ist.
7. Motor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, der
weiter eine Stop- bzw. Anschlagkomponente (24) am
Ventilkörper (31) aufweist;
wobei das Ventilglied (50) in Kontakt mit der An schlagkomponente (24) ist, wenn es in der offenen Position ist, wobei es jedoch außer Kontakt mit der Anschlagkomponente (24) ist, wenn es in der ge schlossenen Position ist.
wobei das Ventilglied (50) in Kontakt mit der An schlagkomponente (24) ist, wenn es in der offenen Position ist, wobei es jedoch außer Kontakt mit der Anschlagkomponente (24) ist, wenn es in der ge schlossenen Position ist.
8. Motor nach Anspruch 7, wobei die Anschlagkomponente
(24) zumindest ein zylindrischer Dübel (24) ist, der
auf dem Ventilkörper (31) montiert ist.
9. Motor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei
das Ventilglied eine erste Strömungsmitteldruckober
fläche (54) hat, die dem Strömungsmitteldruck in der
Vorverbrennungskammer (13) ausgesetzt ist, und eine
entgegengesetzte Strömungsmitteldruckoberfläche
(55), die dem Strömungsmitteldruck in dem Brenn
stoffversorgungsdurchlaß (15) ausgesetzt ist.
10. Motor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei
das Ventilglied (50) mechanisch nicht vorgespannt
ist.
11. Verbrennungsisolationsrückschlagventil 30, welches
folgendes aufweist:
einen Ventilkörper (31), der einen Ventilsitz (46) besitzt und einen Einlaß und einen Auslaß definiert;
ein Ventilglied (50), welches in dem Ventilkörper (31) positioniert ist, und zwar zwischen dem Einlaß und dem Auslaß, und welches zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar ist;
wobei der Ventilkörper (31) und das Ventilglied (50) einen relativ breiten Strömungsmitteldurchlaß (40, 42, 43) definieren, der strömungsmittelmäßig den Einlaß mit dem Auslaß verbindet, wenn das Ventil glied (50) in seiner offenen Position ist; und
wobei der Ventilkörper (31) und das Ventilglied (50) eine relativ enge Stagnations- bzw. Ruheregion (45) definieren, die den Ventilsitz (46) vom Auslaß trennt, wenn das Ventilglied (50) in der geschlosse nen Position ist.
einen Ventilkörper (31), der einen Ventilsitz (46) besitzt und einen Einlaß und einen Auslaß definiert;
ein Ventilglied (50), welches in dem Ventilkörper (31) positioniert ist, und zwar zwischen dem Einlaß und dem Auslaß, und welches zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar ist;
wobei der Ventilkörper (31) und das Ventilglied (50) einen relativ breiten Strömungsmitteldurchlaß (40, 42, 43) definieren, der strömungsmittelmäßig den Einlaß mit dem Auslaß verbindet, wenn das Ventil glied (50) in seiner offenen Position ist; und
wobei der Ventilkörper (31) und das Ventilglied (50) eine relativ enge Stagnations- bzw. Ruheregion (45) definieren, die den Ventilsitz (46) vom Auslaß trennt, wenn das Ventilglied (50) in der geschlosse nen Position ist.
12. Rückschlagventil nach Anspruch 10, wobei die Brenn
stoffquelle (20) eine Quelle für gasförmigen Brenn
stoff ist.
13. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 11 oder
12, wobei das Ventilglied (50) einen zylindrischen
Teil (56) aufweist;
wobei der Ventilkörper (31) eine innere zylindrische Wand (48) aufweist; und
wobei die relativ enge Ruheregion (45) ein Durchmes serspiel zwischen dem zylindrischen Teil (56) und der inneren zylindrischen Wand (48) aufweist.
wobei der Ventilkörper (31) eine innere zylindrische Wand (48) aufweist; und
wobei die relativ enge Ruheregion (45) ein Durchmes serspiel zwischen dem zylindrischen Teil (56) und der inneren zylindrischen Wand (48) aufweist.
14. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
wobei das Ventilglied (50) und der Ventilkörper (31)
eine gemeinsame Mittellinie (29) aufweisen;
wobei jene Teile des Ventilgliedes (50) und des Ven tilkörpers (31), die die relativ enge Ruheregion (45) definieren, an nicht überlappenden Positionen entlang der Mittellinie (29) gelegen sind, wenn das Ventilglied (50) in der offenen Position ist.
wobei jene Teile des Ventilgliedes (50) und des Ven tilkörpers (31), die die relativ enge Ruheregion (45) definieren, an nicht überlappenden Positionen entlang der Mittellinie (29) gelegen sind, wenn das Ventilglied (50) in der offenen Position ist.
15. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
wobei der Ventilkörper (31) eine Führungsbohrung
(35) definiert;
wobei das Ventilglied (50) eine Führungsbohrung (58) aufweist, die in der Führungsbohrung (35) geführt ist, und eine Ventiloberfläche (52), die benachbart zum Ventilsitz (46) positioniert ist; und
wobei der Ventilsitz (46), die Führungsbohrung (35), die Führungsoberfläche (58) und die Ventiloberfläche (52) alle eine gemeinsame Mittellinie (29) haben.
wobei das Ventilglied (50) eine Führungsbohrung (58) aufweist, die in der Führungsbohrung (35) geführt ist, und eine Ventiloberfläche (52), die benachbart zum Ventilsitz (46) positioniert ist; und
wobei der Ventilsitz (46), die Führungsbohrung (35), die Führungsoberfläche (58) und die Ventiloberfläche (52) alle eine gemeinsame Mittellinie (29) haben.
16. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
wobei das Ventilglied (50) eine zylindrische Füh
rungsoberfläche (58) besitzt, die an entgegengesetz
ten Enden durch Strömungsmittelkammern in Strömungs
mittelverbindung mit der Brennstoffquelle (20) um
schlossen wird, wenn das Ventilglied in der ge
schlossenen Position ist.
17. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 11 bis 16,
welches weiter eine Stop- bzw. Anschlagkomponente
(24) am Ventilkörper 31 aufweist;
wobei das Ventilglied (50) in Kontakt mit der An schlagkomponente (24) ist, wenn es in der offenen Position ist, wobei es jedoch außer Kontakt mit der Anschlagkomponente (24) ist, wenn es in der ge schlossenen Position ist.
wobei das Ventilglied (50) in Kontakt mit der An schlagkomponente (24) ist, wenn es in der offenen Position ist, wobei es jedoch außer Kontakt mit der Anschlagkomponente (24) ist, wenn es in der ge schlossenen Position ist.
18. Rückschlagventil nach Anspruch 17, wobei die An
schlagkomponente (24) zumindest ein zylindrischer
Dübel (24) ist, der in dem Ventilkörper (31) mon
tiert ist.
19. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 11 bis 18,
wobei das Ventilglied eine erste Strömungsmittel
druckoberfläche (54) hat, die dem Strömungsmittel
druck in der Vorverbrennungskammer (13) ausgesetzt
ist, und eine entgegengesetzte Strömungsmitteldruck
oberfläche (55), die dem Strömungsmitteldruck in dem
Brennstoffversorgungsdurchlaß (15) ausgesetzt ist.
20. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 11 bis 19,
wobei das Ventilglied (50) mechanisch nicht vorge
spannt ist.
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US13173599P | 1999-04-30 | 1999-04-30 |
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