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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen direkteinblasenden Gasinjektor zum direkten Einblasen eines gasförmigen Kraftstoffs in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einem nach außen öffnenden Ventilschließelement und verbesserter Einblas-Charakteristik in einen Brennraum.
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Neben flüssigen Kraftstoffen werden bei Brennkraftmaschinen in jüngster Zeit auch verstärkt gasförmige Kraftstoffe, wie z.B. Erdgas oder Wasserstoff, verwendet. Bei Injektoren für flüssige Kraftstoffe werden nach außen öffnende Ventilschließelemente verwendet, welche beispielsweise Dichtsitzgeometrien, wie einen Kegel, gegen einen Kugelausschnitt o.ä., verwenden. Hierbei definiert ein Sitzwinkel am Kegel den Winkel des im Brennraum entstehenden Strahls und damit die Gemischbildung. Wenn ein Kunde einen anderen Einspritzstrahl wünscht, so wird dies in der Regel durch eine Modifikation des Sitzwinkels ermöglicht. Bei flüssigen Kraftstoffen ist jedoch darauf zu achten, dass der Kraftstoff möglichst nicht eine Wand benetzt, da dies die Gefahr einer Tröpfchenbildung birgt, was zu unzulässigen Partikelemissionen und zu Abgasproblemen führen kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Der erfindungsgemäße direkteinblasende Gasinjektor zum direkten Einblasen von gasförmigem Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass kundenspezifische Lösungen ohne großen Aufwand möglich sind. Erfindungsgemäß wird zum ersten Mal bei einem nach außen öffnenden Injektor eine unabhängige Auslegung eines Ventilsitzes und einer Kraftstoffströmung im Brennraum bei Gasinjektoren möglich. Nach außen öffnende Ventilschließelemente weisen dabei die Eigenschaft auf, dass die Bewegungsrichtung zum Öffnen in Richtung des Brennraums der Brennkraftmaschine gerichtet ist. Somit kann individuell für Kunden eine gewünschte Form eines Gasstrahls im Brennraum ausgelegt werden, unabhängig von einem Ventilsitz oder anderen geometrischen Bedingungen. Da die Erfindung auf Gasinjektoren beschränkt ist, welche gasförmige Kraftstoffe verwenden, besteht auch nicht die bei flüssigen Kraftstoffen vorhandene Gefahr einer Wandbenetzung mit den damit verbundenen Abgasproblemen. Erfindungsgemäß kann somit ein kostengünstiges Baukastenkonzept ermöglicht werden, um kundenindividuelle Strahlgestaltungen zu ermöglichen. Ein weiterer großer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Gasinjektor auch individuell an einer beliebigen Position am Brennraum angeordnet werden kann, beispielsweise für einen zentralen Einbau im Zylinderkopf oder auch einen seitlichen oder geneigten Einbau zur Axialrichtung des Zylinders der Brennkraftmaschine. Hierdurch können weitere Gestaltungsfreiräume gewonnen werden, welche aufgrund der Anstrengung zur Verkleinerung von Brennkraftmaschinen sehr wichtig ist. Dabei können auch individuelle bauraum-optimierte Lösungen und Einbaupositionen des Gasinjektors ermöglicht werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Gasinjektor ein Ventilschließelement zum Freigeben und Verschließen einer Durchlassöffnung aufweist. Das Ventilschließelement ist dabei ein nach außen öffnendes Ventilschließelement, z.B. eine Ventilnadel, welches in einer Durchströmungsrichtung des Gasinjektors öffnet. Ferner umfasst der Gasinjektor einen Dichtsitz zwischen dem Ventilschließelement und einem Ventilkörper sowie ein Strömungsführungselement. Das Strömungsführungselement ist dabei eingerichtet, einen in den Brennraum einzublasenden Gasstrahl zu formen. Somit kann durch geometrische Gestaltung des Strömungsführungselements individuell auf kundenspezifische Wünsche hinsichtlich eines einzublasenden Gasstrahls reagiert werden.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Vorzugsweise ist das Strömungsführungselement am Ventilkörper angeordnet. Besonders bevorzugt ist das Strömungsführungselement dabei einteilig mit dem Ventilkörper ausgebildet. Dadurch kann eine sehr einfache und kostengünstige Herstellung erreicht werden. Für unterschiedliche Formen eines Gasstrahls kann dann einfach jeweils nur der Ventilkörper ausgetauscht werden.
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Weiter bevorzugt ist das Strömungsführungselement am Ventilschließelement angeordnet. Vorzugsweise ist das Strömungsführungselement dabei einteilig mit dem Ventilschließelement vorgesehen. Auch durch diese Maßnahme kann eine Formgebung eines einzublasenden Gasstrahls in einen Brennraum erreicht werden.
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Besonders bevorzugt umfasst das Strömungsführungselement sowohl eine Einrichtung zur Strömungsführung am Ventilschließelement, als auch eine Einrichtung zur Strömungsführung am Ventilkörper.
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Vorzugsweise umfasst das Strömungsführungselement eine Teilkugelfläche als Strömungsführung. Durch Änderung eines Radius der Teilkugelfläche kann dabei jeweils ein unterschiedlicher einzublasender Gasstrahl erhalten werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Strömungsführungselement eine Konusfläche.
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Es ist auch möglich, verschiedene geometrische Formen miteinander zu kombinieren, beispielsweise in Durchströmungsrichtung des Gasinjektors eine Teilkugelfläche an eine Konusfläche angrenzen oder anders herum. Auch sind weitere geometrische Flächen, z.B. zylindrische Flächen oder dgl. möglich.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung schneidet eine Mittelachse eines einzublasenden Gasstrahls eine Axialachse des Gasinjektors in einem Winkel γ. Der Winkel γ liegt dabei vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0° und 180°. Dadurch kann der einzublasende Gasstrahl kundenindividuell geformt werden. Der Winkel γ liegt in einem Bereich von 0 bis 60°, besonders vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 60°.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Dichtsitz zwischen Ventilschließelement und Ventilkörper ein Flachsitz. Erfindungsgemäß wird somit zum ersten Mal ein Gasinjektor zum Einblasen eines gasförmigen Kraftstoffs vorgeschlagen, welcher als Dichtsitz einen Flachsitz aufweist und welcher als nach außen öffnender Injektor vorgesehen ist.
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Der große Vorteil eines Flachsitzes ist bei gasförmigen Kraftstoffen insbesondere, dass auf relative einfache und kostengünstige Weise eine relativ breite Dichtfläche zwischen Ventilschließelement und Ventilkörper und damit eine sichere Abdichtung bereitgestellt werden kann.
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Weiter bevorzugt ist das Strömungsführungselement asymmetrisch ausgebildet. Durch diese Maßnahme können sehr individuelle Strahlformen zum Einblasen in den Brennraum erhalten werden. Insbesondere können dadurch beispielsweise Strömungen erreicht werden, welche ein Anlegen des Gasstrahls an ein Zylinderkopfdach (Coanda-Effekt) oder ein Zusammenklappen des Gasstrahls zu einem konzentrierten Zentralstrahl, erreicht werden. Hierdurch kann insbesondere der Gasstrahl derart moduliert werden, dass eine optimale Gemischbildung im Brennraum erreichbar ist.
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Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Strömungsführungselement symmetrisch ausgebildet. Dadurch können symmetrische Formen des Gasstrahls im Brennraum erreicht werden.
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Um einen besonders einfachen Aufbau zu ermöglichen, weist das Ventilschließelement vorzugsweise eine kegelförmige Dichtfläche auf. Dadurch kann ein einfach herzustellender Dichtsitz zwischen Ventilschließelement und Ventilkörper bereitgestellt werden.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Brennkraftmaschine, umfassend einen Brennraum und einen erfindungsgemäßen Gasinjektor, wobei der Gasinjektor unmittelbar am Brennraum angeordnet ist, um gasförmigen Kraftstoff direkt in den Brennraum einzublasen.
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Die Brennkraftmaschine umfasst weiter bevorzugt einen Zylinderkopf, wobei der erfindungsgemäße Gasinjektor von einem zum Brennraum gerichteten Ende des Zylinderkopfs um einen vorbestimmten Abstand entfernt angeordnet ist. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung steht der Gasinjektor vom zum Brennraum gerichteten Ende des Zylinderkopfs um einen vorbestimmten Abstand vor. Mit anderen Worten ragt der Gasinjektor teilweise in den Brennraum vor. Durch beide Maßnahmen können verschiedene Strahlformen des Gasstrahls erhalten werden.
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Weiter bevorzugt ist der Gasinjektor in der Brennkraftmaschine in einem vorbestimmten Winkel zu einer Mittelachse des Brennraums angeordnet. Dadurch kann auch eine seitliche Montage des Gasinjektors am Brennraum ermöglicht werden, so dass eine hohe Gestaltungsfreiheit hinsichtlich einer Positionierung des Gasinjektors am Brennraum erhalten wird. Dies ist insbesondere von Vorteil, da es ständig Bestrebungen gibt, die Baugrößen von Brennkraftmaschinen zur reduzieren bzw. deren Zylinderzahlen zu reduzieren, so dass ein immer kleiner werdender Bauraum an den Brennkraftmaschinen vorhanden ist.
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Zeichnung
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In der Zeichnung ist:
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1 eine schematische Schnittansicht eines Gasinjektors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
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2–15 verschiedene weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gasinjektors.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 1 ein Gasinjektor 1 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst der Gasinjektor 1 ein Ventilschließelement 2, welches in diesem Ausführungsbeispiel eine Ventilnadel ist. Der Gasinjektor 1 ist ein nach außen öffnender Gasinjektor, da das Ventilschließelement 2 in Durchströmungsrichtung (Pfeil B) öffnet. D.h., das Ventilschließelement 2 hebt von einem Ventilsitz 4 in Richtung eines Brennraums 10 ab. In 1 ist die Bewegungsrichtung zum Öffnen des Ventilschließelements 2 durch den Pfeil A angedeutet.
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Das Ventilschließelement 2 öffnet und verschließt dabei eine Durchlassöffnung 8, welche in einem Ventilkörper 3 gebildet ist. Der Ventilkörper 3 bildet auch das Gehäuse des Gasinjektors 1.
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Das Ventilschließelement 2 wird mittels eines Magnetaktors 7 geöffnet. Der Magnetaktor 7 umfasst dabei einen Anker 70, welcher mit dem Ventilschließelement 2 direkt verbunden ist. Ferner ist eine Spule 71 und ein Innenpol 72 vorgesehen. Bei Bestromung der Spule 71 wird der Anker gegen eine Federkraft eines Rückstellelements 9 in Richtung zum Brennraum 10 bewegt, wodurch das Ventilschließelement 2 vom Dichtsitz 4 abhebt. Dadurch wird die Durchlassöffnung 8 freigegeben, so dass gasförmiger Kraftstoff in den Brennraum 10 eingeblasen wird.
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In 1 ist schematisch in gestrichelten Linien ein Gasstrahl 6 eingezeichnet, welcher das gasförmige Spray in den Brennraum 10 im geöffneten Zustand des Gasinjektors 1 andeutet. Der Gasstrahl 6 weist dabei eine kegelförmige Mantelfläche auf. Um diese zu erreichen, ist erfindungsgemäß ein Strömungsführungselement 5 vorgesehen. Das Strömungsführungselement 5 ist einteilig mit dem Ventilkörper 3 gebildet und umfasst eine erste Führungsfläche 51 und zweite Führungsfläche 52. Die erste Führungsfläche 51 ist dabei senkrecht zu einer Axialachse X-X des Gasinjektors 1. Unmittelbar daran anschließend ist die zweite Führungsfläche 52 vorgesehen, welche konisch ausgebildet ist. Dadurch erhält der Gasstrahl 6 den konischen Außenmantelbereich.
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Ein Winkel zwischen der Axialachse X-X und dem Strömungsführungselement 5 ist dabei mit α/2 bezeichnet und beträgt ca. 25°. Dieser Winkel α kann entsprechend den Anforderungen des Brennverfahrens beliebig zwischen 0° und 180° eingestellt werden.
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Erfindungsgemäß ist somit das Strömungsführungselement 5 in Durchströmungsrichtung B des Gasinjektors 1 dem Dichtsitz 4 nachgeschaltet. Somit wird erfindungsgemäß eine Formgebung des Gasstrahls 6 getrennt vom Dichtsitz 4 bzw. von einem Ringspalt zwischen dem Ventilschließelement 2 und dem Ventilkörper 3 im vollständig geöffneten Zustand des Gasinjektors, welches den maximalen Volumenstrom festlegt. Dadurch kann eine kundenspezifische Auslegung des Strömungsführungselements 5 ermöglicht werden. Auch kann erfindungsgemäß der Dichtsitz 4 unabhängig von weiteren, insbesondere Formgebungseinflüssen für den Gasstrahl 6, optimiert werden, um auftretende Strömungskräfte und Schließkräfte optimal aufzunehmen. Dies wird erfindungsgemäß in Kombination mit einem nach außen öffnenden Gasinjektor 1 erreicht. Somit wird ein sehr variabler Aufbau des Gasinjektors 1 erhalten, welcher sowohl für einen zentralen Einbau, wie in 1 dargestellt, als auch einen seitliche Einbau in einem Zylinderkopf möglich wird. Somit kann durch die Anordnung des Strömungsführungselements 5 stromabwärts des Dichtsitzes 4 eine unabhängige Auslegung des Dichtsitzes 4 und der Kraftstoffströmung, d.h., des erzeugten Gasstrahls 6, im Brennraum 10 für einen nach außen öffnenden Gasinjektor 1 erhalten werden. Da erfindungsgemäß ein gasförmiger Kraftstoff vorgesehen ist, ergibt sich auch nicht das Problem bei flüssigen Kraftstoffen, dass sich eine Tröpfchenbildung am Strömungsführungselement 5 ergeben würde, welche nachteilige Auswirkungen auf die Abgasbildung hat.
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2 zeigt einen Gasinjektor 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst das Strömungsführungselement 5 wie im ersten Ausführungsbeispiel eine zweite, konische Führungsfläche 52. Allerdings ist die zwischen der zweiten Führungsfläche 52 und dem Dichtsitz 4 vorgesehene Führungsfläche im zweiten Ausführungsbeispiel als bogenförmige Führungsfläche 53 ausgebildet. Hierdurch kann ein kontinuierlicher Übergang von der bogenförmigen Führungsfläche 53 in die zweite, konische Führungsfläche 52 ermöglicht werden.
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3 zeigt einen Gasinjektor 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel umfasst das Strömungsführungselement 5 eine, wie in 2 gezeigt, erste bogenförmige Führungsfläche 53 und eine zweite bogenförmige Führungsfläche 54. Zwischen den beiden bogenförmigen Führungsflächen 53, 54 ist dabei ein in einer Querschnittsebene erkennbarer Wendepunkt W im geometrischen Verlauf des Strömungsführungselements 5 vorgesehen. Hierdurch wird insbesondere ein sog. Zentralstrahl als Gasstrahl 6 erreicht, welcher im Wesentlichen ringzylindrisch ist und somit parallel zur Axialachse X-X des Gasinjektors 1. Statt zylindrisch kann der Mantel des Gasstrahls 6 dabei auch leicht konisch sein.
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4 zeigt einen Gasinjektor gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei insbesondere eine Einbauposition in einem Zylinderkopf 11 dargestellt ist. Wie aus 4 ersichtlich ist, ist der Gasinjektor 1 etwas zurückversetzt vom Brennraum 10. Genauer ist zwischen einem brennraumseitigen Ende des Zylinderkopfs 11 und einem brennraumseitigen Ende 50 des Strömungsführungselements 5 ein Abstand 12 vorgesehen. Hierdurch kann insbesondere der Dichtsitz 4 etwas weiter entfernt vom heißen Brennraum 10 angeordnet werden, so dass als Dichtelement auch ein Elastomerdichtelement in Frage kommt.
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5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel des Gasinjektors 1, welches eine andere Einbauposition als in 4 gezeigt, darstellt. Beim fünften Ausführungsbeispiel ist der Gasinjektor 1 in den Brennraum vorstehend angeordnet, wobei ein brennraumseitiges Ende des Strömungsführungselements 5 um einen Abstand 13 in den Brennraum 10 vom brennraumseitigen Ende des Zylinders 11 vorsteht.
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Beim fünften Ausführungsbeispiel ergibt sich dabei ein kegelförmiger Gasstrahl 6, da das brennraumseitige Ende 50 des Strömungsführungselements 5 im Vergleich zu 4 verkürzt ist.
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6 zeigt einen Gasinjektor 1 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Formgebung des Strömungsführungselements 5 des sechsten Ausführungsbeispiels entspricht dabei dem des dritten Ausführungsbeispiels, so dass das Strömungsführungselement 5 des sechsten Ausführungsbeispiels eine erste bogenförmige Führungsfläche 53 und eine zweite bogenförmige Führungsfläche 54 umfasst, welche über einen Wendepunkt W miteinander verbunden sind. Im Unterschied zum dritten Ausführungsbeispiel ist allerdings das Ventilschließelement 2 ebenfalls mit einem Strömungsführungsbereich 20 ausgebildet. Hierbei ist das Strömungsführungselement 5 am Ventilkörper 3 für die Formgebung des Gasstrahls 6 am äußeren Mantel des Gasstrahls verantwortlich und der Strömungsführungsbereich 20, welcher stromabwärts des Dichtsitzes 4 am Ventilschließelement 2 gebildet ist, ist für die Formgebung eines inneren Mantelbereichs 60 des Gasstrahls 6 verantwortlich. Somit ist neben dem Strömungsführungselement 5 am Ventilkörper 3 noch ein Strömungsführungsbereich 20 am Ventilschließelement 2 vorgesehen. Dadurch kann eine sehr exakte Formgebung des Gasstrahls 6 sowohl an dessen äußerem Umfang, als auch dessen innerem Umfang erhalten werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Strömungsführungsbereich 20 derart geformt, dass am inneren Umfang 60 ein sich verjüngender innerer Mantelbereich erhalten wird.
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7 zeigt einen Gasinjektor 1 gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das siebte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem sechsten Ausführungsbeispiel, wobei zur Gewichtsreduzierung am Ventilschließelement 2 im Bereich stromabwärts des Dichtsitzes 4 eine Ausnehmung 61 vorgesehen ist. Hierdurch kann eine schnellere Bewegung des Ventilschließelements 2 zum Öffnen und Schließen sichergestellt werden.
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8 zeigt einen Gasinjektor 1 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Unterschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist beim achten Ausführungsbeispiel das Strömungsführungselement 5 derart gebildet, dass eine radiale Abströmung des Gasstrahls 6 vom Ventilkörper 3 möglich ist. Am Ventilschließelement 2 ist dabei der Strömungsführungsbereich 20 derart gebildet, dass die radiale Abströmung unterstützt wird. Das Strömungsführungselement 5 umfasst eine bogenförmige Führungsfläche 53, so dass radiale Abströmung erreicht wird.
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In den 9 bis 12 ist ein Gasinjektor 1 dargestellt, welcher jeweils einen Flachdichtsitz 4 aufweist. Hierbei umfasst ein Dichtpartner 30 am Ventilkörper 3 eine Fläche, welche senkrecht zur Axialachse X-X ist.
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Bei dem in 9 gezeigten neunten Ausführungsbeispiel des Gasinjektors 1 ist wie in 8 eine radiale Abströmung des Gasstrahls 6 realisiert. Hierbei ist das Strömungsführungselement 5 mit einer Fläche 55 vorgesehen, welche senkrecht zur Axialachse X-X ist.
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Bei dem in 10 gezeigten zehnten Ausführungsbeispiel des Gasinjektors 1 umfasst das Strömungsführungselement 5 einen Führungsbereich an der Fläche 55, welcher senkrecht zur Axialachse X-X ist und eine Führungsfläche 51, welche konisch ist. Dadurch ergibt sich ein Gasstrahl 6, ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel in 1, allerdings mit dem Unterschied, dass bei einem nach außen öffnenden Gasinjektor 1 nun ein Flachdichtsitz 4 realisiert ist.
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Das in 11 gezeigte elfte Ausführungsbeispiel des Gasinjektors 1 umfasst ein Strömungsführungselement 5 mit einer bogenförmigen Führungsfläche 53 in Kombination mit einem Flachdichtsitz 4. Hierdurch kann ein im Wesentlichen sich konischer erweiternder Gasstrahl 6 erreicht werden, wobei als Dichtsitz ein Flachsitz vorgesehen ist.
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12 zeigt einen Gasinjektor 1 gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei zusätzlich zum Strömungsführungselement 5 am Ventilkörper 3 noch ein Strömungsführungsbereich 20 am Ventilschließelement 2 vorgesehen ist. Hierdurch ergibt sich ein ringförmiger Gasstrahl 6, welcher sich im Brennraum erweitert. Ein innerer Umfang 60 des Gasstrahls 6 wird dabei durch die Formgebung des Strömungsführungsbereichs 10 am Ventilschließelement 2 definiert.
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13 zeigt einen Gasinjektor 1 gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Eine Formgebung des Gasstrahls 6 entspricht dabei dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel mit einer geradlinigen Fläche 55, welche senkrecht zur Axialachse X-X ist und einer konischen Führungsfläche 51. Allerdings ist am Ventilkörper 3 im dreizehnten Ausführungsbeispiel das Strömungsführungselement 5 als separates Bauteil vorgesehen. Das Strömungsführungselement 5 ist beispielsweise mittels einer Schweißnaht 31 mit dem Ventilkörper 3 verbunden. Somit sind zwar der Ventilkörper 3 und das Strömungsführungselement 2 als zweiteiliges Bauteil vorgesehen, allerdings kann durch das separate Vorsehen des Strömungsführungselements 5 auf einfache Weise an unterschiedliche Anforderungen von Brennkraftmaschinen-Herstellern reagiert werden, indem lediglich das Strömungsführungselement 5 ausgetauscht wird.
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Die in den bisherigen Ausführungsbeispielen in den 1 bis 13 beschriebenen Gasinjektoren 1 hatten jeweils eine symmetrische Gestaltung des Strömungsführungselements 5 sowie des Ventilschließelements 2 in Bezug auf die Axialachse X-X.
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Das in 14 gezeigte vierzehnte Ausführungsbeispiel des Gasinjektors 1 zeigt dagegen eine Ausgestaltung des Strömungsführungselements 5 in asymmetrischer Form. Mit anderen Worten ist das Strömungsführungselement 5 relativ zur Axialachse X-X asymmetrisch ausgebildet. Hierbei ergibt sich, wie aus 14 ersichtlich ist, ein erster Bereich 56, welcher durch mehrere bogenförmige Flächen gebildet ist und ein zweiter Bereich 57, welcher eine Vertiefung aufweist. Dadurch wird ein Gasstrahl 6 erreicht, dessen Mittelachse Y-Y sich einem Winkel γ relativ zur Axialachse X-X befindet. Somit kann durch diese erfindungsgemäße Idee ein Strahlwinkel γ relativ zur Axialachse X-X definiert werden und an jeweilige Kundenwünsche angepasst werden. In dem Ausführungsbeispiel ist der Gasstrahl 6 zylindrisch vorgesehen.
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15 zeigt ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Strömungsführungselement 5 des Gasinjektors 1 ebenfalls asymmetrisch ausgebildet ist. Durch die Formgebung des Strömungsführungselements 5 wird in diesem Ausführungsbeispiels ein kegelförmiger Gasstrahl 6 erreicht.
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Erfindungsgemäß wird somit zum ersten Mal bei einem nach außen öffnenden Gasinjektor eine Trennung der Geometrie des Dichtsitzes von der Geometrie der Strahlbildung, welche mittels des Strömungsführungselements 5 am Ventilkörper 3 und/oder des Strömungsführungsbereichs 20 am Ventilschließelement 2 vorgegeben wird, erreicht. Dadurch sind individuelle Lösungen für Gasstrahlen 6, welche direkt in einen Brennraum 10 eingeblasen werden, möglich. Daher wird insbesondere die Tatsache ausgenutzt, dass aufgrund des gasförmigen Kraftstoffs keine Wandbenetzung und Tröpfchenbildung des Kraftstoffs während des Einblasvorgangs auftritt. Auch kann somit der Dichtsitz 4 unabhängig vom Strahlgebungsvorgang des Gasstrahls 6 ausgelegt werden.
