DE102016204569B4

DE102016204569B4 - Gas-Direkteinspritzdüse mit reduzierter Leckage

Info

Publication number: DE102016204569B4
Application number: DE102016204569.5A
Authority: DE
Inventors: Thomas Gerlach; Christoph Heukenroth; Michael J. Hornby; Klaus Husslein; Wolfram Klemp; Thomas Komischke; Harry Schüle
Original assignee: Continental Automotive Systems Inc
Current assignee: Vitesco Technologies USA LLC
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2016-03-18
Publication date: 2019-08-08
Anticipated expiration: 2036-03-19
Also published as: CN105986937B; CN105986937A; US20160273504A1; DE102016204569A1; ITUA20161797A1; US9453486B1

Abstract

Einspritzdüse mit einem Einlass und einem Auslass zum Einspritzen von gasförmigen Kraftstoffen in eine interne Verbrennungskraftmaschine, wobei die Einspritzdüse umfasst:ein Armatur-Rohr mit einer Durchgangsstruktur und mit einem distalen Ende, das von dem Auslass beabstandet ist, wobei die Durchgangsstruktur mit dem Einlass kommuniziert,eine bewegbare magnetische Armatur, die mit dem Armatur-Rohr gekoppelt ist, um ein erstes Ventil zu definieren,einen Stator, der von der Armatur in einer geschlossenen Position der Einspritzdüse beabstandet ist, wodurch ein Arbeits-Luftspalt zwischen dem Stator und der Armatur definiert ist,eine elektromagnetische Spule, die dem Stator und der Armatur zugeordnet ist,einen ersten Sitz, der dem distalen Ende des Armatur-Rohres zugeordnet ist,eine erste Feder, die dazu ausgebildet und angeordnet ist, das Armatur-Rohr vorzuspannen, wenn die Spule nicht aktiviert ist, so dass es an dem distalen Ende in Eingriff mit dem ersten Sitz kommt, um die Durchgangsstruktur zu schließen und eine Leckage des gasförmigen Kraftstoffs aus dem Auslass zu begrenzen,einen Ventilkörper mit einem inneren Abschnitt und einem Sitz am Auslass,ein zweites Ventil, das in dem inneren Abschnitt des Ventilkörpers bewegbar ist, undeine zweite Feder, die dazu ausgebildet und angeordnet ist, das zweite Ventil vorzuspannen, wenn die Spule nicht aktiviert ist, so dass eine Sitzfläche davon in Eingriff mit dem zweiten Sitz kommt, um den Auslass zu schließen,wobei das erste und das zweite Ventil und die erste und die zweite Feder derart ausgebildet und angeordnet sind, so dass, wenn die Spule aktiviert ist, wodurch sich die Armatur und somit das Armatur-Rohr mit Bezug auf den Stator verlagern, so dass das distale Ende des Armatur-Rohrs sich von dem ersten Sitz öffnet, wodurch die Durchgangsstruktur geöffnet ist und wodurch gasförmiger Kraftstoff den ersten Sitz passiert, ein Druck des gasförmigen Kraftstoffes bewirkt, dass sich das zweite Ventil gegen die Vorspannung der zweiten Feder verlagert, so dass sich die Sitzfläche von dem zweiten Sitz löst, um einen Austritt des gasförmigen Kraftstoffes aus dem Auslass zu bewirken, wobei das distale Ende des Armatur-Rohrs eine Elastomer-Komponente umfasst, die dazu ausgebildet und angeordnet ist, um in einer abdichtenden Art und Weise in Eingriff mit dem ersten Sitz zu kommen.

Description

Bereich
Die Erfindung betrifft eine Gas-Einspritzdüse, wobei das Gas Erdgas (CNG oder LNG), Wasserstoff oder Flüssiggas (LPG) oder beliebige Mischungen aus diesen Gasen sein kann, und Motorkraftstoffsysteme, und insbesondere eine Gas-Direkteinspritzdüse, die eine Leckage der Einspritzdüsenspitze reduziert.
Hintergrund
Bei Gas-Einspritzdüsen muss die Leckage (Undichtigkeit) der Einspritzdüsenspitze sehr gering sein. Bei Saugrohr-Gas-Einspritzdüsen wird die geringe Leckage mit Hilfe einer Elastomer-Dichtung erzielt. Ein Problem hinsichtlich der Gas-Direkteinspritzdüse besteht darin, dass die Spitze der Einspritzdüse für eine Elastomer-Abdichtung an der Spitze zu heiß ist. Herkömmliche Gas-Direkteinspritzdüsen verwenden ein Metall-auf-Metall-Abdicht-Spulenventil. Diese Metall-auf-Metall-Abdichtung erfüllt jedoch nicht die Leckage-Anforderungen.
Dokument DE 10 2014 200 757 A1 offenbart einen Gasinjektor zum Direkteinblasen von gasförmigem Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, umfassend einen Ventilsitz, eine Ventilnadel mit einem Dichtbereich, wobei die Ventilnadel bei einem Hub am Ventilsitz eine erste Querschnittsfläche freigibt, ein die Ventilnadel umgebendes Bauteil, und einen Gassteuerbereich, welcher an der Ventilnadel unmittelbar benachbart zum Dichtbereich angeordnet ist, wobei der Gassteuerbereich über eine Hublänge von einer ersten Hubposition zu einer zweiten Hubposition eine konstante Querschnittsfläche zwischen der Ventilnadel und dem die Ventilnadel umgebenden Bauteil bereitstellt.
Dokument DE 103 51 207 A1 offenbart ein Ventil umfassend ein Ventilgehäuse mit einer Gehäusehülse und eine elektromagnetische Betätigungseinheit für einen Magnetanker, der axial verschiebbar geführt ist und mit einem an einer Ventilplatte ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt, so dass ein Fluidstrom durch Abströmöffnungen der Sitzplatte steuerbar ist. Erfindungsgemäß ist der Magnetanker an einer Ankerhülse geführt, die in der Gehäusehülse angeordnet ist.
Dokument DE 102 61 610 A1 offenbart ein Ventil zum Steuern eines Fluids, insbesondere zum Steuern eines Gases, umfassend ein Ventilgehäuse, eine Betätigungseinheit für einen zumindest bereichsweise rohrförmigen Ventilanker, der axial verschieblich geführt ist und mit einem Ventilschließglied versehen ist, mittels dessen ein Fluidstrom zwischen einer Zuströmseite und einer Abströmseite steuerbar ist und das mit einem Ventilsitz zusammenwirkt. Der Ventilanker weist in einem dem Ventilschließglied entfernten Bereich einen Führungsbund auf und ist in einem gegenüber dem Führungsbund versetzten Bereich mit einem zweiten Führungsmittel versehen.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Lösung des obigen Problems. In Übereinstimmung mit den Prinzipien einer Ausführungsform wird diese Aufgabe gelöst durch Bereitstellen einer Einspritzdüse mit einem Einlass und einem Auslass zum Einspritzen von gasförmigen Kraftstoffen in eine interne Verbrennungskraftmaschine. Die Einspritzdüse umfasst ein Armatur-Rohr mit einer Durchgangsstruktur und mit einem distalen Ende, das von dem Auslass beabstandet ist. Die Durchgangsstruktur kommuniziert mit dem Einlass. Eine bewegbare magnetische Armatur ist mit dem Armatur-Rohr gekoppelt, um ein erstes Ventil zu definieren. Ein Stator ist von der Armatur in einer geschlossenen Position der Einspritzdüse beabstandet, wodurch ein Arbeits-Luftspalt zwischen dem Stator und der Armatur definiert wird. Eine elektromagnetische Spule ist dem Stator und der Armatur zugeordnet. Ein erster Sitz ist dem distalen Ende des Armatur-Rohrs zugeordnet. Eine erste Feder ist derart ausgebildet und angeordnet, um das Armatur-Rohr vorzuspannen, wenn die Spule nicht aktiviert ist, so dass das distale Ende in einer abdichtenden Weise in Eingriff mit dem ersten Sitz kommt, um die Durchgangsstruktur zu schließen und eine Leckage des gasförmigen Kraftstoffs aus dem Auslass zu begrenzen. Ein Ventilkörper weist einen inneren Abschnitt und einen zweiten Sitz am Auslass auf. Ein zweites Ventil ist in dem inneren Abschnitt des Ventilkörpers bewegbar. Eine zweite Feder ist derart ausgebildet und angeordnet, um das zweite Ventil vorzuspannen, wenn die Spule nicht aktiviert ist, so dass eine Sitzfläche davon in Eingriff mit dem zweiten Sitz kommt, um den Auslass zu schließen. Das erste und das zweite Ventil und die erste und die zweite Feder sind derart ausgebildet und angeordnet, so dass, wenn die Spule aktiviert ist, bewirkt wird, dass sich die Armatur und somit das Armatur-Rohr mit Bezug auf den Stator verlagern, so dass sich das distale Ende von dem ersten Sitz löst, wodurch die Durchgangsstruktur geöffnet und bewirkt wird, dass gasförmiger Kraftstoff den ersten Sitz passiert, wobei ein Druck des gasförmigen Kraftstoffs bewirkt, dass sich das zweite Ventil gegen die Vorspannung der zweiten Feder bewegt, so dass sich die Sitzfläche von dem zweiten Sitz löst, um zu bewirken, dass der gasförmige Kraftstoff aus dem Auslass austritt.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt einer Ausführungsform begrenzt ein Verfahren eine Leckage einer Direkteinspritzdüse, die einen Einlass und einen Auslass zum Einspritzen von gasförmigen Kraftstoffen in eine interne Verbrennungskraftmaschine aufweist. Die Einspritzdüse weist außerdem ein mit einer bewegbaren Armatur gekoppeltes Armatur-Rohr auf, wobei das Armatur-Rohr eine Durchgangsstruktur und ein distales Ende aufweist, das von dem Auslass beabstandet ist, wobei die Durchgangsstruktur mit dem Einlass kommuniziert; einen Stator und eine Spule, die der Armatur zugeordnet ist, um eine Verlagerung der Armatur und somit des Armatur-Rohrs bei Bestromen der Spulen zu bewirken; einen ersten Sitz, der dem distalen Ende des Armatur-Rohrs zugeordnet ist; und ein zweites Ventil, das in einem Ventilkörper der Einspritzdüse und mit Bezug auf einen zweiten Sitz bewegbar ist. Wenn die Spule nicht aktiviert ist, dann wird das distale Ende des Armatur-Rohrs dazu gebracht, in einer abdichtenden Weise mit dem ersten Sitz in Eingriff zu kommen, um die Durchgangsstruktur zu schließen und die Leckage des gasförmigen Kraftstoffs aus dem Auslass zu begrenzen, wobei eine Sitzfläche des zweiten Ventils zu einem Eingriff mit dem zweiten Sitz gebracht wird, um den Auslass zu schließen. Wenn die Spule aktiviert ist, wodurch bewirkt wird, dass die Armatur und somit das Armatur-Rohr sich mit Bezug auf den Stator verlagern, so dass sich das distale Ende von dem ersten Sitz löst, wodurch die Durchgangsstruktur geöffnet und bewirkt wird, dass gasförmiger Kraftstoff den ersten Sitz passiert, dann stellt das Verfahren sicher, dass ein Druck des gasförmigen Kraftstoffs das zweite Ventil dazu bringt, sich zu verlagern, so dass sich die Sitzfläche von dem zweiten Sitz löst, um einen Austritt des gasförmigen Kraftstoffs aus dem Auslass zu bewirken.
Weitere Gegenstände, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung als auch die Verfahren zum Betreiben und die Funktionen der entsprechenden Elemente der Struktur, die Kombination von Teilen und die Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung werden unter Berücksichtigung der folgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen als Teil dieser Beschreibung besser verständlich.
Figurenliste
Die Erfindung wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen besser verständlich, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile kennzeichnen, wobei:

1 eine Querschnittsansicht einer Gas-Direkteinspritzdüse in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform ist;
2 eine vergrößerte Ansicht des in 1 bei Bezugszeichen 2 umkreisten Abschnitts ist;
3 eine vergrößerte Ansicht eines ersten Sitzes der Einspritzdüse aus 2 ist;
4 eine perspektivische Ansicht des Armatur-Rohrs der Einspritzdüse aus 1 ist, dargestellt mit einer mit deren Ende gekoppelten Elastomer-Komponente; und
5 eine Querschnittsansicht einer Gas-Multiport-Einspritzdüse in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform ist.

Detaillierte Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
Mit Bezug auf 1 und 2 wird eine allgemein mit Bezugszeichen 10 gekennzeichnete Direkteinspritzdüse in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform und für eine Verwendung für die Einspritzung eines gasförmigen Kraftstoffes in eine interne Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeuges gezeigt. Die Einspritzdüse 10 weist einen Einlass 11 zur Aufnahme eines gasförmigen Kraftstoffes und einen Auslass 12 auf, um gasförmigen Kraftstoff dem Motor (nicht dargestellt) zuzuführen. Die gasförmigen Kraftstoffe können beispielsweise Erdgas (CNG, LNG), Wasserstoff, LPG oder ein beliebiger anderer gasförmiger Kraftstoff sein. Die Einspritzdüse 10 umfasst eine allgemein mit Bezugszeichen 13 gekennzeichnete Ventilgruppenunteranordnung und eine Magnetgruppenunteranordnung, die allgemein mit Bezugszeichen 14 gekennzeichnet ist. Die Ventilgruppenunteranordnung 13 führt Funktionen zum Handhaben eines Fluids durch, beispielsweise Definieren eines Kraftstoffströmungspfades und Verhindern eines Kraftstoffflusses durch die Einspritzdüse 10. Die Magnetgruppenunteranordnung 14 führt Energie-Funktionen durch, beispielsweise Umwandeln elektrischer Signale in eine Magnetantriebskraft, so dass ein Kraftstofffluss durch die Einspritzdüse zugelassen wird.
Mit Bezug auf 1 umfasst die Magnetgruppenunteranordnung 14 eine bewegbare magnetische Armatur 16 (Magnetanker), der in einem Gehäuse 18 der Einspritzdüse 10 angeordnet ist, und zwar im Allgemeinen angrenzend an einen stationären magnetischen Stator 20, um den üblichen Arbeitsabstand bzw. -spalt dazwischen in der geschlossenen Position der Einspritzdüse 10 zu definieren. Eine elektromagnetische Spule 22 besteht aus Draht, der um einen Spulenträger gewickelt ist, und ist dem Stator 20 und der Armatur 16 zugeordnet. Die Spule 22 ist über Anschlüsse 24 in einem Plastikspritzgussverbinder 26 mit einer Spannungsquelle verbunden. Die Armatur 16 ist mit einem Armatur-Rohr 28 verbunden, so dass sich das Armatur-Rohr 28 mit der Armatur 16 verlagert, um ein allgemein mit Bezugszeichen 29 gekennzeichnetes erstes Ventil der Einspritzdüse zu definieren.
Wie am Besten in 2 dargestellt ist, ist das Armatur-Rohr 28 hohl und in dem inneren Abschnitt 30 des Gehäuses 18 angeordnet. Eine Endfläche 32 des Armatur-Rohrs 28 umfasst eine kreisförmige Rille 24, wobei eine Elastomer-Komponente 36 mit der Endfläche 32 gekoppelt ist, und wobei ein Abschnitt davon in der Rille 34 angeordnet ist. Die Komponente 36 definiert ein distales Ende 37 des Armatur-Rohrs 28. Wie am Besten in 4 dargestellt ist, weist die Komponente 36 einen Durchgang 38 auf, der mit einem sich axial erstreckenden Durchgang 40 in dem Armatur-Rohr 28 kommuniziert, dessen Funktion unten erläutert wird.
Wiederum mit Bezug auf 2 ist ein erster Ventilsitz 42 an dem Gehäuse 18 befestigt. Der erste Sitz 42 ist angrenzend an die Elastomer-Komponente 36 angeordnet und stellt die Abdichtoberfläche für die Komponente 36 in ihrer geschlossenen Position bereit. Eine vergrößerte Ansicht des kreisförmigen ersten Sitzes 42 ist in 3 dargestellt. Der Sitz 42 ist vorzugsweise aus Edelstahl hergestellt und umfasst einen zentralen Abdichtabschnitt 43 und einen äußeren Abdichtabschnitt 44, wobei eine Mehrzahl von sich umfangsmäßig erstreckenden Schlitzen 45 zwischen dem zentralen Abdichtabschnitt und dem äußeren Abdichtabschnitt angeordnet ist. Die Schlitze 45 definieren Gasströmungsdurchgänge durch den Sitz 42. Die Schlitze 45 können gemäß der Einspritzdüsen-Anwendung Lasergeschnitten sein. In einer Anwendung beträgt die Dicke des Sitzes 42 vorzugsweise 0,4 mm mit einer Schlitzbreite von etwa 0,3 mm. Andere Abmessungen können in Abhängigkeit von der Anwendung der Einspritzdüse verwendet werden. Eine Unterstützungskomponente 46 stellt einen stabilen mechanischen Anschlag für den Sitz 42 bereit, um die Lebensdauer des Sitzes 42 und somit des aktiven Ventils 29 zu erhöhen. Die Unterstützungskomponente 46 umfasst einen kreisförmigen Durchgang 48, der mit den Schlitzen 45 kommuniziert.
Der Durchgang 40 in dem Armatur-Rohr 28 und der Durchgang 38 in der Komponente 36 kommunizieren mit dem Einlass 11, der durch eine Einlassrohranordnung 40 definiert ist. Das Armatur-Rohr 28 umfasst außerdem Öffnungen 52. Der innere Abschnitt 30 und die Durchgänge 38, 40 und die Öffnungen 52 definieren eine Durchgangsstruktur, deren Funktion unten erläutert wird. Wie in 2 gezeigt ist, spannt eine Feder 54 das Armatur-Rohr 28 vor, wenn die Spule 22 nicht aktiviert ist, so dass die Elastomer-Komponente 36 in Eingriff mit den Abdichtabschnitten 43 und 44 des ersten Sitzes 42 kommt, wodurch die Durchgangsstruktur geschlossen wird und eine Leckage von gasförmigem Kraftstoff aus dem Armatur-Rohr 28 zum Auslass 12 der Einspritzdüse 10 begrenzt wird. Insbesondere ist die Elastomer-Komponente 36 entfernt von der Spitze 55 der Einspritzdüse 10 angeordnet (vom Auslass 12 beabstandet), und ist somit nicht direkt der hohen Verbrennungstemperatur bei der Spitze 55 ausgesetzt. Durch die Verwendung des Ventils 29 kann eine Leckage (Undichtigkeit) von Kraftstoff auf weniger als etwa 0,2 cc/mm bei 1500 kPa begrenzt werden.
Wenn die Spule 22 aktiviert (d.h. bestromt) ist, dann bewegt die Armatur 16 das Armatur-Rohr 28 in die Richtung A in 2, so dass sich die Komponente 36 von dem ersten Sitz 42 löst. Die Durchgangsstruktur des aktiven Ventils 29 wird somit geöffnet und der gasförmige Kraftstoff gelangt durch die Schlitze 45 in dem Sitz 42 und dem Durchgang 48 in der Unterstützungskomponente 46 für eine Strömungssteuerung. Nach Öffnen des Ventils 29 öffnet der Druck des gasförmigen Kraftstoffs ein unteres passives Ventil 56, das Teil der Ventilgruppenunteranordnung 13 ist.
Somit ist, mit Bezug auf 2, das passive Ventil 56 mit einem Ventilkörper 58 der Einspritzdüse 10 bewegbar. Das passive Ventil 56 ist zwischen der Komponente 36 und dem Auslass 12 für eine Beabstandung der Komponente 36 von dem Auslass 12 angeordnet. In der geschlossenen Position des Ventils 56 (Spule 22 ist nicht aktiviert) spannt eine Feder 60, die durch den Ventilkörper 58 getragen wird, das Ventil 56 in der Richtung A in 2 vor, so dass eine kreisförmige Sitzfläche 62 des Ventils 56 in Eingriff mit einem zweiten Sitz 64 des Ventilkörpers 58 kommt, um den Auslass 12 zu den Verbrennungsgasen zu schließen. Wie oben bereits festgestellt worden ist, wenn die Spule 22 aktiviert ist und sobald das Ventil 29 öffnet, wird ein Druck des den Sitz 42 passierendes Kraftstoffes auf das Ventil 56 ausgeübt. Sobald dieser Druck ausreichend ist, um die Vorspannung der Feder 60 zu übersteigen, verlagert sich die Sitzfläche 62 in die Richtung entgegen der Richtung A (nach außen gerichtetes Öffnen), um sich so von dem Sitz 64 zu lösen, so dass zugelassen wird, dass Kraftstoff durch den Durchgang 66 und Öffnungen 68 des passiven Ventils 56 und durch den Auslass 12 direkt in die Verbrennungskammer tritt. Daher ist die Kraft der Feder 60 derart gewählt, so dass ein bestimmter Druck des Kraftstoffs die Federkraft übersteigt. Wenn beide Ventile 29 und 56 geöffnet sind, dann kann die Kraftstoffströmungsrate bis zu etwa 12 g/s bei 20 bar betragen. Die Einspritzdüse ist vorzugsweise für einen Betrieb in einem Druckbereich von etwa 3-23 bar ausgebildet.
1 zeigt, dass das distale Ende der Einspritzdüse 10 für eine Befestigung für eine Direkteinspritzung in eine Verbrennungskammer ausgebildet ist. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Gas-Einspritzdüse, die allgemein mit Bezugszeichen 10' gekennzeichnet ist. Diese Einspritzdüse 10' ist im Wesentlichen ähnlich zu der Einspritzdüse 10 aus 1, ist allerdings für eine Verwendung in Multiport-Einspritzsystemen. Daher umfasst das distale Ende der Einspritzdüse 10' einen mit dem Ende des Gehäuses 18 gekoppelten hohlen Befestigungsflansch 70. Ein O-Ring 72 ist um einen Abschnitt des Flansches 70 für eine abdichtende Befestigung an einem Anschluss bereitgestellt, der einem Einlassventil (nicht dargestellt) eines Motors zugeordnet ist.
Obwohl die Einspritzdüsen 10, 10' für eine Verwendung mit Erdgas, Wasserstoff, LPG oder irgendeinem anderen gasförmigen Kraftstoff beschrieben worden sind, können Einspritzdüsen für jede beliebige Fahrzeuganwendung mit Gasen verwendet werden. Die Einspritzdüsen 10 und 10' passen in jede bestehende Umgebung. Aufgrund der Ventilgruppenunteranordnung 13 und der Magnetgruppenunteranordnung 14 sind die Einspritzdüsen 10, 10' modular.
Die vorangegangenen bevorzugten Ausführungsformen wurden für Zwecke der Darstellung der strukturellen und funktionalen Prinzipien der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben, als auch für eine Darstellung der Verfahren zum Anwenden der bevorzugten Ausführungsformen und sind ohne einer Abkehr von solchen Prinzipien änderbar. Deshalb beinhaltet diese Erfindung alle Modifikationen, die vom Grundprinzip der folgenden Ansprüche umfasst werden.

Claims

Einspritzdüse mit einem Einlass und einem Auslass zum Einspritzen von gasförmigen Kraftstoffen in eine interne Verbrennungskraftmaschine, wobei die Einspritzdüse umfasst: ein Armatur-Rohr mit einer Durchgangsstruktur und mit einem distalen Ende, das von dem Auslass beabstandet ist, wobei die Durchgangsstruktur mit dem Einlass kommuniziert, eine bewegbare magnetische Armatur, die mit dem Armatur-Rohr gekoppelt ist, um ein erstes Ventil zu definieren, einen Stator, der von der Armatur in einer geschlossenen Position der Einspritzdüse beabstandet ist, wodurch ein Arbeits-Luftspalt zwischen dem Stator und der Armatur definiert ist, eine elektromagnetische Spule, die dem Stator und der Armatur zugeordnet ist, einen ersten Sitz, der dem distalen Ende des Armatur-Rohres zugeordnet ist, eine erste Feder, die dazu ausgebildet und angeordnet ist, das Armatur-Rohr vorzuspannen, wenn die Spule nicht aktiviert ist, so dass es an dem distalen Ende in Eingriff mit dem ersten Sitz kommt, um die Durchgangsstruktur zu schließen und eine Leckage des gasförmigen Kraftstoffs aus dem Auslass zu begrenzen, einen Ventilkörper mit einem inneren Abschnitt und einem Sitz am Auslass, ein zweites Ventil, das in dem inneren Abschnitt des Ventilkörpers bewegbar ist, und eine zweite Feder, die dazu ausgebildet und angeordnet ist, das zweite Ventil vorzuspannen, wenn die Spule nicht aktiviert ist, so dass eine Sitzfläche davon in Eingriff mit dem zweiten Sitz kommt, um den Auslass zu schließen, wobei das erste und das zweite Ventil und die erste und die zweite Feder derart ausgebildet und angeordnet sind, so dass, wenn die Spule aktiviert ist, wodurch sich die Armatur und somit das Armatur-Rohr mit Bezug auf den Stator verlagern, so dass das distale Ende des Armatur-Rohrs sich von dem ersten Sitz öffnet, wodurch die Durchgangsstruktur geöffnet ist und wodurch gasförmiger Kraftstoff den ersten Sitz passiert, ein Druck des gasförmigen Kraftstoffes bewirkt, dass sich das zweite Ventil gegen die Vorspannung der zweiten Feder verlagert, so dass sich die Sitzfläche von dem zweiten Sitz löst, um einen Austritt des gasförmigen Kraftstoffes aus dem Auslass zu bewirken, wobei das distale Ende des Armatur-Rohrs eine Elastomer-Komponente umfasst, die dazu ausgebildet und angeordnet ist, um in einer abdichtenden Art und Weise in Eingriff mit dem ersten Sitz zu kommen.
Einspritzdüse nach Anspruch 1, wobei der erste Sitz kreisförmig ist mit einem zentralen Abdichtabschnitt, mit einem äußeren Abdichtabschnitt und hindurchlaufenden Strömungsdurchgängen, die zwischen den Abdichtabschnitten angeordnet sind, so dass 1) wenn die Spule nicht aktiviert ist, die Elastomer-Komponente des Armatur-Rohrs in Eingriff mit den Abdichtabschnitten kommt, und 2) wenn die Spule aktiviert ist und sich die Elastomer-Komponente von den Abdichtabschnitten löst, der gasförmige Kraftstoff durch die Strömungsdurchgänge passieren kann.
Einspritzdüse nach Anspruch 2, wobei die Strömungsdurchgänge Schlitze sind, die sich entlang des Umfangs der kreisförmigen Elastomer-Komponente erstrecken.
Einspritzdüse nach Anspruch 3, wobei eine Endfläche des Armatur-Rohres eine kreisförmige Rille umfasst, wobei ein Abschnitt der Elastomer-Komponente in der Rille angeordnet ist.
Einspritzdüse nach Anspruch 1, wobei der erste Sitz mit einer Unterstützungskomponente gekoppelt ist, die an einem Gehäuse der Einspritzdüse befestigt ist.
Einspritzdüse nach Anspruch 1, wobei das zweite Ventil zwischen dem ersten Ventil und dem Auslass angeordnet ist.
Einspritzdüse nach Anspruch 1, wobei ein distales Ende der Einspritzdüse dazu ausgebildet und angeordnet ist, um für eine Direkteinspritzung befestigt zu sein.
Einspritzdüse nach Anspruch 1, weiterhin umfassend einen Flansch, der mit einem distalen Ende der Einspritzdüse gekoppelt ist, wobei ein O-Ring dem Flansch zugeordnet ist, so dass die Einspritzdüse für eine Saugrohreinspritzung befestigbar ist.
Einspritzdüse nach Anspruch 1, wobei, wenn die Spule aktiviert ist, das zweite Ventil derart ausgebildet und angeordnet ist, um sich in einer Richtung entgegen der Bewegung des Armatur-Rohrs zu bewegen.
Einspritzdüse nach Anspruch 1, in Kombination mit dem gasförmigen Kraftstoff, wobei der gasförmige Kraftstoff Erdgas, Wasserstoff oder LPG ist.
Verfahren zum Begrenzen einer Leckage einer Direkteinspritzdüse, wobei die Einspritzdüse einen Einlass und einen Auslass zum Einspritzen von gasförmigen Kraftstoffen in eine interne Verbrennungskraftmaschine umfasst, wobei die Einspritzdüse weiterhin ein Armatur-Rohr umfasst, das mit einer bewegbaren Armatur gekoppelt ist, um ein erstes Ventil zu definieren, wobei das Armatur-Rohr eine Durchgangsstruktur und ein distales Ende aufweist, das von dem Auslass beabstandet ist, wobei die Durchgangsstruktur mit dem Einlass kommuniziert; einen Stator und eine Spule, die der Armatur zugeordnet ist, um eine Verlagerung der Armatur und somit des Armatur-Rohres beim Bestromen der Spule zu bewirken; einen ersten Sitz, der dem distalen Ende des Armatur-Rohrs zugeordnet ist; und ein zweites Ventil, das in einem Ventilkörper der Einspritzdüse und mit Bezug auf einen zweiten Sitz bewegbar ist, wobei der erste Sitz einen zentralen Abdichtabschnitt aufweist, einen äußeren Abdichtabschnitt und dort hindurch verlaufende Strömungsdurchgänge, die zwischen den Abdichtabschnitten angeordnet sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: wenn die Spule nicht aktiviert ist, Bewirken, dass das distale Ende des Armatur-Rohrs in einer abdichtenden Weise in Eingriff mit dem ersten Sitz kommt und die Durchgangsstruktur schließt, um eine Leckage des gasförmigen Kraftstoffs aus dem Auslass zu begrenzen, und Bewirken, dass eine Sitzfläche des zweiten Ventils in Eingriff mit dem zweiten Sitz kommt, um den Auslass zu schließen, und wenn die Spule aktiviert ist, Bewirken, dass die Armatur und somit das Armatur-Rohr sich mit Bezug auf den Stator bewegen, so dass sich das distale Ende von dem ersten Sitz löst, so dass die Durchgangsstruktur geöffnet wird, und Bewirken, dass der gasförmige Kraftstoff den ersten Sitz passiert, wobei sichergestellt wird, dass ein Druck des gasförmigen Kraftstoffs bewirkt, dass sich das zweite Ventil verlagert, so dass sich die Sitzfläche von dem zweiten Sitz löst, um zu bewirken, dass der gasförmige Kraftstoff aus dem Auslass austritt, wobei das distale Ende des Armatur-Rohrs eine Elastomer-Komponente für ein Abdichten mit dem ersten Sitz umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Bewirkens, dass das Armatur-Rohr an dem distalen Ende in Eingriff mit dem Sitz kommt, umfasst: Verwenden einer Feder, um das Armatur-Rohr vorzuspannen, so dass die Elastomer-Komponente in Eingriff mit den Abdichtabschnitten kommt, und, wenn die Spule aktiviert ist und die Elastomer-Komponente sich von den Abdichtabschnitten löst, der gasförmige Kraftstoff durch die Strömungsdurchgänge gelangen kann.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Bewirkens, dass eine Sitzfläche des zweiten Ventils in Eingriff mit dem zweiten Sitz des Ventilkörpers kommt, umfasst: Verwenden einer Feder, um das zweite Ventil derart vorzuspannen, so dass die Sitzfläche in Eingriff mit dem zweiten Sitz kommt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Sicherstellens, dass ein Druck des gasförmigen Kraftstoffes eine Verlagerung des zweiten Ventils bewirkt, umfasst: Auswählen einer Kraft der Feder, so dass ein bestimmter Druck des Kraftstoffes die Kraft der Feder übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 12, weiterhin umfassend: Begrenzen eines Aussetzens der Elastomer-Komponente an Verbrennungstemperaturen durch Anordnen des zweiten Ventils zwischen dem ersten Ventil und dem Auslass, so dass die Elastomer-Komponente von dem Auslass beabstandet ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei, wenn die Spule bestromt wird, sich das zweite Ventil durch den Druck in eine Richtung entgegen der Verlagerung des Armatur-Rohrs bewegt.
Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin umfassend: Konfigurieren der Einspritzdüse für eine Befestigung für eine Direkteinspritzung in einen Verbrennungsraum eines Motors.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der gasförmige Kraftstoff Erdgas, Wasserstoff oder LPG ist.