直噴式燃氣閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種直噴式燃氣閥，用于將氣態(tài)介質(zhì)直接噴入到內(nèi)燃發(fā)動機的燃燒室中，并且涉及一種這樣的內(nèi)燃發(fā)動機。
【背景技術(shù)】
[0002]最近，在內(nèi)燃發(fā)動機中越來越多地也使用氣態(tài)燃料例如天然氣或氫氣來驅(qū)動機動車。但是已知的用于液體燃料的噴射器只能有條件地適用于這些氣態(tài)燃料，因為氣態(tài)燃料具有與液體燃料不同的特性和容積。目前在現(xiàn)代燃氣發(fā)動機中氣態(tài)燃料借助噴射器噴入到吸氣管中。因為在吸氣管中存在低溫，在這種噴射器中為了密封燃氣可以使用彈性體密封座。由此尤其可以保證燃氣噴射器的高度密封性。為了改善這種燃氣發(fā)動機的經(jīng)濟性和燃料消耗，值得期望的是，也能夠?qū)崿F(xiàn)燃氣向燃氣發(fā)動機的燃燒室中的直接噴入。但是由于燃氣噴射器靠近燃燒室，在這里不能使用彈性體密封座，因為它們會由于燃燒室中的發(fā)熱而損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有權(quán)利要求1的特征的用于將氣態(tài)介質(zhì)直接噴入到內(nèi)燃發(fā)動機的燃燒室中的本發(fā)明燃氣噴射器具有優(yōu)點，即能夠?qū)崿F(xiàn)沒有彈性體密封裝置的密封方案并且燃氣噴射器能夠為了直接噴入而直接布置在燃燒室上。在此，本發(fā)明燃氣噴射器具有高的耐熱性并且還能夠在噴入期間釋放大的橫截面，由此也能夠在一個節(jié)拍期間實現(xiàn)短的噴入循環(huán)或者多個噴入循環(huán)。此外，本發(fā)明燃氣噴射器相對結(jié)構(gòu)小并且具有緊湊且可簡單制成的構(gòu)造。按照本發(fā)明這一點由此實現(xiàn):所述燃氣噴射器包括可調(diào)節(jié)的閥元件和位置固定的、具有第一密封座的密封套。此外設(shè)置有具有第二密封座的可活動密封元件以及復(fù)位元件，用于使密封元件和閥元件再返回到初始位置。在此，第一和第二密封座形成燃氣閥的閥座并且閥元件布置在密封套中。為了特別簡單且在制造技術(shù)上能夠特別成本有利地制成的構(gòu)造，所述閥元件和密封元件優(yōu)選只松動地布置。這種兩體的結(jié)構(gòu)尤其具有這樣的優(yōu)點:能夠在燃氣噴射器關(guān)閉過程期間實現(xiàn)自行對準。
[0004]從屬權(quán)利要求給出本發(fā)明的優(yōu)選改進方案。
[0005]特別優(yōu)選，所述復(fù)位元件在氣態(tài)介質(zhì)通過燃氣噴射器的通流方向上設(shè)置在閥座后面。由此可以提供特別緊湊構(gòu)造的燃氣噴射器。此外由此可以保證，所述閥座與熱的燃燒室具有一些間距，由此尤其在閥座材料的材料選擇方面可以選擇成本有利的、不耐極高熱應(yīng)力的材料。
[0006]此外優(yōu)選，所述燃氣噴射器還包括具有壁部區(qū)域和底部區(qū)域的閥殼體。在此，在閥座與底部區(qū)域之間構(gòu)成前室，所述復(fù)位元件布置在其中。在此所述復(fù)位元件優(yōu)選支承在端部區(qū)域上。在端部區(qū)域中設(shè)置有開孔，氣態(tài)介質(zhì)可以通過它們流出到燃燒室中。在此，該端部區(qū)域保護所述燃氣噴射器免受過強的熱負荷。
[0007]按照本發(fā)明的另一優(yōu)選擴展構(gòu)型，所述閥元件具有空心圓柱形的本體，該本體具有多個側(cè)面通孔。因此可以實現(xiàn)穿過空心圓柱形本體的內(nèi)部的燃氣流并且燃氣可以經(jīng)過這些通孔被引導(dǎo)到空心圓柱形本體的外圓周。此外優(yōu)選所述通孔設(shè)置在空心圓柱形本體的一水平圓周線上。此外優(yōu)選在空心圓柱形本體的外圓周上構(gòu)成環(huán)繞的凹陷，所述通孔通到該凹陷上。
[0008]優(yōu)選在閥元件與密封套之間設(shè)置有節(jié)流部，其中，節(jié)流部的打開橫截面在閥元件運動時變化。優(yōu)選，所述節(jié)流部的打開橫截面在閥元件運動時向打開方向增大，由此可以噴入盡可能多的燃氣量。
[0009]按照本發(fā)明的另一優(yōu)選擴展構(gòu)型，所述密封元件是密封盤并且在密封盤與密封套之間構(gòu)成平座。由此可以通過簡單且成本有利的方式實現(xiàn)閥座。例如可以將密封盤平面磨削并且可以將密封套上的平座也平面磨削。因此通過平座結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)金屬密封。特別優(yōu)選密封套上的密封座設(shè)置在密封套的端面上，由此，閥座在密封套與密封盤之間具有環(huán)面延伸。因此通過選擇起密封作用的內(nèi)直徑和外直徑可以提供預(yù)給定的密封環(huán)面。
[0010]此外優(yōu)選，所述密封盤在外圓周上具有多個突出的突塊。所述突塊一方面用于防止密封盤傾翻并且提供在閥殼體中的徑向?qū)颉Ａ硪环矫嬖谕粔K之間分別存在足夠的自由空間，使得要噴入的氣態(tài)介質(zhì)在突塊之間在密封盤旁邊流過。由此也可以成本有利地制成密封盤，因為不必在密封盤中設(shè)置開口，而是可以在突塊之間的中間區(qū)域上在外圓周上實現(xiàn)燃氣流。
[0011]優(yōu)選在密封盤突塊與閥殼體之間設(shè)置有預(yù)給定的、微米范圍的小間隙。由此可以實現(xiàn)在關(guān)閉過程期間密封盤對準。
[0012]按照本發(fā)明的作為替代的優(yōu)選擴展構(gòu)型，所述密封元件是部分球或整球體。此外優(yōu)選所述密封套具有密封棱邊或錐面，它與球形密封元件的球面段接觸。通過使用密封棱邊能夠以簡單且成本有利的方式保證具有高密封性的線密封。如果使用錐面，則可以實現(xiàn)在關(guān)閉過程期間錐形密封元件自動對中。
[0013]本發(fā)明還涉及一種燃氣驅(qū)動的內(nèi)燃發(fā)動機，具有按照本發(fā)明的燃氣閥，該燃氣閥直接布置在內(nèi)燃機的燃燒室上。在此特別優(yōu)選該內(nèi)燃機與機動車相結(jié)合使用。
【附圖說明】
[0014]下面參照附圖詳細解釋本發(fā)明的優(yōu)選實施例。相同的或功能相同的部件設(shè)置有相同的附圖標記。在附圖中示出:
[0015]圖1按照本發(fā)明第一實施例的燃氣噴射器的示意剖面圖，
[0016]圖2構(gòu)造為密封盤的密封元件的示意立體圖，
[0017]圖3圖1的閥元件示意側(cè)視圖，
[0018]圖4曲線圖，描述閥座上的打開橫截面關(guān)于閥元件的行程的變化，
[0019]圖5按照本發(fā)明第二實施例的燃氣噴射器的示意剖面圖，
[0020]圖6按照本發(fā)明第三實施例的燃氣噴射器的示意剖面圖。
【具體實施方式】
[0021]下面參照圖1至4詳細描述按照本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的燃氣噴射器I。
[0022]用于將氣態(tài)燃料直接噴入到內(nèi)燃發(fā)動機的燃燒室11中的燃氣噴射器I包括可調(diào)節(jié)的閥元件2和位置固定的密封套3。此外該燃氣噴射器包括一可活動的密封元件4和一復(fù)位元件5，用于使密封元件4和閥元件2再復(fù)位到在圖1中所示的初始位置中。在此圖1不出燃氣噴射器的關(guān)閉狀態(tài)。
[0023]在密封元件4與位置固定的密封套3之間設(shè)置有閥座9。在此，位置固定的密封套3包括第一密封座30，可活動的密封元件4包括第二密封座40。密封套上的第一密封座30設(shè)置在密封套的端側(cè)端部上并且例如可以通過密封套3的平面磨削來制成。第一實施例的密封元件4是密封盤，其中，第二密封座40設(shè)置在該密封盤的指向閥元件2的一側(cè)上。密封盤的該側(cè)優(yōu)選同樣被平面磨削。因此得到第一和第二密封座30，40之間的環(huán)形面作為閥座。
[0024]如從圖1看到的，在密封套30的內(nèi)圓周上設(shè)置有與第一密封座30相鄰的環(huán)繞的回縮部31。由此能夠保證密封套3與閥元件2之間的盡可能大的通流橫截面。
[0025]在圖2中詳細示出密封盤形式的密封元件4。如從圖2看到的，該密封盤包括盤狀的由實心材料構(gòu)成的本體43，在其外圓周上設(shè)置有多個突塊41。突塊41在此徑向地從盤狀的本體43的圓周突出來。在分別相鄰的突塊41之間構(gòu)成通過區(qū)域42。在此，在圓周方向上，通過區(qū)域42的寬度明顯大于突塊41的寬度。由此，氣態(tài)介質(zhì)可以在燃氣噴射器打開的情況下穿過通過區(qū)域42流過。
[0026]由圖3詳細地看出閥元件2。閥元件2包括圓柱形的本體20和多個通孔21。在此，通孔21在閥元件2的徑向上延