用于喷射气体的阀制造技术

本发明专利技术涉及用于为内燃机（10）喷射气体燃料的阀（200），阀（200）具有壳体（201），壳体（201）相对于其纵向范围（A-A）具有用于气体燃料的流入区段（203）和流出区段（204），且具有位于流入区段（203）与流出区段（204）之间的驱动器区段（202），其中提供第一控制元件（209），其被分配至流入区段（203）且以取决于第一控制元件（209）的切换位置的方式允许或阻止气体燃料的供应。提供第二控制元件（210），其被分配至流出区段（204）且以取决于第二控制元件（210）的切换位置的方式允许或阻止气体燃料的排放。提供致动驱动器（206），其布置在驱动器区段（202）中且联接至两个控制元件（209、210），以使得控制元件（209、210）可独立于彼此被移动至打开位置中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据权利要求1的用于喷射气体至内燃机的燃烧腔室中的阀。
技术介绍
除了诸如汽油或柴油的已知液体燃料之外，出于经济和环境原因，气体燃料特别是压缩天然气(CNG)越来越多的用在现代内燃机中。因为天然气充气站基础设施仍然不广泛，液体燃料和气体燃料常常用于使用两种燃料的内燃机的替代操作。这里所使用的术语为内燃机的双价(bivalenten)操作，不同于使用仅一种单一类型的燃料的单价(monovalenten)操作。这种内燃机的气体供应系统通常包括气体储存器、截流阀、温度传感器和压力传感器、减压器或调压器、对应于内燃机的汽缸数量的若干气体喷射阀和对应流体管线以及电子控制装置。天然气通常储存在压力最高200巴的一个或更多个汽缸中。减压器或电调压器将气体喷射阀的入口处的所述压力降低为较低的值。如果气体喷射至内燃机的入口歧管中(端口喷射)，那么典型的压力值在2巴至8巴的范围内，具体取决于喷射阀的特征。鉴于将燃料直接喷射至内燃机的燃烧腔室中所提供的优势，所述优势诸如排放较低和燃料消耗减少，已知的系统允许将天然气直接喷射到内燃机的燃烧腔室中。然而，为了实现这一目的，天然气的轨压或气体喷射阀处的压力必须比天然气的入口歧管喷射情况下的压力高。这种情况下的典型值在5巴至20巴的范围内，以便与入口歧管喷射相比，能够在较短的可用时间跨度内弓I入必要的气体量。气体喷射阀通常实施为所谓的螺线管阀，其中提供螺线管线圈作为致动器且提供喷嘴针阀作为控制元件，这些部件根据其电激活情况输送气体至内燃机的燃烧腔室中或阻止气体流。在气体喷射阀的情况下，会非常快地遭遇可能的燃料流速限值，这是因为与液体燃料相比，气体燃料能量密度较低，在相同的阀打开周期内，与液体喷射阀的情况相比需要更大的端口横截面，以便达到特定的内燃机功率输出。所需的端口横截面可由增大的喷嘴针阀升力或更大的阀盘实现。然而，较大的阀盘直径具有缺点，会增加作用在阀盘上的气体力。增大的提升力意味着:螺线管线圈与控制元件之间可被致动的距离越大，那么能够升起控制元件的磁力变得越小。这就意味着:在预设的供电电压和预设的供电电流以及给定的气体压力下，流速可超过特定的量。因此，对于将气体直接喷射到内燃机的燃烧腔室中，使用具有针阀的气体喷射阀，所述针阀向外打开也就是朝向燃烧腔室中打开。除了使得将被引入的气体的流动阻力降低，这还具有其它优势:除了复位弹簧的力之外，内燃机的燃烧腔室中的气体力在燃烧期间也将阀口保持关闭。这种气体喷射阀的问题在于，针阀的阀座暴露于汽缸的燃烧腔室中的高燃烧温度，因此排除了将诸如塑料或橡胶的有效密封材料作为阀座的材料。因此，难以满足根据ECE R 110规定的关于CNG设备的部件的规定防泄漏要求。除此之外，必要的高密封力意味着当阀关闭时阀座经受的磨损增大。为了尽量减少磨损，昂贵的成对材料组合被用于阀座和阀盘。此外，这种高强度成对材料组合往往会弓I起针阀回弹。DE 10 2009 012 688 B3描述一种用于喷射气体的阀，所述阀可由较小的磁力致动。为此目的，提供控制元件和关闭元件，当在关闭位置中时，所述控制元件位于距离螺线管线圈较短的距离处。控制元件操作性地连接至关闭元件，以使得当电流传过螺线管线圈时，控制元件将关闭元件带向螺线管线圈。另外，关闭元件受到螺线管线圈的磁力吸引得更靠近螺线管线圈，一直到达打开位置，不受控制元件的运动影响。通过提供控制元件和关闭元件，能够借助于控制元件的第一运动和关闭元件的联动运动打开阀的出口端口。这伴随着输送腔室中的压力下降，控制元件和关闭元件位于所述输送腔室中。因此，作用在关闭元件上的气体压力和相关联的力降低。因此，可借助于较小的磁力实现关闭元件至打开位置的进一步运动，在所述打开位置中出口端口完全打开。DE 10 2009 012 689 B4公开一种用于输送气体至内燃机的燃烧腔室中的阀，所述阀具有壳体和提供在所述壳体中的输出腔室。输送腔室具有布置在壳体中的出口端口、致动器，特别是具有线圈的螺线管阀和磁性关闭元件。关闭元件被分配至出口端口，所述关闭元件根据致动器的致动情况打开或关闭出口端口。关闭元件在壳体的引导件中被引导，所述关闭元件被引导通过输送腔室抵达出口端口，并且在输送腔室中位于关闭位置中的关闭元件仅在横向于关闭元件的移动方向的方向上经受气体压力。因此，关闭元件仅需轻微的背压就能从关闭位置移动至打开位置，这样的话，用动力不大的致动器就能致动关闭元件。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于直接喷射气体燃料至内燃机的燃烧腔室中的改良的阀。这一目的由独立权利要求的特征实现。有利的实施例在从属权利要求中进行详细说明。本专利技术的区别性特征是一种用于为内燃机喷射气体燃料的阀，其中壳体在其纵向范围内包括用于气体燃料的流入部分和流出部分，以及位于流入部分与流出部分之间的驱动器部分。第一控制元件被分配至流入部分，并且根据第一控制元件的切换位置允许或阻止气体燃料的输送。被分配至流出部分的第二控制元件根据第二控制元件的切换位置允许或阻止气体燃料的输送。提供致动驱动器，所述致动驱动器布置在驱动部分中并且联接至两个控制元件，以使得控制元件可独立于彼此被带动到打开位置中。根据一个示例性实施例，一个螺线管线圈充当两个控制元件的致动驱动器，从而提供非常简单、牢固且节约成本的气体喷射阀构造。通过使用单个致动驱动器来致动独立于彼此被致动的两个控制元件，第一个控制元件借助于关闭构件提供抵抗流入部分上存在的加压气体的严密密封，并且另一个控制元件借助于流出部分上的另一关闭构件形成相对于内燃机的燃烧腔室的严密密封，能够为关闭构件和/或两个关闭构件的阀座使用不同的材料。因为流入部分上的阀座并未暴露于类似于流出部分上的阀座处所普通存在的高温，所以流入部分上的第一控制元件的关闭构件和/或所述关闭构件的密封面可有利地由有效密封、柔性的但同时节约成本的材料制成，所述材料诸如弹性体、塑料或橡胶零件。因此，能够通过简单的方法满足用于内部燃烧的气体供应系统的部件的规定密封性要求。根据本专利技术的一个实施例，第一控制元件借助于第一弹簧元件被偏压，以使得在第一控制元件的关闭位置中，其关闭构件被按压抵靠阀座。为第一弹簧元件选择的弹簧特征取决于气体的普通存在的压力，所述气体通常从燃料轨输送。这是在气体喷射阀的所谓的“冷端”处实现严密密封的一种简单方法。根据本专利技术的另一实施例，第二控制元件借助于第二弹簧元件被偏压，以使得在第二控制元件的关闭位置中，其关闭构件被按压抵靠流出部分上的阀座。因为当气体喷射阀位于关闭位置中时，这种关闭构件不必承受气体燃料的高压，而是仅需相对于内燃机的燃烧腔室形成严密密封，所以这里可使用弹簧特征较小的弹簧元件。因为第二控制元件被设计成向外打开的针阀，所以在气体燃料未被喷射的周期期间，燃烧腔室中的气体压力在与关闭构件的打开方向相反的方向上施加额外密封力。因此，可为布置在气体喷射阀的所谓的“热端”处的关闭构件及其密封面使用不满足更为严格的防泄漏要求的材料，这促成气体喷射阀的节约成本的实施例。两个控制元件的运动的至少部分解联还意味着致动气体喷射阀的打开序列需要的力更小。最初，当致动驱动器被激活时，仅流入部分上的第一控制元件被从其阀座提升，且因此部分打开。因为这时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于为内燃机（10）喷射气体燃料的阀（200），‑ 具有壳体（201），所述壳体（201）在其纵向范围（A‑A）中包括：用于所述气体燃料的流入部分（203）和流出部分（204），以及位于所述流入部分（203）与所述流出部分（204）之间的驱动器部分（202），‑ 具有第一控制元件（209），其被分配至所述流入部分（203），并且根据所述第一控制元件（209）的切换位置允许或阻止所述气体燃料的输送，‑ 具有第二控制元件（210），其被分配至所述流出部分（204），并且根据所述第二控制元件（210）的切换位置允许或阻止所述气体燃料的输送，‑ 具有致动驱动器（206），其布置在所述驱动器部分（202）中并且联接至两个控制元件（209、210），以使得所述控制元件（209、210）能独立于彼此被带动到打开位置中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H许勒，
申请(专利权)人：大陆汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE