用于喷射介质的单料喷射器和喷射系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于喷射液态或气态介质的单料喷射器(1)，其包括能往复运动的喷嘴针(2)，该喷嘴针用于释放和封闭至少一个喷射开口(3)，其中，所述喷嘴针(2)克服弹簧(4)而打开和/或限界能被加载以控制介质的控制室(5)，所述控制室能根据控制阀(6)的切换位态被卸载，从而能改变施加在所述喷嘴针(2)上的控制压力，以便操纵所述喷嘴针(2)。根据本发明专利技术，在用于介质的输入路径(7)中布置有增压装置(8)，该增压装置用于提高所述输入路径(7)中的压力。本发明专利技术还涉及一种具有根据本发明专利技术的单料喷射器(1)的喷射系统。

【技术实现步骤摘要】
用于喷射介质的单料喷射器和喷射系统
本专利技术涉及一种单料喷射器。单料喷射器用于喷射液态或气态介质，例如燃料。但它也可以用于喷射其它介质，例如水或其它运行物料和/或辅助物料。就此而言，术语“单料喷射器”不局限于用作燃料喷射器。此外，本专利技术涉及一种具有根据本专利技术的单料喷射器的喷射系统。
技术介绍
开头所述类型的单料喷射器例如由公开文献DE102015226070A1可知。该单料喷射器用于将燃料喷射到内燃机的燃烧室中。该单料喷射器为此包括可往复运动地容纳在喷嘴体中的喷嘴针，该喷嘴针具有第一端部区段和第二端部区段，该第一端部区段与喷嘴体座共同作用，用于释放和封闭至少一个喷射开口，该第二端部区段在形成控制室的情况下被可往复运动的切换套筒包围。通过控制室中的控制压力，喷嘴针被加载以液压闭合力，其中，控制压力是可改变的。因为控制室根据切换套筒的轴向位置被加载以控制介质或者被卸载。切换套筒借助于容纳在控制室中的弹簧的弹簧力朝处于壳体侧的密封座的方向预紧。因为弹簧的另一端支撑在喷嘴针上，所以喷嘴针借助于弹簧的弹簧力同时抵着喷嘴体座预紧。因此，喷嘴针克服液压闭合力和容纳在控制室中的弹簧的弹簧力而打开。将燃料喷射到内燃机的燃烧室中需要一定的喷射压力，以便引起燃料在燃烧室中的、促进燃烧的雾化或者说分布。喷射压力还取决于燃料及其聚合态。例如，燃料可以是天然气(英语“NaturalGas”，NG)，所述天然气以液态形式(英语“LiquefiedNaturalGas”，LNG)或者作为气体(英语“CompressedNaturalGas”，CNG)在车辆上以适当的罐来携带。通常，罐压力不足以实现所需的喷射压力，因而燃料必须首先借助于通常复杂的高压系统被压缩。在此出现的泄漏量和/或控制量通常不能被引回到罐中，因而它们被排放到环境中，这尤其是当在此涉及温室气体时被证明是不利的。作为天然气的替代方案，也可以使用氢气作为燃料，其中，对氢气的压缩更加费事，因为供应压力仅为大约4bar至10bar。然而，所需的喷射压力为至少200bar。从上述现有技术出发，应当提供一种用于喷射系统、尤其燃料喷射系统的单料喷射器，所述单料喷射器能够实现不太复杂的系统配置。这尤其是在用于将气态燃料喷射到内燃机燃烧室中的喷射系统方面适用。因为在这种系统中，复杂性主要取决于气体压力。由于高的气体压力影响热平衡，因此在该观点下期望低的气体压力。然而对于喷射而言却需要高的气体压力。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，解决这种目标冲突。尤其是应当能够利用尽可能简单的器件来提供所需的喷射压力。为了解决该任务，提出一种单料喷射器。本专利技术还提出有利改进方案。此外，提供一种喷射系统。所提出的用于喷射液态或气态介质的单料喷射器包括可往复运动的喷嘴针，该喷嘴针用于释放和封闭至少一个喷射开口，其中，喷嘴针克服弹簧打开和/或限界可被加载以控制介质的控制室，该控制室可根据控制阀的切换位态被卸载，从而施加在喷嘴针上的控制压力是可改变的，以便操纵喷嘴针。根据本专利技术，在用于介质的输入路径中设置有增压装置，用于提高输入路径中的压力。通过借助于增压装置在喷射器内部或者至少在喷射器附近提高压力，可以降低系统压力，从而可以选择不太复杂的系统配置。这尤其在涉及用于气态燃料例如天然气或氢气的燃料喷射系统时适用。在喷入或者说吹入天然气时的喷射压力能够高达500bar。如果要在系统侧提供该压力，则高的气体压力影响系统配置，因为必须针对高的气体压力来设计所有部件。此外，对系统热平衡的要求随着气体压力提高。在使用根据本专利技术的单料喷射器时，系统中的气体压力可以保持得低并且在喷射器中或在喷射器附近才被提高到所需的值。相应地，喷射系统的复杂性降低。然而，根据本专利技术的单料喷射器不限于用作燃料喷射器。它也可以用于喷射其它液态或气态介质。例如，它可以用于喷射水或其它运行物料和/或辅助物料。优选地，用于介质的输入路径被引导经过增压装置的增强室，该增强室被可轴向运动的活塞限界，从而可通过活塞的轴向位置改变增强室的容积。如果活塞沉入到增强室中，则增强室的容积变小，这导致增强室中的压力升高。相应地，输入路径中的压力发生变化。用于待喷射的介质的输入路径可以包括位于喷射器之内和之外的区段，从而增压装置也可以布置在喷射器之内或之外。优选的布置尤其取决于相应安装空间情况。如果喷射器中的安装空间不足以容纳增压装置，则该增压装置可以布置在喷射器之外。在该情况下，优选靠近喷射器来进行布置，以便避免压力损失。有利地，在增压装置集成到喷射器中的情况下，活塞与喷嘴针平行或同轴地布置。以这种方式可以实现特别紧凑构造的布置。在将增压装置布置在喷射器之外的情况下，活塞可以任意地取向。此外，活塞优选在其背离增强室的端部处限界压力室，该压力室可通过控制阀和/或输入节流部被加载以压力介质，并且可通过控制阀和/或输出节流部与用于压力介质的回流部连接。因此，通过对压力室的压力加载或卸载，可以使活塞往复运动。例如可以使用控制介质作为压力介质，利用该控制介质也对布置在喷嘴针上方的控制室加载，从而仅须维持压力介质或者说控制介质。控制介质例如可以是液态燃料或其他液压液体。如果能通过控制阀来控制压力介质到压力室中的输入和/或压力介质从压力室的输出，则在此可以涉及附加的控制阀或喷射器的控制阀。在最后提到的情况下，可以用仅一个控制阀来控制喷嘴针的往复运动以及增压装置的活塞的运动。于是，增压装置优选集成到喷射器中，从而不需要附加的压力线路。根据本专利技术的一个优选实施方式，增压装置的活塞实施为阶梯式活塞。也就是说，活塞包括具有不同的直径或者说活塞横截面面积的区段，从而可以通过各个活塞横截面面积的面积比调设增压装置的增压比以这种方式，能够提高增压装置的效率。通过实施为阶梯式活塞，活塞形成环形凸肩，所述环形凸肩限界环形室。环形室的容积例如可以用作压力补偿容积。为此，环形室优选连接到喷射器的回流部上，在该回流部中存在回流压力、即低压。在本专利技术的一个改进方案中提出，环形室可根据活塞的轴向位置与构造在喷嘴针上方的控制室连接。因此，从控制室中排出的控制量通过增压装置的环形室对回流部供给的前提是，活塞释放该连接。为此，在活塞的环形凸肩上优选构造有控制棱边。有利地，增压装置的活塞支撑在复位弹簧上。复位弹簧使活塞到其初始位态中的复位变得容易。这在活塞近似地实现压力平衡时尤其是有利的。复位弹簧优选构造为压力弹簧、例如螺旋压力弹簧并且容纳在增强室中。为了能够在增压装置的增强室中建立压力，还提出，在用于介质的输入路径中在增压装置上游设置有止回阀，该止回阀逆着输入方向截止。此外优选地，在用于介质的输入路径中在增压装置下游设置有另一止回阀，该另一止回阀同样逆着输入方向截止。以这种方式防止在增压装置的活塞处于复位位态中时(并且在由此伴随着增强室的容积增大时)从输入路径的更靠下游布置的区域回吸已经被压缩的介质。如开头已经提及的那样，所提出的增压装置可以布置在输入路径的在喷射器之内或之外延伸的区段中。该布置尤其取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于喷射液态或气态介质的单料喷射器(1)，其包括能往复运动的喷嘴针(2)，所述喷嘴针用于释放和封闭至少一个喷射开口(3)，其中，所述喷嘴针(2)克服弹簧(4)而打开和/或限界能被加载以控制介质的控制室(5)，所述控制室能根据控制阀(6)的切换位态被卸载，从而能改变施加在所述喷嘴针(2)上的控制压力，以便操纵所述喷嘴针(2)，/n其特征在于，在用于介质的输入路径(7)中布置有增压装置(8)，所述增压装置用于提高所述输入路径(7)中的压力。/n

【技术特征摘要】
20191128 DE 102019218432.41.一种用于喷射液态或气态介质的单料喷射器(1)，其包括能往复运动的喷嘴针(2)，所述喷嘴针用于释放和封闭至少一个喷射开口(3)，其中，所述喷嘴针(2)克服弹簧(4)而打开和/或限界能被加载以控制介质的控制室(5)，所述控制室能根据控制阀(6)的切换位态被卸载，从而能改变施加在所述喷嘴针(2)上的控制压力，以便操纵所述喷嘴针(2)，
其特征在于，在用于介质的输入路径(7)中布置有增压装置(8)，所述增压装置用于提高所述输入路径(7)中的压力。


2.根据权利要求1所述的单料喷射器(1)，
其特征在于，用于介质的所述输入路径(7)被引导经过所述增压装置(8)的增强室(9)，所述增强室被能轴向运动的活塞(10)限界，从而能通过所述活塞(10)的轴向位置改变所述增强室(9)的容积。


3.根据权利要求2所述的单料喷射器(1)，
其特征在于，所述活塞(10)在其背离所述增强室(9)的端部处限界压力室(11)，所述压力室能经由控制阀(6、12)和/或输入节流部被加载以压力介质、例如控制介质，并且能经由控制阀(6、12)和/或输出节流部(14)与用于所述压力介质的回流部(15)连接。


4.根据权利要求2或3所述的单料喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·屈格勒，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE