[发明专利]用于内燃机的气体燃料喷射器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的气体燃料喷射器，其具有在主权项的前序部分中陈述的特征。

背景技术

在相关技术领域中已知的燃料喷射器是由电磁致动器操作的开关阀。燃料喷射器的功能是：尽可能精确地测量每个内燃机周期中的汽缸中燃烧的燃料的量。由于利用电磁铁打开的燃料的通道的截面具有制造公差，并且还可能根据磨损的程度和温度而变化，所以通常用来获得需要的测量精确度的解决方案是：将校正的喷嘴与喷射器(通常位于下游)串联连接起来，校正的喷嘴将气流限制为不变的固定值；并且调节喷射器的打开时间，来获得所需要的喷射量。利用电磁铁打开的燃料的通道的截面通常被选择等于校正后的喷嘴的所需要截面的大约两倍的值。以这种方式，在喷射器的操作期间发生的电磁铁的移动中的任何变化都不影响测量精确度。

从法国专利申请2843174得知一种具有上述特性的喷射器。这个专利申请描述的喷射器具有本体，允许燃料通过进口管而进入本体中，并且允许通过出口管而排放燃料。

电磁铁的活动衔铁被附着到隔板上，隔板将本体分开为两个腔室，将衔铁保持居中，并且形成挡板，挡板可以以受控方式关闭呈圆形孔的形式的座(seating)，座与出口管的一端重合。在隔板一侧上在本体内形成的腔室的体积和隔板的另一侧的腔室的体积利用进口管而连接到一起，进口管利用隔板的边缘而划分为2个。控制喷射器的打开的电磁铁设有与出口管同轴的柱形线圈。

这种类型的喷射器的主要优点是，为了完全地打开座(呈圆形孔的形式)的截面，需要较大的挡板移动，这个移动等于座的直径的1/4，结果是，挡板移动这个距离所需要的时间相当长。同时，电磁铁必须具有较大的气隙，并且由此具有较高的电感来产生需要的力，这进一步减慢喷射器的速度。对于这个解决方案，仅仅通过成比例地增加座的直径，可以实现用于给定燃料通道截面的移动(以及气隙)上的减少。然而，另一方面，这使得作用在挡板(具有较大尺寸)的压力增加，并且导致这样的情况，即：实际上使用更大和由此更昂贵和移动更慢的电磁体。而且，在这些装置中，为了不进一步增加电磁铁需要的力，不使用能够对挡板施加关闭力的返回弹簧。结果是，当没有对喷射器的压力时，挡板未被按压到其座上，留下这样的问题，即在密封表面上，可能在燃料(具体地为LPG)中出现污垢或其他异物的沉积，因此会损害其密封特性。

在这个已知解决方案中可能遇到的另一限制是：放置与隔板的相对侧上形成的两个腔室连通的燃料通道的区域被相对于挡板横向地布置，从而在隔板上产生不对称的压力分布，当非常短持续时间(例如一毫秒的级别)的移动时，可以尤其地看到这种不对称的压力分布。这种压力不对称的分布导致：在接近两个上述腔室之间的燃料通道的区域中，进行隔板的更快速的移动；而且相反，在直径上相对的部分上进行延迟的移动。结果是，挡板达到其稍微倾斜的端部，从而导致更长的停止时间。而且因为，表示作为打开时间的函数喷射的物质的曲线在比在挡板的移动端部处停止挡板所需要的时间更长的时间上变成线性的，上述的现象降低了针对极短打开时间的燃料量的测量的精确度。

在这种喷射器中可以注意到的另一个限制在于这样的事实，移动衔铁呈现不变厚度的盘的形式，并且因此，用于在径向上的磁场通量的通道的截面不需要向着外围增加，而是导致物质的不期望的增加，物质的不期望增加减慢了喷射器的移动速度。衔铁的质量和电磁力之间的关系可以使用具有在径向上的变化厚度的移动衔铁来最优化，但是这使得生产成本的明显增加，通常不能被容易地接受。

从英国专利申请2334552得知了另一种喷射器解决方案，该申请描述了与座相关联的挡板，座被放置在进口管和出口管之间，通过提供闭合弹簧、利用电磁铁的移动衔铁来操作挡板，闭合弹簧施加负载，用以将挡板移动到用于关闭通过座的燃料通道的位置上。这种喷射器具有座，该座具有平坦密封表面，面对该平坦密封表面的挡板的对应平坦表面与该平坦密封表面相关联。为了增加所喷射燃料的传输，在喷射器中提供这样的座，该座具有单个环形或多个环形的形式的截面，并且具有平坦的密封表面；并且提供利用对应的环而形成的挡板，该挡板具有相同数量的平坦密封表面，这些平坦密封表面通过径向壁而彼此连接。将电磁铁的衔铁作为分离的和独立的部件生产，并且利用机械连接元件来致动挡板。这种设计的解决方案是特别复杂的，特别因为在喷射器的移动部件中设置的部件的数量，部件的数量也增加了总的质量。电磁铁的移动是大量部件的尺寸的结果，从而不能以可接受的精确度获得，即使当在上述部件上具有精密公差时也不能获得。因此，在这种解决方案中，提供用于校正电磁铁的移动的系统，这进一步复杂化了设计解决方案。