[发明专利]具有改善的打开和关闭性能的直接吹入式燃气喷射器

说明书

本发明涉及一种用于将燃料直接吹入到内燃机燃烧室中的燃气喷射器，包括：用于释放和封闭贯通开口(3)的阀关闭元件(2)；阀体(4)；用于操作阀关闭元件(2)的第一致动器(5)；密封套管(6)，其以能够移动的方式布置在阀体(4)中；在密封套管(6)和阀关闭元件(2)之间的第一密封座(11)；以及在密封套管(6)和阀体(4)之间的第二密封座(12)，其中，所述阀关闭元件(2)至少部分布置在该密封套管(6)中，并且待被阀关闭元件(2)释放和封闭的贯通开口(3)设置在密封套管(6)中。

技术领域

本发明涉及一种直接吹入式燃气喷射器，其具有改善的打开性能和改善的关闭性能。

背景技术

除了液态燃料外，在内燃机中近来也越来越多地使用气态燃料、例如天然气或氢气。与喷入液态燃料的喷射器相比，在直接吹入到燃烧室中的燃气喷射器的情况下由于燃料的不同的待引入体积而出现另外的打开和关闭性能。气态燃料直接吹入到内燃机燃烧室中也还呈现出显著的改善潜力。与液态燃料相比，在气态燃料的情况下必须引入较大的燃料体积。

发明内容

相对地，根据本发明的、具有权利要求1的特征的用于将气态燃料直接吹入到内燃机燃烧室中的直接吹入式燃气喷射器具有以下优点，能够实现燃气喷射器的改善的打开性能和改善的关闭性能。尤其是切换时间能保持很短，从而能够实现燃气喷射器的快速且可靠的响应性能。根据本发明，这由此实现：燃气喷射器包括阀关闭元件，所述阀关闭元件用于释放和封闭密封套管的贯通开口。密封套管以能够运动的方式布置在阀体中。设置有第一致动器，用于操作阀关闭元件。阀关闭元件在此至少部分布置在密封套管中。此外，待被阀关闭元件释放和封闭的贯通开口设置在密封套管自身中。在此，在密封套管和阀关闭元件之间设置有第一密封座，且在密封套管和阀体之间设置有第二密封座。由此使得在贯通开口打开之后燃料不仅能够流过贯通开口并且同时流过密封套管的内部，而且也能够从密封套管的外周旁流过。由此可以保证打开时间段期间的高体积流量。

从属权利要求示出本发明的优选扩展方案。

所述燃气喷射器优选包括在燃气喷射器的流通方向上衔接在密封套管之后的压力平衡室以及喷射孔。所述喷射孔在此在燃气喷射器的流通方向上衔接在压力平衡室之后。通过所述喷射孔，气态燃料被直接吹入到内燃机的燃烧室中。通过衔接在密封套管之后的压力平衡室使得能够在打开状态中在密封套管在流通方向上的之前和之后达到几乎相等的压力。由此，阀关闭元件可以至少暂时压力平衡地运行。由此，尤其能仅以小的力将阀关闭元件从座抬起并从而实现快速且可靠的打开和关闭性能。由此，尤其切换时间能保持很短并且能准确地遵守切换时间点。

当在压力平衡室和喷射孔之间存在节流部位时，实现了密封套管之前和之后的喷射阀区域中的特别快的压力平衡。由此实现在阀关闭元件从设置在密封套管中的贯通开口抬起之后压力平衡室中快速的压力增大且进而不用大的力就能进行阀关闭元件的进一步打开过程。

进一步优选的是，所述喷射孔直接构成在阀体中。由此使得能够实现一种很紧凑且简单的结构。

根据本发明的另一种优选构型，第一密封座的第一直径小于第二密封座的第二直径。通过在第一密封座上选择小直径，尤其使打开阀关闭元件所需要的打开力显著减小。

为了实现燃气喷射器关闭状态中的密封性以及关闭过程中的改善的缓冲性能，第一密封座和/或第二密封座优选构造为具有至少一个弹性体元件、优选具有两个弹性体元件的弹性体密封座。

根据本发明的另一种优选构型，所述燃气喷射器还包括在密封套管和阀体之间的第三密封座。该第三密封座优选是金属或陶瓷密封座。由此可以借助第三密封座尤其实现第一和/或第二密封座的针对高燃烧室温度的保护。无弹性体的第三密封座优选比第一和第二密封座更靠近燃烧室地布置。

为了具有尽可能紧凑且小型化的结构，阀关闭元件优选具有携动部，用于在燃气喷射器的打开过程中在走过预先确定的自由行程之后携动密封套管。这使得能实现一种很成本有利且简单的结构。