[发明专利]具有行程去节流效应的气体喷射器

说明书

本发明涉及一种气体喷射器，用于将气体形式燃料尤其直接喷入到内燃机的燃烧室(9)内，包括：阀关闭元件(2)、阀体(3)和在该阀体(3)和该阀关闭元件(2)之间的密封座(4)，所述阀关闭元件用于释放或者关闭通流开口(37)，其中，在该阀关闭元件(2)最大行程的情况下，在阀体(3)和阀关闭元件(2)之间的、在流动方向上在密封座(4)之前的流动横截面(6)小于在阀关闭元件(2)和密封座(4)之间的流动横截面(7)，并且小于在流动方向上在密封座(4)之后的流动横截面(7)。

技术领域

本发明涉及一种具有行程去节流效应的气体喷射器，用于将气体形式燃料喷入到内燃机的燃烧室内、尤其直接喷入到内燃机的燃烧室内，其中，气体形式燃料的节流与阀关闭元件的最大行程脱耦。此外，本发明涉及具有气体喷射器的喷射器组件。本发明的另一个方面涉及包括气体喷射器或者这类喷射器组件的内燃机。

背景技术

最近在机动车领域除了液体燃料也更多地使用气体形式燃料，例如天然气或者氢气。在已知的直接喷入式气体喷射器的情况下，主要问题是气体喷射器的、尤其其阀体的高的热负荷。在此，由于高的热负荷，不使用例如具有有限的温度稳定性的弹性体作为密封材料。除了弹性体的好的密封特性，它在关闭过程中的优秀的减振特性也是有利的。由于取消了液体减振的降低负荷效果，后者在气体喷射器中特别重要。在向外打开的气体喷射器中另一个主要问题在于，通过由针阀行程释放的横截面来确定燃料量。该流动横截面强烈地依赖于在制造和装配气体喷射器中的制作公差和调整公差以及也依赖于变化的运行条件和出现的磨损。

这些因素造成对气体喷射器的节流作用的复杂影响和因此对喷入的气体量的复杂影响。

发明内容

与之相对地，根据本发明的用于将气体形式燃料尤其直接喷入到内燃机的燃烧室中的直接喷入式气体喷射器具有下述优点，喷入的气体量在高的使用寿命期间也能够保持恒定。这根据本发明由此实现，将构造成节流部位的、确定流量的横截面置入气体喷射器的内部。更准确地说，确定流量的横截面在气阀完全打开的情况下在该气体喷射器的通流方向上布置在密封座之前。由此，处于气体喷射器内部的节流部位确定气体形式燃料的流量并且与公差、温度影响、磨损等等无关。因为所述节流部位位于气体喷射器内部，因而确定所述确定流量的横截面的构件也仅仅少量地负荷高温，从而仅仅出现温度引起的最小几何形状变化。由此，在运行中有可能出现的阀关闭元件的行程过调也对要喷入的气体量不产生影响。此外，在所有运行条件下，气体喷射器的极不同的构件中的长的并且因此难以掌握的公差链也失去了其对气体喷射器完全打开的情况下的喷入气体量的负面影响。因为阀关闭元件和阀体能够被非常精确地制作，流动横截面能够被准确地构造。在确定流量的节流部处于密封座上的情况下，整个公差链(多个几何形状公差、行程调整公差、温度膨胀引起的行程变化)对喷入的燃料量发生影响，相反，根据本发明仅仅尤其阀体的和阀关闭元件的直径制造公差起作用。此外，通过将确定流量的节流部位从密封座移动到气体喷射器的内室，所述节流部位不由于止挡或者导向而承受机械负荷，并且因此所述节流部位不受到磨损。由此在使用寿命上不产生体积流变化。此外，热膨胀和由于热膨胀导致的行程变化对体积流量不产生影响或者仅仅产生小的影响。在节流部位之前和之后的阀体的和阀关闭元件的细节的几何形状能够针对在最窄横截面中的气体超声速流动而流动优化地设计。

为了提供尽可能成本有利的并且借助简单的制造方法制造的节流部位，阀关闭元件优选地具有外柱形区域，所述外柱形区域在气体喷射器的内部限定确定流量的流动横截面。

此外优选地，阀体具有内柱形区域，所述内柱形区域同样在气体喷射器的内部限定确定流量的流动横截面。

替代地，气体喷射器在内部具有多个钻孔或者留空，所述钻孔或者留空通过流动横截面限制流量。此外替代地，设置四角几何形状或者具有椭圆外轮廓的几何形状或者任意的几何形状组合可能性。