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气体喷射器

2021-03-12 05:04:53

气体喷射器

  技术领域

  本发明涉及一种气体喷射器,尤其用于内燃机。

  背景技术

  气体喷射器,也称为喷射阀,例如将气体定量分配到内燃机的,尤其燃气发动机的预燃室或燃烧室中。所述气体喷射器能够在机器中在下游连接有止回阀,以便可以将气体定量分配地喷射。气体喷射器通常电磁地,优选借助于螺管线圈运行。

  为了定量分配需要两个阀,切换阀和止回阀或者在切换阀下游连接有喷嘴,所述喷嘴将气体引导至燃烧部位。由此产生间隙,所述间隙由于气体的可压缩性引起切换延迟。此外,所述气体喷射器相对块地被污染。在阀区域中的沉积然而可能干扰过程可靠的切换。尤其,在阀座的区域中的积碳引起内燃机的功能问题。此外,这种气体喷射器即使在燃烧压力高的情况下必须确保可靠的密封和容易的可切换性。

  US 7 124 998 B2公开一种用于燃气发动机的可电磁操作的气体阀。所述气体阀具有带有穿流开口的阀座和带有流出开口的密封板。密封板借助于闭锁弹簧抵靠阀座被加载,其中所述密封板能借助于电磁体从所述阀座抬起。密封板设置在阀座的流出侧上并且经由穿过阀座伸出的冲头与电磁体的衔铁板连接。在密封板下游设有文丘里喷嘴或拉伐尔喷嘴。所述设置方式的缺点是,文丘里喷嘴或拉伐尔喷嘴产生死区,在所述死区中沉积烟灰并且产生未燃烧的碳氢化合物。

  US 9 453 456也具有相同的缺点。在锥形的阀座之后跟随有相对长的燃料管道,所述燃料管道形成死区并且在所述死区中可能沉积烟灰。

  US 2011/0214639公开一种切换阀和定量分配阀,其具有相应的间隙,所述间隙造成切换延迟。

  发明内容

  因此,本发明的目的是,实现一种尽可能少延迟的并且免维护的气体喷射器。

  具有权利要求1的特征的气体喷射器实现所述目的。

  根据本发明的气体喷射器具有喷射器喷管、驱动单元、推杆和阀。所述喷射器喷管具有用于将气体喷入外部单元中的自由端部并且驱动单元产生推杆的线性运动,由此推杆操作阀并且释放阀通道开口,以便将气体喷入。根据本发明,阀通道开口设置在喷射器喷管的自由端部的区域中。

  根据本发明的气体喷射器优选可电地操作。驱动单元可以传统地包含电磁体。替选地,可以使用压电的、液压的、气动的或其他已知的驱动器。

  优选地,驱动单元设置在基座单元中并且喷射器喷管牢固地与所述基座单元连接。自由端部按照逻辑地位于远离驱动器的或远离基座单元的端部上。

  所述气体喷射器能用作为喷入阀。所述喷入阀将气体定量分配到外部单元中,尤其定量分配到内燃机的,尤其燃气发动机的预燃室中或直接到燃烧室中。所述气体喷射器也能够用于,将气体直接在机器的进入阀上游吹入或吹入到进入阀中。所述气体喷射器尤其适合于预燃室点火、引燃喷射系统并且适合于分层充气。

  因为阀开口设置在喷射器喷管的自由端部上,也就是说设置在最外部的区域中,所以不存在死区或间隙。由此避免通过可压缩的气体导致的切换延迟。因为所述自由端部可以伸入预燃室或燃烧室中或者至少处于直接接触,所以燃烧或火焰前部可以直接延伸至阀,尤其延伸至阀座和延伸至阀盘上并且燃烧所有气体。由此使未燃烧的碳氢化合物最小化。

  至少阀盘和阀座由于靠近燃烧室而达到自洁温度。在阀盘上或在阀的其他靠近燃烧室的部件中的可能的沉积物被烧毁并且使积碳最少。由此,在燃气发动机的维护工作中清洁喷射器是多余的。

  提到的基座单元用作为连接壳体。所述基座单元包含驱动单元,尤其带有电磁体的螺管线圈单元及其冷却剂接口,以及至少一个用于气体供给管路的接口。所述设置方式能够实现紧凑的构型。

  优选地,所述阀是气体喷射器的唯一的阀。这还防止间隙、未燃烧的碳氢化合物和积碳。

  还有利的是,喷射器喷管和推杆可以具有任意长度。由此,根据本发明的气体喷射器可以匹配于任何长度。优选地,喷射器喷管具有长度和至少一个直径,其中长度比直径大数倍,尤其比所述直径中的最大直径大数倍。这种构型是极其细长的并且根据本发明的气体喷射器也能装入发动机中,在所述发动机中已知的喷射器出于位置原因而不可装入。

  在一个优选的实施方式中,驱动单元包括螺管线圈单元。优选地,推杆与螺管线圈单元的衔铁板牢固地连接,其中衔铁板通过操作螺管线圈单元的电磁体可运动。通过在操作电磁体时拉紧衔铁板,施加轴向力以打开阀。优选地,所有可运动的部件在阀打开时无空隙地在推进下工作。

  在一个简单的实施方式中,推杆贯穿电磁体。优选地,然而存在衔铁螺杆,所述衔铁螺杆将推杆与衔铁板连接,其中衔铁螺杆在电磁体中心引导。由此能将基座单元连同螺管线圈单元始终保持不变地构成并且仅须将喷射器喷管和推杆的长度匹配于发动机情况。

  优选地,衔铁螺杆在其长度的至少一个区域上具有螺旋槽。所述螺旋槽确保在螺管线圈之上和之下的压力平衡。附加地,引导部不太易受污染影响。轻便性能够实现在整个喷射器使用寿命期间的过程安全性。

  优选地,衔铁螺杆实心地构成,即所述衔铁螺杆封闭地构成并且优选不具有空腔或不具有显著的空腔。

  优选地,阀具有阀杆并且具有设置在其上的阀盘,其中阀杆与推杆连接,以便与所述推杆一起可沿轴向方向线性移动。优选地,所述连接是松的。这也提高了组件的灵活性。阀单元可以始终保持不变地构成并且推杆的或筒的长度仅须相应地匹配于发动机几何形状。

  优选地,阀杆和阀盘一件式地实心地制成。根据实施方式,阀杆具有空腔,所述空腔用其他材料填充。这种变形方案在此也包含在概念“实心”中。

  在优选的实施方式中,阀盘具有与气体的流出方向相反地定向的密封面,所述密封面密封地贴靠在阀座上,以便因此关闭阀通道开口从而关闭阀。优选地,阀锥可沿流出方向移动,以便打开阀。这样在燃烧压力升高时,在阀座中的挤压提高并且不能自动地打开阀。

  在优选的实施方式中,在阀锥的阀杆上存在闭锁弹簧,所述闭锁弹簧保持在关闭姿态中或者进入关闭姿态中。优选地,由此不借助于电磁体而是借助于弹力来进行关闭。由此,在关闭阀时,阀座优选仅经受阀锥的碰撞能量。

  在一个优选的实施方式中,推杆在关闭过程期间与阀锥脱耦。由此,阀座优选仅经受阀锥的碰撞能量。通过所述措施,尤其在喷射器具有长的推杆的情况下,防止切换阀碰撞。通过较小的碰撞能量附加地提高喷射器的使用寿命。

  推杆同样可以实心地构成。优选地,然而所述推杆空心地构成。由此,在要运动的质量尽可能小的同时得到高的刚性。

  优选地,喷射器喷管具有筒并且推杆设置在筒之内并且相对于所述筒可线性移动。

  在简单的实施方式中,筒本身形成阀座。优选地,喷射器喷管的自由端部然而由阀体形成,所述阀体设置在筒上,其中阀体具有阀通道开口。优选地,阀体可松开地与筒连接。这使制造、安装以及维护变得容易。

  优选地,气体喷射器的所有可运动的部件,尤其推杆、衔铁螺杆和阀锥径向地被引导。优选地,这些部件是不同的构件,其在端侧上牢固地彼此连接或者形成彼此接合。

  优选地,对于闭锁弹簧附加地存在第二弹簧,尤其压力弹簧。所述第二弹簧确保在初始位置中气体喷射器的所有可运动的部件,尤其驱动单元无空隙的轴向的贴靠。所述第二弹簧尤其在阀每次打开之后使推杆和如果存在,还有衔铁螺杆和衔铁板回到其原始的初始位置中。

  如果在阀关闭时能将推杆与阀锥分开和/或,如上文所提到,存在第二弹簧,所述第二弹簧在阀关闭时衰减衔铁螺杆和衔铁板的运动,即使在长筒的情况下,能阻止切换阀的碰撞并且提高气体喷射器的使用寿命。

  优选地,在安装时能个体地设定闭锁弹簧的,可能存在的其他弹簧的弹力以及阀升程。由此,每个单个气体喷射器可以与特殊的顾客需求相配合。例如,能自由地设定切换时间、定量分配量、响应性能等。由此可以使一个制造批次的所有喷射器调整至完全相同。

  在从属权利要求中给出其他实施方式。

  附图说明

  下面根据附图描述本发明的优选的实施方式,所述附图仅用于阐述而不理解为限制性的。在附图中示出:

  图1示出具有根据本发明的气体喷射器的装置的立体图,所述气体喷射器与内燃机的预燃室连接;

  图2示出根据图1的装置的侧视图;

  图3示出沿着根据图2的A-A贯穿装置的纵剖面;

  图4示出贯穿根据图1的根据本发明的气体喷射器的第一纵剖面;

  图5示出贯穿根据图1的根据本发明的气体喷射器的第二纵剖面;

  图6示出贯穿根据图4的气体喷射器的喷射器筒的立体图;

  图7示出贯穿根据图6的喷射器筒的纵剖面;

  图8示出根据图6的B的喷射器筒的第一端部区域的放大图;

  图9示出根据图6的D的喷射器筒的第二端部区域的放大图;

  图10示出根据图4的气体喷射器的推杆的侧视图;

  图11示出沿着图10的A-A贯穿推杆的纵剖面;

  图12示出根据图4的气体喷射器的衔铁螺杆的侧视图;

  图13示出根据图4的气体喷射器的阀锥的侧视图;

  图14示出根据图4的气体喷射器的阀引导部的立体图;

  图15示出根据图14的阀引导部的侧视图;

  图16示出具有贯穿根据图4的气体喷射器的子剖面的侧视图;

  图17示出根据图16的A的端部区域的放大图;

  图18示出根据图4的气体喷射器的阀体的侧视图;

  图19示出贯穿根据图18的阀体的纵剖面;

  图20示出根据图4的具有阀体、阀引导部、阀锥和闭锁弹簧的气体喷射器的组件;以及

  图21示出贯穿根据图20的组件的纵剖面。

  具体实施方式

  在图1至3中示出在示例的应用中的根据本发明的气体喷射器。

  气体喷射器具有基座元件1和喷射器喷管2。基座单元1具有基座壳体10,所述基座壳体用盖100密封地闭锁。在基座壳体10的一侧上存在气体接口11并且在相对置的侧上设置有电插头14。在盖100中存在冷却剂入口12和冷却剂出口13。

  代替插头14也可以将电接口牢固地与壳体连接。这尤其在气体喷射器应当在高的环境温度下使用时是有利的。

  对于示出的基座单元的气体接口11替选地,喷射器喷管2,更准确地说下面描述的筒20也能设有一个孔或多个孔,以便引入气体。在此情况下,优选使用空心压力螺丝,以便确保在喷射器喷管2和内燃机的气缸盖之间的燃烧气体密封。

  喷射器喷管2长地且窄地构成并且与基座单元1处于牢固的且气密的连接。

  喷射器喷管2的背离基座单元1的自由端部,如在此所示出,能与内燃机的,尤其燃气发动机的预燃室3连接。预燃室3具有喷嘴孔30,燃烧的气体空气混合物穿过所述喷嘴孔射入内燃机的燃烧室中从而点燃在气缸中的主载荷。由此,尤其在大的燃气发动机中可以明显地减少点火延迟。经由气体接口11引入气体喷射器中并且从那里喷入预燃室3中的气体即使在气缸中存在微少的混合物时也保证过程安全的点火。燃烧室在此没有示出。从喷嘴孔30中排出且燃烧的气体空气混合物在图1和3中可见并且设有附图标记G。

  在这里示出的实例中,在预燃室3的上部区域中存在具有火花塞40的壳体4。

  根据本发明的气体喷射器也能使用在其他装置中。例如,所述气体喷射器也能直接引入燃烧室中。

  图4和5示出贯穿根据本发明的气体喷射器的两个纵剖面。纵剖面彼此成直角。

  在基座单元1中设置有驱动单元。在本实例中,驱动单元包括电磁体,尤其螺管线圈单元5。如开头提到的替选的驱动器然而能够以相同的方式与所述实施例的其余提到的元件类似地组合并且根据本发明地使用。

  螺管线圈单元5具有线圈52和磁芯51。在图5中可识别线圈52的起皱的连接销520,所述连接销经由插头14建立向外的连接。

  还在图5中示出冷却剂入口12和冷却剂出口13。所述冷却剂入口和冷却剂出口引入环形的冷却剂室15中,所述冷却剂室包围磁芯51。冷却剂在磁芯51周围流动并且将电磁体保持在期望的运行温度上。所述冷却剂是液体或者也是气体。理想地,使用已经在发动机处存在的流体,例如冷却水、发动机油或其他传热的流体。根据要使用气体喷射器的环境温度,到环境的放热而没有附加的到冷却介质的连接也是足够的。

  在螺管线圈单元5的中央的穿通开口中设置有引导和碰撞套筒53,所述引导和碰撞套筒由衔铁螺杆54贯穿。衔铁螺杆54以其外螺纹接合到衔铁板55的内螺纹中并且还借助于锁紧螺母56位置固定地保持在衔铁板55上。衔铁板55在电磁体吸引时优选经由引导和碰撞套筒53保持间距,使得衔铁板不会放置在磁芯51上。由此,在切断电能时防止磁性粘合从而加速阀的关闭。

  盖100在衔铁板55之上具有上部的止挡件19。

  压力弹簧50作用到衔铁板55上并且将所述压力弹簧朝磁芯51的方向按压。在静止位置中,衔铁板55然而与磁芯51间隔开。压力弹簧50保持在盖100中。所述压力弹簧与下面描述的闭锁弹簧23相比具有小数倍的弹力。压力弹簧50在过度的关闭过程之后将驱动单元的所有可运动的部件再无空隙地带入初始位置中从而将喷射器准备用于下一切换过程。

  在基座单元1中设置有多个密封的O形环,所述O形环示作为填充黑色的面。示例性地,两个所述O形环设有附图标记16。

  在图4中可见气体接口11。所述气体接口在柱形的气体室18中终止,所述气体室由衔铁螺杆54贯穿并且所述气体室位于磁芯51的与衔铁板55的相对置的侧上。气体室18由在基座壳体10中的第一盲孔形成。所述第一孔18将气体朝切换阀的方向引导。

  喷射器喷管2具有长的、窄的管状的喷射器筒20,所述喷射器筒的中央轴线与衔铁螺杆54的和柱形的气体室18的中央轴线对齐或者形成其延长部。喷射器筒20具有穿通开口203(参见图7),所述穿通开口的直径优选与气体室18的直径相同并且更优选大于所述气体室的直径。

  喷射器喷管2,更准确地说喷射器筒20,贴靠在第二盲孔的内底面上并且借助于O形环16向外密封。喷射器筒20借助于固定螺母17固定地保持在基座壳体10中,所述固定螺母旋拧到第二盲孔的内螺纹中。

  在喷射器筒20中,推杆21沿纵向方向可移动地设置。推杆21优选是具有两个彼此相对置的敞开的端部的薄壁的管,所述端部通过第一推杆头210和第二推杆头211部分地闭锁。两个推杆头210、211具有压力补偿孔212、213,所述压力补偿孔在下文中详细地描述。

  第一推杆头210与衔铁螺杆54相邻并且与薄壁的杆管215不可松开地连接。衔铁螺杆54具有衔铁螺杆头540,所述衔铁螺杆头在第一推杆头210的盲孔底部中放置。衔铁螺杆54的相对置的端部由衔铁螺杆根部541形成,所述衔铁螺杆根部伸出于锁紧螺母56。

  第一和第二推杆头210、211优选相同地构成。所述第一和第二推杆头然而也可以不同地形成。两个推杆头210、211不可松开地与薄壁的杆管215连接。

  第二推杆头211从而推杆21的第二端部松开地放置在阀锥6上。在此实例中,第二推杆头211也具有盲孔,所述盲孔将推杆21在阀锥6上,更准确地说在阀根部60上径向地引导。在另一实施方式中,在阀根部60和推杆头211之间的连接是牢固的。优选地,阀根部60和推杆头211然而能在与流出方向相反运动时脱耦。

  阀锥6贯穿喷射器筒20的前部的自由端部并且在阀体8中终止。阀体8旋拧到喷射器筒20的自由端部上或者以其他方式牢固地并且优选密封地与所述自由端部连接。阀体8和喷射器筒20优选形成喷射器喷管2的外套。

  阀体8形成阀座,所述阀座在下文中更准确地描述。阀锥6具有相应的阀盘65,所述阀盘同样在下文中更准确被描述。阀锥6在套管状的阀引导部7之内可移动地保持并且径向地引导,其中其阀盘65借助于闭锁弹簧23压紧到阀座上,使得在静止位置中阀是关闭的。

  在图4和5示出弹簧盘26、闭锁弹簧23以及锁紧螺母25,借助于所述锁紧螺母,阀锥6牢固地与闭锁弹簧23连接。

  在喷射器喷管2上还施加空心压力螺丝22,所述空心压力螺丝与固定螺母17相邻地然而间隔开地设置。所述空心压力螺丝22优选用于将气体喷射器安装到外部单元上,尤其安装到发动机,例如燃气发动机上。气体喷射器然而也可以替选地以其他方式固定在发动机上或固定在发动机中。根据实施方式,例如能将基座单元借助于螺丝装在发动机上。

  在图6至9中,可清楚识别喷射器筒20。所述喷射器筒具有空心柱状的筒头部200,所述筒头部具有在端侧上设置的环形的凹槽208以容纳密封的O形环。筒头部200在外部的阶梯204中过渡到喷射器管201中。喷射器管首先具有拥有第一外直径的区域并且随后具有拥有第二外直径的区域,其中第一直径大于第二直径。在这两个区域之间存在具有环形的环绕的外部的凹槽205和斜面的过渡区域。外部的阶梯204,如从4和7的总览中可清楚看到那样,在固定螺母17的相应的阶梯处紧靠。外部的凹槽205用于容纳锁环27,所述锁环固定空心压力螺丝22。

  喷射器筒20的穿通开口203优选具有保持不变的内直径除了自由端部区域以外,所述自由端部区域背离筒头部200。在端部区域中设置有闭锁弹簧23和阀锥6,如通过图4和7的总览可清楚看到。在该端部区域中存在内部的阶梯206。端部区域优选具有比其余喷射器筒略微更大的直径。在喷射器筒20的自由的敞开的端部202中存在内螺纹207以及在最前方的端部处存在另一内部的阶梯,其中最前方的端部无螺纹地,然而具有拓宽的直径地构成。

  所述自由的敞开的端部202在图8中放大地示出。图9以放大图示出筒头部200。

  图10和11示出推杆21。所述推杆由薄壁的管215形成,所述管在两个端部上设有部分地闭锁相应的端部的推杆头210、211。所述头210、211是按压到管215的端侧上并且伸入管215中的插入件。第一和第二推杆头210、211优选相同地构成。然而,所述第一和第二推杆头也可以不同地成形。

  第一推杆头210设置在推杆21的靠近螺管线圈的端部上。所述第一推杆头具有柱状的、带有扩宽的法兰的基体,所述法兰放置在管215上。法兰的端侧设有盲孔,所述盲孔用作为第一接合开口216。如通过图11和4的总览可清楚看到那样,衔铁螺杆54的衔铁螺杆头540接合到所述第一接合开口216中并且径向地引导推杆21。由此,在推杆21和衔铁螺杆54之间的连接是松开的或者能脱耦。替选地,然而连接也可以牢固地构成。

  推杆头210、211设有压力补偿孔212、213,所述压力补偿孔沿推杆21的纵向方向延伸并且实现气体室18和推杆21的空心的内腔之间的连接。压力补偿孔212、213确保,在推杆孔215中存在与在喷射器筒20中相同的压力。附加地,通过压力补偿孔212、213使得气体的穿流变得容易从而减少流动阻力。

  第二推杆头211位于推杆21的相对置的端部上。所述第二推杆头与第一推杆头210相同地构造,所述第一推杆头具有第二接合开口217并且具有第二压力补偿通道213。

  管215在推杆头210、211的区域中同样具有不同大小的焊接孔214。为了将推杆头不可松开地与推杆管215连接,将其彼此焊接。在制造时,在焊接过程期间将焊料通过焊接孔214输送,所述焊接孔具有大的开口。通过具有较小开口的焊接孔,空气从间隙中挤出。替选地,在管215和头210、211之间的连接也可以通过压配合、焊接连接等进行。

  在图12中示出衔铁螺杆54。所述衔铁螺杆优选实心地构成,优选不具有内部的空腔。所述衔铁螺杆具有多个柱形部段。第一端部由衔铁螺杆根部541形成,所述衔铁螺杆根部扩宽成具有外螺纹的柱状的第一部段542。呈渐缩部形式的跟随的释放槽543转入到第二部段544中,所述第二部段优选具有比第一部段542更大的外直径。第二部段544具有近似在其整个长度上延伸的螺旋槽546。阶梯引向第三部段545,所述第三部段优选还具有较小的外直径并且优选具有光滑的表面。第三部段545渐缩到衔铁螺杆头540中。

  如通过图12和4的总览可清楚看到,衔铁螺杆根部541伸出于锁紧螺母56。衔铁螺杆设有关键面,例如外六角形,以便可以精确地设定衔铁板的位置。第一部段542的外螺纹接合到衔铁板54中并且在操作螺管线圈时与所述螺管线圈和锁紧螺母56一起运动。

  第二部段544在引导和碰撞套筒53之内滑动,其中所述螺旋槽546确保在两个螺管线圈侧上的压力补偿。此外,借助于螺旋槽546的引导是相对于污染不敏感的。螺杆引导部54还优选是等离子体覆层的,以便可以持久地无润滑地在引导碰撞套筒中运动。由此,移动组件的配合间隙可以选择为非常窄的,而配合间隙不会造成夹紧。由此,螺旋槽546也改善配合的引导特性。

  第三部段545从螺管线圈单元伸展至气体室18并且借助于衔铁螺杆头540将衔铁螺杆54与推杆21连接。

  图13示出阀锥6。所述阀锥具有实心构成的带有多个柱状部段的阀杆68以及在端部上构成的阀盘65。朝向推杆21的端部形成阀根部60。随后的第一柱状部段61具有比阀根部60更大的外直径。此外,所述第一柱状部段具有外螺纹。

  随后的柱状的第二部段62形成渐缩部,其中柱状的第三部段63还具有较大的直径。第二和第三部段62、63的壳优选光滑地构成。第三部段63扩宽并且过渡到所谓的阀盘65中,所述阀盘优选基本上构成为扁平的、圆形的板,所述板具有优选平坦的端面。

  阀盘65朝向第三部段,即与经由喷射器喷入的气体的流出方向相反地,具有环绕的斜面,所述斜面形成阀的密封面66。由此,密封面66形成具有优选近似120°的敞开角度的截锥体。阀盘65的相对置的侧优选同样是倾斜的并且形成楔面67。优选地,所述角是较小的,使得形成具有优选近似60°的敞开角度的截锥体。第二截锥体沿相反方向彼此倾斜,也就是说阀盘65沿两个方向向外渐缩。

  如通过图13和4的总览可清楚看到的,阀根部60容纳或者牢固地保持在第二推杆头211的盲孔217中。阀锥6贯穿喷射器筒20的前端部和阀引导部7并且借助阀盘65从喷射器筒20的前端部和阀引导部7中伸出。

  在图14和15中示出阀引导部7。所述阀引导部具有空心柱状的基体70,所述基体的外表面设有纵向凹槽72。纵向凹槽72形成用于气体的连接通道。

  阀引导部7的穿通开口具有附图标记71。所述穿通开口用作为阀柄引导部。在基体70上邻接有环绕的法兰75,所述法兰过渡到空心柱状的根部中。所述法兰形成弹簧引导部74。弹簧引导部74具有比基体70更小的外直径并且用作为用于闭锁弹簧23的定心装置。

  如通过图15和4的总览能清楚看到的,阀引导部7的弹簧引导部74伸入闭锁弹簧23的空腔中。基体70经由闭锁弹簧23的轴向力位置固定地保持在阀体8中。

  下面,根据图16至19描述阀体8。所述阀体形成根据本发明的气体喷射器的最前方的自由端部,如在图16中可清楚看到的。图17是根据图16的局部A的放大示图。阀体8在此仅部分地示出,其中可清楚看到的是,阀盘65以其截锥形的密封面66在阀体8的匹配地成形的第一止挡件处紧靠。所述第一止挡件形成根据本发明的气体阀的阀座86。

  如在图18和19中可见,阀体8主要具有带有多个空心柱状的部段的基本形状。第一部段80形成气体喷射器的最前方的自由端部。第一部段80设有双六角形88,以便可以将第一部段过程安全地安装到喷射器筒中。代替双六角形齿部也可以使用其他形状配合的或力配合的旋入可能性。

  第一部段80经由第一渐缩部83过渡到第二部段81中。第二渐缩部84随后引导到具有较小外直径和外螺纹的第三部段82中。第二渐缩部84在径向伸展的阶梯中实现,使得形成垂直于纵轴线定向的外部的止挡件840,所述外部的止挡件用作为喷射器筒的密封面。

  穿通开口85伸展穿过整个阀体8。在第一部段80的朝向气体喷射器的前部的自由端部的区域中,直径扩宽,其中穿通开口85在该区域中具有保持不变的直径,直至其引导至垂直伸展的、即径向伸展的檐或凸台,所述檐或凸台用作为止挡件。所述止挡件形成阀座86。

  随后,穿通开口85沿与气体的流出方向相反的方向伸展到多个阶梯中,其中阀体的内直径渐缩和扩宽。在第一渐缩部83的区域中存在另一径向伸展的阶梯,所述阶梯形成第二止挡件87。

  如通过图19和4的总览可清楚看到的,喷射器筒20的自由端部在阀体8的外部的阶梯840处紧靠并且第三部段82伸入喷射器筒20中。第三部段82的外螺纹在此接合到喷射器筒20的内螺纹中。

  阀引导部7在第二止挡件87处紧靠并且阀盘65伸入阀体8的最前方的室中。

  在图19和20中示出由阀体8、阀引导部7、阀锥6和闭锁弹簧23构成的组件。可清楚看到的是,阀盘65在阀体6的阀座86处紧靠从而密封。

  由此,在阀打开时,在阀盘66和阀座86之间得到阀穿通开口,所述阀穿通开口在图21中设有附图标记69。要注意的是,在所述图21中示出处于关闭姿态中的阀,使得可见开口69的位置,然而开口69本身不可见。

  优选地,根据本发明的气体喷射器由对腐蚀不敏感的材料制成。这防止由于腐蚀或阀烧损而引起的气体泄漏。尤其阀盘优选由相应的材料制成,其中例如镍基合金证实为有利的。优选地,筒20和推杆21由具有相同或类似线膨胀系数的材料制成,使得可以补偿热膨胀。根据应用领域有利的是,气体喷射器的构件是不含铜的或者至少气密地铸造。这尤其在使用具有生物气体和其他含有氨化合物的气体的喷射器时是有利的。

  衔铁螺杆54和阀锥6优选无润滑地工作。这例如能通过如下方式实现,即所述衔铁螺杆和阀锥在制造时经受等离子体表面处理。

  下面,根据图4、5和21的总览阐述气体喷射器的工作方式。

  在静止状态中或在初始位置中,构成为压力弹簧的闭锁弹簧23将阀盘65朝第一凸肩的方向,即朝阀体8的阀座86的方向按压,从而将阀保持在关闭姿态中。衔铁板55与磁芯51间隔开。

  如果将螺管线圈单元,更准确地说电磁体通电,那么衔铁板55被磁芯51吸引,由此衔铁螺杆54沿纵向方向运动。衔铁螺杆54相对于引导和碰撞套筒53朝向气体喷射器的自由端部运动。

  基于衔铁螺杆54、喷射器筒21和阀锥6的连接,阀盘65向外沿流出方向背离阀座86,即第一止挡件地运动。阀打开并且由在阀座86和密封面66之间的空间形成的阀穿通开口69被开启。

  从气体接口11经由气体室18沿着间隙朝阀锥6的方向流动且沿着阀引导部7的纵向凹槽72到达阀盘65的气体可以穿过现在打开的阀沿着锥形的密封面66和阀座86向外延伸从而例如喷入燃烧室或预燃室中,其中所述间隙由推杆21的外壳和喷射器筒20的内表面形成。

  推杆21的空心的构成方式及其到推杆头中的压力补偿通道212和213用于,使相对长的推杆21能没有限制地根据螺管线圈的条件运动。所述空腔通常也用进入的气体填充。

  阀的关闭通过闭锁弹簧23进行。所述闭锁弹簧将阀锥6推回,直至阀盘65再贴靠在阀座86上。

  在一个优选的实施方式中,推杆21和衔铁螺杆54连同衔铁板55在关闭过程期间与阀锥6脱耦。虽然各个部件保持相对于彼此径向地引导。由此减小在阀座中的碰撞能量并且提高喷射器的使用寿命。

  由于加速的惯性能量,推杆21、衔铁螺杆54和衔铁板55朝上部的止挡件19的方向运动。由此,多余的动能被传到止挡件19。止挡件19用作为消耗力的衰减元件,其中衔铁板55可以止挡在所述止挡件19上。

  压力弹簧50将衔铁板55从而将衔铁螺杆54和推杆21推回到其初始和静止位置中。由此,气体喷射器的可运动的部件,尤其衔铁螺杆54、推杆21以及阀锥6再无空隙地轴向地彼此贴靠。由此,阀锥6为这些部件预设参考位置并且气体喷射器又准备用于下一切换过程。

  根据本发明的气体喷射器能相对小地且细长地构成。所述气体喷射器使切换延迟最小化,避免死区并且防止阀的污染。

  附图标记列表

  1基座单元

  10 基座壳体

  100盖

  11 气体接口

  12 冷却剂入口

  13 冷却剂出口

  14 插头

  15 冷却剂室

  16 O形环

  17 固定螺母

  18 气体室

  19 上部的止挡件

  2喷射器喷管

  20 喷射器筒

  200筒头部

  201喷射器管

  202敞开的端部

  203穿通开口

  204外部的阶梯

  205外部的凹槽

  206内部的阶梯

  207内螺纹

  208用于容纳O形环的凹槽

  21 推杆

  210第一推杆头

  211第二推杆头

  212第一压力补偿通道

  213第二压力补偿通道

  214焊接孔

  215薄壁的管

  216第一接合开口

  217第二接合开口

  22 空心压力螺丝

  23 闭锁弹簧

  25 锁紧螺母

  26 弹簧盘

  27 锁环

  3预燃室

  30 喷嘴孔

  4壳体

  40 火花塞

  5螺管线圈单元

  50 压力弹簧

  51 磁芯

  52 线圈

  520连接销

  53 引导和碰撞套筒

  54 衔铁螺杆

  540衔铁螺杆头

  541衔铁螺杆根部

  542第一部段

  543释放槽

  544第二部段

  545第三部段

  546螺旋槽

  55 衔铁板

  56 锁紧螺母

  6阀锥

  60 阀根部

  61 第一部段

  62 第二部段

  63 第三部段

  65 阀盘

  66 密封面

  67 楔面

  68 阀杆

  69 阀穿通开口

  7阀引导部

  70 基体

  71 阀柄引导部

  72 纵向槽

  74 弹簧引导部

  75 法兰

  8阀体

  80 第一部段

  81 第二部段

  82 第三部段

  83 第一渐缩部

  84 第二渐缩部

  840外部的止挡件

  85 穿通开口

  86 阀座

  87 第二止挡件

  88 外部结构

  G气体空气混合物

《气体喷射器.doc》
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