雙閥針氣體噴射器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于噴入氣態(tài)燃料的氣體噴射器，所述氣體噴射器具有雙閥針。
【背景技術(shù)】
[0002]除了液態(tài)燃料，最近也越來越多地使用氣態(tài)燃料，例如天然氣或氫氣，用于運(yùn)行車輛。然而已知的用于液態(tài)燃料的噴射器只能有限地適用于氣態(tài)燃料，因?yàn)闅鈶B(tài)燃料具有與液態(tài)燃料不同的能量密度和體積。為了這樣運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)沒有過度的消耗并且具有最小的有害物質(zhì)排放，每次噴入過程必須噴入盡可能準(zhǔn)確的氣體量。在此也必須允許每個(gè)燃燒周期一個(gè)或多個(gè)噴入過程。此外，除了要求在一個(gè)預(yù)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)可以噴入一定的最大量之外，也允許，精確地計(jì)量經(jīng)定義的最小氣體量。在此還應(yīng)該存在盡可能低的系統(tǒng)壓力，以便盡可能完全地利用氣體儲箱的容積。在噴入過程之間，噴射器此外必須相對于燃燒室密封氣體。圖1示意性地示出一個(gè)已知的氣體噴射器I的噴嘴側(cè)的端部的例子，其中，一個(gè)向外打開的閥針3位于閥座2上并在殼體5中。圖1示出了噴射器的關(guān)閉狀態(tài)。在噴射器打開的情況下，有效的總打開橫截面在行程上首先線性地增大，直到在閥針上釋放的環(huán)形橫截面是最小的橫截面為止。只要在具有半徑Rl的閥針3和殼體5之間的環(huán)形間隙具有比通過行程釋放的在閥座2和殼體5之間的截面面積更小的截面面積，噴入率是恒定的。
[0003]在氣體噴射器的設(shè)計(jì)中，在噴入期間需要的質(zhì)量流和對氣體的盡可能低的系統(tǒng)壓力的要求之間存在一個(gè)目標(biāo)沖突。這就導(dǎo)致，氣體噴射器必須具有盡可能大的流動橫截面。然而因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)空間一般是有限的，大的流動橫截面經(jīng)常不能通過使噴射器的尺寸簡單的擴(kuò)大實(shí)現(xiàn)，尤其是在向外打開的噴射器的情況下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]與之相對照，本發(fā)明的具有權(quán)利要求1的特征的用于為內(nèi)燃機(jī)噴入氣態(tài)燃料的氣體噴射器具有的優(yōu)點(diǎn)是，流動橫截面在噴射器打開的情況下可以被擴(kuò)大，從而在低的系統(tǒng)壓力的情況下，也能在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)噴入足夠的氣體量。在此，根據(jù)本發(fā)明的氣體噴射器具有非常緊湊而且小的結(jié)構(gòu)空間，使得該噴射器也可以在狹小的馬達(dá)艙中使用。根據(jù)本發(fā)明的氣體噴射器在此包括一個(gè)閥體和一個(gè)雙閥針，所述雙閥針具有外針和內(nèi)針。此外，設(shè)置致動器布置，其中，此致動器布置設(shè)置用于，分別彼此獨(dú)立地操作外針和內(nèi)針。因此根據(jù)本發(fā)明，可以在不同的時(shí)間點(diǎn)只操作外針或者只操作內(nèi)針或者操作兩個(gè)針。當(dāng)操作兩個(gè)針時(shí)，在此優(yōu)選地出現(xiàn)最大的打開橫截面。外針是空心針，其中，內(nèi)針設(shè)置在空心的外針的空心區(qū)域中。此外，在閥體和外針之間形成第一密封座并且在外針和內(nèi)針之間形成第二密封座。內(nèi)針在外針內(nèi)的布置在此實(shí)現(xiàn)了非常緊湊的結(jié)構(gòu)。當(dāng)兩個(gè)針處于打開的狀態(tài)時(shí)，在此可以實(shí)現(xiàn)更大的打開橫截面并且在待噴入的氣體的盡可能小的系統(tǒng)壓力的情況下，在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)可以噴入需要的氣體量或者氣體質(zhì)量。
[0005]從屬權(quán)利要求示出本發(fā)明的優(yōu)選改進(jìn)方案。
[0006]優(yōu)選地，致動器布置包括第一致動器用于操作內(nèi)針和第二致動器用于操作外針。由此，能夠以相對簡單的方法來實(shí)現(xiàn)外針和內(nèi)針的單獨(dú)的控制。雖然在此需要兩個(gè)致動器，但是因此得到廣泛的應(yīng)用范圍，其中，也可以實(shí)現(xiàn)不同的噴入策略。例如，內(nèi)針可以在外針之前打開，或者外針在內(nèi)針之前打開，或者兩針同時(shí)打開。同樣也適用于相應(yīng)的閉合過程。因此，根據(jù)使用目的和例如內(nèi)燃機(jī)的相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)，可以在氣體噴射器的打開和閉合方面實(shí)現(xiàn)不同的噴入策略。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可替代的構(gòu)型，致動器布置剛好包括一個(gè)致動器，第一預(yù)緊元件和第二預(yù)緊元件。第一預(yù)緊元件在此優(yōu)選地設(shè)置在內(nèi)針和外針之間并且第二預(yù)緊元件優(yōu)選地設(shè)置在外針和閥體之間。通過該結(jié)構(gòu)，優(yōu)選地通過剛好一個(gè)致動器也可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)針和外針的分級的打開，其方式是，預(yù)緊元件的預(yù)緊力選擇不同。根據(jù)由所述一個(gè)致動器引起的行程可以因此得到打開特性。
[0008]特別優(yōu)選的是，兩個(gè)預(yù)緊元件的預(yù)緊力不同。進(jìn)一步優(yōu)選的是，兩個(gè)預(yù)緊元件的預(yù)緊力是可以調(diào)節(jié)的，使得具有不同的噴入策略的內(nèi)燃機(jī)存在不同的運(yùn)行狀態(tài)。所述預(yù)緊元件特別優(yōu)選地是彈簧。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選地，氣體噴射器包括一個(gè)止擋，所述止擋限制內(nèi)針和/或外針的運(yùn)動。由此，可以以簡單的方法預(yù)定最大的行程。特別是在使用兩個(gè)致動器用于單獨(dú)地控制內(nèi)針和外針的情況下，可以通過使用止擋限制簡單的最大的行程。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選的是，氣體噴射器此外包括一個(gè)攜動元件，所述攜動元件在兩針中的一個(gè)走完預(yù)定的行程長度之后攜動另一個(gè)針。特別優(yōu)選地，攜動元件設(shè)置在內(nèi)針上，然后所述攜動元件在走完預(yù)定的行程之后攜動外針并且使外針從在閥體上的第一密封座上升起。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選的是，致動器布置包括一個(gè)磁致動器或者一個(gè)壓電致動器。
[0012]特別優(yōu)選的是，外針和內(nèi)針是向外打開的閉合元件。因此，可以以簡單的方法提供緊湊的構(gòu)造方式的向外打開的氣體噴射器。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選的是，氣體噴射器在直噴內(nèi)燃機(jī)中使用。在此，氣體噴射器直接設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室上并且直接噴入到燃燒室中。
[0014]此外，本發(fā)明涉及一種氣體運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)，其包括根據(jù)本發(fā)明的氣體噴射器。該內(nèi)燃機(jī)在此特別優(yōu)選地應(yīng)用在車輛中。
【附圖說明】
[0015]下面參考附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例。相同的或者功能相同的部件在此用相同的附圖標(biāo)記示出。在圖中:
[0016]圖1:根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的氣體噴射器的示意性剖視圖，
[0017]圖2:根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的氣體噴射器的示意性剖視圖，和
[0018]圖3:根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的氣體噴射器的示意性剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面參照圖2詳細(xì)介紹根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選的實(shí)施例的氣體噴射器I。
[0020]如從圖2中示出的，氣體噴射器I包括一個(gè)閥體2和一個(gè)針布置，所述針布置包括一個(gè)外針3和一個(gè)內(nèi)針4。內(nèi)針4在此設(shè)置在外針3的空心區(qū)域30里。
[0021 ] 此外，氣體噴射器I包括一個(gè)致動器布置7，所述致動器布置具有第一致動器71和第二致動器72。第一致動器71在此操作內(nèi)針4并且第二致動器72操作外針3。內(nèi)針4在此在外針3內(nèi)被引導(dǎo)。
[0022]此外，在外針3和閥體2之間形成第一密封座5。此外在內(nèi)針4和外針3之間形成第二密封座6。這兩個(gè)密封座在此構(gòu)造成圓形的。外針3和內(nèi)針4構(gòu)造成兩個(gè)向外打開的針，從而氣體噴射器I是一個(gè)向外打開