直喷式燃气阀的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种直喷式燃气阀，用于将气态介质直接喷入到内燃发动机的燃烧室中，并且涉及一种这样的内燃发动机。
【背景技术】
[0002]最近，在内燃发动机中越来越多地也使用气态燃料例如天然气或氢气来驱动机动车。但是已知的用于液体燃料的喷射器只能有条件地适用于这些气态燃料，因为气态燃料具有与液体燃料不同的特性和容积。目前在现代燃气发动机中气态燃料借助喷射器喷入到吸气管中。因为在吸气管中存在低温，在这种喷射器中为了密封燃气可以使用弹性体密封座。由此尤其可以保证燃气喷射器的高度密封性。为了改善这种燃气发动机的经济性和燃料消耗，值得期望的是，也能够实现燃气向燃气发动机的燃烧室中的直接喷入。但是由于燃气喷射器靠近燃烧室，在这里不能使用弹性体密封座，因为它们会由于燃烧室中的发热而损坏。
【发明内容】
[0003]与现有技术相比，具有权利要求1的特征的用于将气态介质直接喷入到内燃发动机的燃烧室中的本发明燃气喷射器具有优点，即能够实现没有弹性体密封装置的密封方案并且燃气喷射器能够为了直接喷入而直接布置在燃烧室上。在此，本发明燃气喷射器具有高的耐热性并且还能够在喷入期间释放大的横截面，由此也能够在一个节拍期间实现短的喷入循环或者多个喷入循环。此外，本发明燃气喷射器相对结构小并且具有紧凑且可简单制成的构造。按照本发明这一点由此实现:所述燃气喷射器包括可调节的阀元件和位置固定的、具有第一密封座的密封套。此外设置有具有第二密封座的可活动密封元件以及复位元件，用于使密封元件和阀元件再返回到初始位置。在此，第一和第二密封座形成燃气阀的阀座并且阀元件布置在密封套中。为了特别简单且在制造技术上能够特别成本有利地制成的构造，所述阀元件和密封元件优选只松动地布置。这种两体的结构尤其具有这样的优点:能够在燃气喷射器关闭过程期间实现自行对准。
[0004]从属权利要求给出本发明的优选改进方案。
[0005]特别优选，所述复位元件在气态介质通过燃气喷射器的通流方向上设置在阀座后面。由此可以提供特别紧凑构造的燃气喷射器。此外由此可以保证，所述阀座与热的燃烧室具有一些间距，由此尤其在阀座材料的材料选择方面可以选择成本有利的、不耐极高热应力的材料。
[0006]此外优选，所述燃气喷射器还包括具有壁部区域和底部区域的阀壳体。在此，在阀座与底部区域之间构成前室，所述复位元件布置在其中。在此所述复位元件优选支承在端部区域上。在端部区域中设置有开孔，气态介质可以通过它们流出到燃烧室中。在此，该端部区域保护所述燃气喷射器免受过强的热负荷。
[0007]按照本发明的另一优选扩展构型，所述阀元件具有空心圆柱形的本体，该本体具有多个侧面通孔。因此可以实现穿过空心圆柱形本体的内部的燃气流并且燃气可以经过这些通孔被引导到空心圆柱形本体的外圆周。此外优选所述通孔设置在空心圆柱形本体的一水平圆周线上。此外优选在空心圆柱形本体的外圆周上构成环绕的凹陷，所述通孔通到该凹陷上。
[0008]优选在阀元件与密封套之间设置有节流部，其中，节流部的打开横截面在阀元件运动时变化。优选，所述节流部的打开横截面在阀元件运动时向打开方向增大，由此可以喷入尽可能多的燃气量。
[0009]按照本发明的另一优选扩展构型，所述密封元件是密封盘并且在密封盘与密封套之间构成平座。由此可以通过简单且成本有利的方式实现阀座。例如可以将密封盘平面磨削并且可以将密封套上的平座也平面磨削。因此通过平座结构可以实现金属密封。特别优选密封套上的密封座设置在密封套的端面上，由此，阀座在密封套与密封盘之间具有环面延伸。因此通过选择起密封作用的内直径和外直径可以提供预给定的密封环面。
[0010]此外优选，所述密封盘在外圆周上具有多个突出的突块。所述突块一方面用于防止密封盘倾翻并且提供在阀壳体中的径向导向。另一方面在突块之间分别存在足够的自由空间，使得要喷入的气态介质在突块之间在密封盘旁边流过。由此也可以成本有利地制成密封盘，因为不必在密封盘中设置开口，而是可以在突块之间的中间区域上在外圆周上实现燃气流。
[0011]优选在密封盘突块与阀壳体之间设置有预给定的、微米范围的小间隙。由此可以实现在关闭过程期间密封盘对准。
[0012]按照本发明的作为替代的优选扩展构型，所述密封元件是部分球或整球体。此外优选所述密封套具有密封棱边或锥面，它与球形密封元件的球面段接触。通过使用密封棱边能够以简单且成本有利的方式保证具有高密封性的线密封。如果使用锥面，则可以实现在关闭过程期间锥形密封元件自动对中。
[0013]本发明还涉及一种燃气驱动的内燃发动机，具有按照本发明的燃气阀，该燃气阀直接布置在内燃机的燃烧室上。在此特别优选该内燃机与机动车相结合使用。
【附图说明】
[0014]下面参照附图详细解释本发明的优选实施例。相同的或功能相同的部件设置有相同的附图标记。在附图中示出:
[0015]图1按照本发明第一实施例的燃气喷射器的示意剖面图，
[0016]图2构造为密封盘的密封元件的示意立体图，
[0017]图3图1的阀元件示意侧视图，
[0018]图4曲线图，描述阀座上的打开横截面关于阀元件的行程的变化，
[0019]图5按照本发明第二实施例的燃气喷射器的示意剖面图，
[0020]图6按照本发明第三实施例的燃气喷射器的示意剖面图。
【具体实施方式】
[0021]下面参照图1至4详细描述按照本发明第一优选实施例的燃气喷射器I。
[0022]用于将气态燃料直接喷入到内燃发动机的燃烧室11中的燃气喷射器I包括可调节的阀元件2和位置固定的密封套3。此外该燃气喷射器包括一可活动的密封元件4和一复位元件5，用于使密封元件4和阀元件2再复位到在图1中所示的初始位置中。在此图1不出燃气喷射器的关闭状态。
[0023]在密封元件4与位置固定的密封套3之间设置有阀座9。在此，位置固定的密封套3包括第一密封座30，可活动的密封元件4包括第二密封座40。密封套上的第一密封座30设置在密封套的端侧端部上并且例如可以通过密封套3的平面磨削来制成。第一实施例的密封元件4是密封盘，其中，第二密封座40设置在该密封盘的指向阀元件2的一侧上。密封盘的该侧优选同样被平面磨削。因此得到第一和第二密封座30，40之间的环形面作为阀座。
[0024]如从图1看到的，在密封套30的内圆周上设置有与第一密封座30相邻的环绕的回缩部31。由此能够保证密封套3与阀元件2之间的尽可能大的通流横截面。
[0025]在图2中详细示出密封盘形式的密封元件4。如从图2看到的，该密封盘包括盘状的由实心材料构成的本体43，在其外圆周上设置有多个突块41。突块41在此径向地从盘状的本体43的圆周突出来。在分别相邻的突块41之间构成通过区域42。在此，在圆周方向上，通过区域42的宽度明显大于突块41的宽度。由此，气态介质可以在燃气喷射器打开的情况下穿过通过区域42流过。
[0026]由图3详细地看出阀元件2。阀元件2包括圆柱形的本体20和多个通孔21。在此，通孔21在阀元件2的径向上延