用于配量地释放气态燃料的气体配量阀的制作方法

本发明涉及一种气体配量阀，如该气体配量阀用于配量地释放气态燃料，尤其用于将气态燃料引入到内燃机的燃烧室中。

背景技术：

1、由现有技术已知气体配量阀，在所述气体配量阀中，将气态燃料配量并且以短的时间间隔直接释放到内燃机的燃烧室或内燃机的进气道中。在此可以配量不同的气态燃料、尤其是氢气。氢气的配量地释放对配量阀提出特别要求，因为氢气一方面化学上非常活泼，这相应地需要阻抗材料。另一方面，由于h2分子小，氢气也通过非常小的间隙扩散并且相应地难以完全密封。因此，纯金属密封件大多不足以完全密封氢气，使得需要使用弹性材料、即弹性体如塑料或橡胶用于密封。

2、将氢气直接释放到内燃机的燃烧室中的气体配量阀在其燃烧室侧的端部上经受燃烧室中的高温并且必须相应地是耐热的。因此，排除在燃烧室侧的阀座上使用弹性体，因为弹性体不能持久地承受这样的温度。为了解决该问题，由de 10 2020 201 973 a1已知一种气体配量阀，该气体配量阀具有两个阀元件，其中，第一阀元件控制配量阀的入口，而第二阀元件打开和关闭燃烧室侧的出口。仅远离燃烧室的第一阀元件配备有弹性体密封件，以便确保氢气的完全密封，而燃烧室附近的密封座则构造为金属密封件。因此，在气体配量阀关闭时确保完全密封，而实际配量、即配量阀的短时间的打开和关闭也可以通过具有金属密封件的第二阀元件实现。

3、在此，两个阀元件都由唯一的电磁铁控制，该电磁铁作用到第一阀元件上，其中，第一阀元件在其打开运动时携带第二阀元件。因为要实现两个阀元件的最大可能的间距，所以在第一阀元件和第二阀元件之间存在传递运动的耦合元件，例如呈耦合套筒的形式。所有可运动的构件都在壳体内引导，其中，然而必须注意的是，气态燃料没有润滑特性，因此阀元件的导向间隙必须相对较大地构造，以便壳体中的构件不卡住或过度磨损。因此存在以下风险：也用作电磁衔铁的第一阀元件的可能的倾斜将传递到其余构件、尤其传递到耦合套筒上，使得在一方面第一阀元件或耦合套筒与另一方面壳体之间的一些部位上出现增加的磨损。

技术实现思路

1、与此相反地，根据本发明的气体配量阀具有以下优点：阀元件在气体室内精确地被引导，而不出现壳体与阀元件或耦合套筒之间的增加的磨损并且同时不损害气体配量阀的可装配性。为此，气体配量阀具有壳体，在所述壳体中形成具有入口和出口的气体室。阀元件可纵向运动地布置在气体室中，该阀元件通过其纵向运动打开和关闭入口，其中，阀元件能够通过电促动器运动。此外，在气体室中布置有喷嘴针，该喷嘴针与喷嘴座共同作用以打开和关闭出口，其中，在阀元件和喷嘴针之间布置有耦合套筒，该耦合套筒将阀元件的运动传递到喷嘴针上。在此，耦合套筒无间隙地接收在阀元件的接收开口中。

2、与电促动器共同作用的阀元件的运动通过耦合套筒传递到喷嘴针上。因为耦合套筒无间隙地接收在接收开口中，所以阀元件和耦合套筒相互起稳定作用，使得防止两个构件在壳体内偏离轴线(desachsierung)。气体配量阀仍然能够良好地装配，因为两个构件可以单独地制造并且仅在装配时才插装在一起并且从而固定连接。

3、在本发明的一个有利构型中，气流从入口通过耦合套筒被引导至出口。由此，在引导耦合套筒时和从而在优化从阀元件到喷嘴针上的力传递时产生非常大的结构设计上的自由度。在此，耦合套筒以有利的方式构造为空心柱体，并且阀元件上的接收开口构造为盲孔。为了能够实现两个构件的固定连接，耦合套筒的布置在接收开口内的区段的外直径在未装配的状态下比接收开口的内直径大1μm至10μm，以便在配量阀的使用寿命期间形成固定连接。

4、在另一有利构型中，耦合套筒具有第一套筒区段和第二套筒区段，其中，第一套筒区段由铁磁性材料制成并且接收在阀元件的接收开口中，而第二套筒区段由非铁磁性材料制成，其中，两个套筒区段固定地相互连接。因为当电促动器构造为电磁铁时，第一阀元件用作电磁衔铁，所以铁磁性的耦合套筒增强了电磁铁对磁性衔铁、即第一阀元件的作用。然而，如果整个耦合套筒由铁磁性材料制成，则磁场过强地被发散，使得减小了作用到阀元件上的有效磁力。因为仅布置在阀元件内的套筒区段是铁磁性的，因此得到磁力的增强，而不会产生发散场，这将磁场引导到壳体的不希望的区域中。

5、在此，以有利的方式，两个套筒区段由金属材料制成并且通过焊接连接部实现固定连接，使得两个套筒区段固定且持久地相互连接。

6、在另一有利构型中，耦合套筒在气室中在两个轴向地彼此间隔开的导向区段在侧面被导向。因为存在与阀元件的固定连接，所以当在阀元件的外壁和壳体或者说气体室的壁之间形成相应大的间隙时，阀元件也可以通过耦合套筒被引导。因此排除了阀元件和气体室的壁之间的摩擦和从而过度磨损。

技术特征：

1.一种用于配量地释放气态燃料的气体配量阀，具有：

2.根据权利要求1所述的气体配量阀，其特征在于，所述耦合套筒(20)接收在所述接收开口(14)中。

3.根据权利要求1所述的气体配量阀，其特征在于，气流从所述入口(9)通过所述耦合套筒(20)被引导至所述出口(10)。

4.根据权利要求1、2或3所述的气体配量阀，其特征在于，所述耦合套筒(20)构造为空心柱体，并且所述阀元件(12)中的接收开口(14)为盲孔。

5.根据权利要求4所述的气体配量阀，其特征在于，所述接收开口(14)的内直径在未装配的状态下比所述耦合套筒(20)的布置在所述接收开口(14)内的区段的外直径小1μm至10μm。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的气体配量阀，其特征在于，所述耦合套筒(20)包括第一套筒区段(120)和第二套筒区段(220)，其中，所述第一套筒区段(120)由铁磁性材料制成并且接收在所述阀元件(20)的接收开口(14)中，并且所述第二套筒区段(220)由非铁磁性材料制成，其中，两个套筒区段(120；220)固定地相互连接。

7.根据权利要求6所述的气体配量阀，其特征在于，所述两个套筒区段(120；220)由金属材料制成并且相互焊接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的气体配量阀，其特征在于，所述耦合套筒(20)在气体室(8)中在至少两个轴向地彼此间隔开的导向区段(17'；24)上在侧面被导向。

9.根据权利要求8所述的气体配量阀，其特征在于，所述阀元件(12)在侧面具有大的导向间隙，使得该阀元件仅通过所述耦合套筒(20)在径向方向上被导向。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的气体配量阀，其特征在于，所述电促动器是电磁铁(18)并且所述阀元件(12)构造为沉入式衔铁。

技术总结
本发明涉及一种用于配量地释放气态燃料的气体配量阀，具有壳体(1)，在所述壳体中形成具有入口(9)和出口(10)的气体室(8)。在所述气体室(8)中能纵向运动地布置有阀元件(12)，所述阀元件通过其纵向运动打开和关闭所述入口(9)，其中，所述阀元件(12)能够通过电促动器(18)运动。在所述气体室(8)中还布置有喷嘴针(30)，所述喷嘴针与喷嘴座(37)共同作用，用于打开和关闭所述出口(10)，其中，在所述阀元件(12)和所述喷嘴针(30)之间布置有耦合套筒(20)，所述耦合套筒将所述阀元件(12)的纵向运动传递到所述喷嘴针(30)上。在此，所述耦合套筒(20)无间隙地接收在所述阀元件(12)的接收开口(14)中。

技术研发人员：M·克劳泽,T·布罗克,D·博塞,H·克劳斯,M·米勒,L·泽勒,F·菲舍尔,O·蒂克尔,M·拜尔
受保护的技术使用者：罗伯特·博世有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15