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CN100453791C - 用于气体燃料的电力操作的喷射器 - Google Patents

用于气体燃料的电力操作的喷射器 Download PDF

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CN100453791C CNB2004800294993A CN200480029499A CN100453791C CN 100453791 C CN100453791 C CN 100453791C CN B2004800294993 A CNB2004800294993 A CN B2004800294993A CN 200480029499 A CN200480029499 A CN 200480029499A CN 100453791 C CN100453791 C CN 100453791C
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Abstract

一种电力操作的喷射器(1)，用于将气态燃料给进到特别是用于机动车辆的内燃机的气缸，包括电磁致动器(2)，其作用在机械阻挡件(3)上，该阻挡件布置成使通道(4)通畅或将其阻挡，所述通道用于将所述燃料从给进导管(61)送到与出口(6)相连的输送导管(5)，密封部件(40)设置在输送导管(5)与阻挡件(3)之间。密封部件(40)由阻挡件(3)携载，并且具有朝向输送导管(5)变小的形状以便有效阻挡所述燃料气体通道(4)，并且将与所述输送导管(5)的环形端部(43)相关的冲击区域最小化。

Description

用于气体燃料的电力操作的喷射器
技术领域
本发明涉及一种根据主权利要求前序部分所述的用于将气体燃料给进到内燃机的气缸中的电力操作的喷射器。主权利要求前序部分指US 5924674。
背景技术
已知前述类型的电力操作的喷射器，它包括与用于气体燃料或仅是气体(例如液化石油气体，或例如天然气或氢气)的进给管相连的本体；所述主体包括电磁致动器(电磁线圈)，其作用在能够关于一个通道移动的机械部件或电枢上，所述通道与气体进给管连通，将所述本体的腔室连接到与出口相连的输送管，用于或者直接地或者通过内燃机进入歧管间接地将气体提供到相应的气缸中。在电磁致动器的磁力影响下，机械部件关闭或打开通道，从而防止或者使得气体被给进到气缸中。利用内燃机操作的指令和控制单元通过控制提供给致动器的电力而控制这种力的产生。这种机械部件一般由能够移动的铁磁钢盘构成，该盘关闭致动器或线圈产生的磁路。该盘支持相对于卷轴滑动的销。
另外，在机械部件与将气体输送到喷嘴的导管之间，存在密封部件，当机械部件位于阻挡气体通道的位置时，它能够使输送导管被密封。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种使用安全可靠的电力操作的喷射器，其中，相对于彼此移动的这些部件的磨损、特别是机械部件、密封部件和输送导管的磨损被最大减小。
另一个目的是提供一种电力操作的喷射器，其中，由于气体通过喷射器而在喷射器内产生的湍流以及因而产生的相应压力降低被减至最小，以便将从喷射器流出的气体流质量最大化。
本发明的又一个目的是提供一种电力操作的喷射器，其中，通过电磁致动器确保机械部件的运动。
附图说明
从以非限制性实施例方式示出的下列附图中，能够更好的理解本发明，其中：
图1为穿过根据本发明的电力操作的喷射器的剖面图；
图2为图1中喷射器细节的放大图；
图3为图2中A处细节的放大图；和
图4为图1中B处细节的放大图，为更清楚，部分部件被省略。
具体实施方式
参照附图，标号1表示根据本发明的电力操作的喷射器，它包括电磁致动器2，能够移动的机械阻挡件3，它设置成与用于气态燃料或气体的通道4配合，所述气态燃料或气体被引导到导管5，将燃料气体输送到与相应的内燃机的气缸配合的出口6，本发明即用于所述内燃机上。更具体地，电磁致动器2包括铁磁钢本体10，在其空腔11中，设有围绕本体10的内部中空圆柱形部件13的电绕组12。电绕组12与连接器16的叶片15配合，该连接器位于包括本体10的喷射器的上部1A上，密封部件17出现在绕组与喷射器的上部1A之间。利用内燃机设置于其上的机车上的普通电路向叶片提供电力，其方式是已知的不需要说明或图示。
导管5形成喷射器1的部分105的局部，例如通过卷边而固定到本体10上。
在圆柱状部件13的内部空腔13A中，在喷射器的顶部1A处插入固定的安装部件20，其在一端21处与位于销24(有利地设有耐磨塑料)的一端23上的弹簧22配合，该销24与阻挡件3都是刚性的。弹簧22具有位于部件20的平端部21上的第一端22A，并且围绕其中心突出件25进行安装。弹簧22还具有位于销24的也是平的另一端23上的第二端22B，并且围绕所述端部23的中心突出件28进行安装。在空腔13A内的部件20的不同位置对弹簧22产生不同的预载，因此弹簧在销24上产生不同的推力作用，该销与能够移动的机械阻挡件3是刚性的，将所述推力传送到阻挡件，以便调节它的操作状态。由导管5或喷射器1的部分105相对于本体10的位置，来设定电枢的冲程，电枢机械固定在本体10上。
如上所述，销24与阻挡件(或电枢)3是刚性的，并且销具有将后者保持在最大可能程度地垂直其沿着喷射器的纵轴线K的移动方向的已知功能，从而将致动器2产生的磁力最大化，并且将与作用在弹簧22上这一运动横向的振动减轻，继而达到提高寿命的目的。
阻挡件3由能够移动的铁磁钢盘构成，该盘将由形成电磁致动器2的线圈所产生的磁路封闭。阻挡件3具有设在其第一面3A的中央凹槽30，第一面朝向致动器2。凹槽30接收销24的端部31，该端部31以任何已知方式固定在所述阻挡件上。部件35从阻挡件3的第一面3A靠近其侧边缘34突出预定距离Z(图3)。通过将环形件插入到环形凹槽33内，而能够获得突出的部件35，但这不是唯一方式，所述环形凹槽33沿着阻挡件3的侧边缘34设置并且在第一面3A上，将环形件布置成与致动器2的本体10配合，从而当使用喷射器1时朝该本体拉阻挡件时，将阻挡件3与本体脱离。或者，突出的部件35可以与阻挡件3形成一体。部件35面向致动器2的表面可以是平的(如图所示)，或者向阻挡件3的边缘34倾斜。
更特别的是，如果突出的部件由环形件35形成，该环形件优选由塑料材料构成，从而不会影响产生在致动器2与阻挡件3之间的磁场。然而，也可用具有相同功能的其它材料形成部件35。突出的部件35的尺寸是这样，从凹槽33突出的距离被计算成能够防止阻挡件3与本体10之间的接触，并且所述阻挡件封闭导管5的封闭时间对于喷射器的正确操作是最优的。例如，该距离(图3中由Z指出)在0.07毫米与0.13毫米之间，优选为0.1毫米。这样设置尺寸还是为了确保在“喷射器打开”阶段出现的磁力足以克服趋于无意地重新闭合喷射器的力(通过将阻挡件3推到导管5上并且闭合通道4)的作用。
当阻挡件3被磁力拉到本体10处时，部件35还执行吸收阻挡件3的冲击能量的作用，以便减少阻挡件3和本体10的磨损。
在面向导管5并且远离所述表面3A的表面3B上，刚性地附接有弹性体材料的密封部件40，当喷射器1被电止动并且通道4必须被完全阻挡时其形状适于防止燃料气体泄漏。该密封部件40的目的也在于当阻挡件移动时，将阻挡件3与导管5的表面磨损最小化，并且防止后者的任何反弹。
最好通过共模的方式，在喷射器1完全组装之前，将密封部件40固定在阻挡件3上，位于它的底座50内。
更具体地，所述部件40具有朝向与其面对的导管5变小的形状，并且具有自由端42，其设置成当通道4被阻挡时与导管5的自由端43支持配合。优选地，部件40为截头圆锥形并且在其端部42有利地设有死凹槽44，其以这种方式出现，当喷射器闭合时，在导管5的端部43(也是环形)出现环形的轴承。
内部中空的截头圆锥形部件40因此具有外壁47和内壁48。优选地，这些壁向垂直于阻挡件3的表面3B且平行于轴线K的直线M不同程度地倾斜，以便因为在阻挡件3阻挡通道4时在导管5的端部43上滑动，而减小部件40的磨损。为此，在外壁47与直线M之间、朝向部件40内部的角度α在65°与80°之间，优选为72°；类似的，内壁48与所述直线M之间的角度β在35°与55°之间，最好为47°。以同样角度倾斜的是底座50的环形突起58的内壁49，底座设在阻挡件3的表面3B内，并且在这里还设有与阻挡件3同样为刚性的密封部件40的第二端51。底座50也与突起58的内壁49一同作为密封部件40的支撑件，以便当喷射器1止动时，减小在支撑在阻挡件3上的负载的作用下产生的部件40的变形。这样，密封部件40可以有效地构成朝向导管5的阻挡件3的运动的限制阻挡。
在底座50上的突起58具有朝向直线M(或者轴线K)倾斜的外壁59，倾斜角τ大于内壁49的倾斜角。该倾斜角τ例如在70°与90°之间，最好为80°。
部件40从阻挡件3的表面3B突出一定的距离，该距离被优化成使气体通过通道4的运动所产生的湍流最小化，因此，最小化压力下降，以便使到达出口6的气体流质量最大。例如，该部件可以突出0.6毫米到1.0毫米的距离(如图2中F所示)，最好为0.79毫米。
出口6设在导管5的端部，导管5具有靠近端部43并且朝向轴线K变小的第一段5A，围绕该轴线变宽的第二段5B，和第三段3C，它具有不变的截面，终止于出口6。在第一段5A与第二段5B之间，具有短的导管部分，用5D表示，其用作用于气体流到出口6的分配口。分配部分或口5D的尺寸是这样，确保不变的气流速度，其与致动器2产生的阻挡件3的最大冲程值无关，如图2中用X表示，很明显在该冲程的允许范围内。
最后，通道4与空腔60配合，该空腔围绕导管5并且与燃料气体给进管线或集管61通过设在喷射器1的部分105内的孔62相通。空腔60的目的是，在喷射器打开期间，抑制由于阻挡件3抵抗致动器2的冲击所产生的声音效应。密封部件64在导管5与用于向内燃机(未示出)气缸提供气体的已知部件之间，本发明应用在内燃机上。
借助本发明，获得一种电力操作的喷射器，它代表了已知喷射器的改进。本发明的其它实施例也是可能的，其落在权利要求的范围内：例如，密封部件40还可以具有非变小的圆柱形形状(正圆柱)或者与阻挡件3的表面3B以不同于所述方式的方式关联。

Claims (18)

1.一种电力操作的喷射器(1)，用于将气态燃料给进到内燃机的气缸，包括电磁致动器(2)，其作用在平圆形的机械阻挡件(3)上，该阻挡件布置成使通道(4)通畅或将其阻挡，所述通道用于所述燃料从给进导管(61)通到与出口(6)相连的输送导管(5)，密封部件(40)设置在输送导管(5)与阻挡件(3)之间，所述密封部件(40)固定在阻挡件(3)上并且随之移动，其特征在于，
密封部件(40)在其锥形端部(42)具有凹槽(44)，当喷射器(1)止动时，所述密封部件的锥形端部(42)与输送导管(5)的端部(43)配合，所述密封部件的锥形端部(42)为环形；
密封部件(40)为截头圆锥形，并且当喷射器止动且气体通道(4)被阻挡件(3)阻挡时，密封部件(40)与其锥形端部(42)在输送导管(5)的端部(43)上；并且
所述密封部件(40)固定在设于阻挡件(3)的表面或第一面(3B)内的底座(50)内，所述阻挡件面向输送导管(5)，并且所述密封部件(40)由弹性材料制成。
2.如权利要求1所述的电力操作的喷射器，其特征在于，密封部件(40)与阻挡件(3)的底座(50)共模制成。
3.如权利要求1所述的电力操作的喷射器，其特征在于，凹槽(44)的壁(48)或者密封部件(40)的内壁具有不同于密封部件(40)的外壁(47)的倾斜程度。
4.如权利要求1所述的电力操作的喷射器，其特征在于，用于密封部件(40)的底座(50)包括突起(58)，所述密封部件置于该突起上，并且基本模仿所述突起的形状。
5.如权利要求4所述的电力操作的喷射器，其特征在于，突起(58)为环形形状，具有内壁(49)和外壁(59)，当密封部件被阻挡气体通道(4)的阻挡件迫使闭合时，内壁(49)作为密封部件的支撑。
6.如权利要求5所述的电力操作的喷射器，其特征在于，突起(58)的内壁和外壁(49，59)具有朝向公共轴线(M)不同的倾斜程度，所述轴线垂直于阻挡件的表面(3A)，在阻挡件处具有用于密封部件的底座(50)。
7.如权利要求1所述的电力操作的喷射器，其特征在于，密封部件(40)从阻挡件的第一面(3B)处突起，在阻挡件处设有其底座(50)。
8.如权利要求1所述的电力操作的喷射器，其特征在于，在远离带有密封部件的第一面(3B)的表面或第二面(3A)上，阻挡件(3)具有突出的部件(35)，所述突出的部件从第二面(3A)突出，并且被设置成当喷射器打开并且阻挡件(3)使气体通道(4)通畅时抵靠电磁致动器(2)，因而当喷射器打开时，所述阻挡件(3)被保持成至少部分地与致动器(1)分离。
9.如权利要求8所述的电力操作的喷射器，其特征在于，突出的部件(35)为环形的。
10.如权利要求9所述的电力操作的喷射器，其特征在于，突出的部件(35)为与阻挡件(3)分开的一个部件。
11.如权利要求8所述的电力操作的喷射器，其特征在于，阻挡件(3)的第二面(3A)具有用于销(24)的端部(31)的底座(30)，所述销部分地插入电磁致动器(2)的圆柱形部件(13)的内腔(13A)内，所述销保持阻挡件(3)相对于致动器(2)垂直于其移动方向。
12.如权利要求11所述的电力操作的喷射器，其特征在于，所述销为耐磨塑料。
13.如权利要求1所述的电力操作的喷射器，其特征在于，输送导管(5)包括多个部分(5A，5B，5C)，其中两个部分具有沿其轴线(K)变化的截面。
14.如权利要求13所述的电力操作的喷射器，其特征在于，具有变化的截面的第一部分(5A)距离导管(5)的端部(43)最近，该第一部分与阻挡件配合并且具有沿离开所述导管的端部(43)的方向朝向轴线(K)会聚的截面。
15.如权利要求13所述的电力操作的喷射器，其特征在于，具有变化的截面的第二部分(5B)接着第一部分(5A)，并且沿着轴线(K)且沿离开所述第一部分的方向分开。
16.如权利要求13所述的电力操作的喷射器，其特征在于，在输送导管(5)的第一部分(5A)与第二部分(5B)之间设有用于分配被引到出口(6)的气体流的孔。
17.如权利要求13所述的电力操作的喷射器，其特征在于，输送导管的第三部分(5C)位于第二部分(5B)与出口(6)之间，并且具有不变的截面。
18.如权利要求1所述的电力操作的喷射器，其特征在于，所述内燃机是用于机动车辆的。
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