CN118339396A - 燃料气体喷射装置和氢内燃发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将气态燃料直接喷射到内燃发动机的燃烧室中的燃料气体喷射装置(100)，所述燃料气体包括：喷嘴盖(102)，该喷嘴盖具有：主体部分(105)，该主体部分具有至少部分地限定内部容积的内周向侧(110)；入口(104)，该入口用于接收气态燃料(51a)；以及至少一个出口(106)，该至少一个出口布置在喷嘴盖(102)的轴向端部(108)处；至少部分地容纳在该主体部分中的入口阀装置(202)，该入口阀装置(202)能够在关闭位置与打开位置之间移动，在该关闭位置中，该入口阀装置的一部分被布置为与该喷嘴盖的阀座邻接以防止燃料气体进入该入口，在该打开位置中，允许该燃料气体在该入口与该至少一个出口之间流动；其中所述喷嘴盖还包括设置在该内周向侧上的导流部(112)，并且所述入口阀装置包括朝向该内周向侧径向突出的对应突出导流部(204)；所述喷嘴盖导流部和所述阀突出导流部被配置为协作以朝向该至少一个出口重新引导从该入口接收的气态燃料，使得流出该至少一个出口的气态燃料射流(51b)朝向几何相交轴向中心区域(150)汇聚。

Description

燃料气体喷射装置和氢内燃发动机

技术领域

本公开涉及一种可在氢内燃发动机中操作的燃料气体喷射装置。本公开还涉及一种对应的燃料气体喷射装置、一种氢内燃发动机以及一种车辆。尽管本公开将针对呈卡车形式的车辆进行描述，但是本公开还可有效地结合到其他车辆类型中，诸如例如公共汽车和施工设备，以及用于船舶应用、发电机组应用和轿车。

背景技术

用于氢内燃发动机的燃料气体喷射装置通常可在临界条件下操作，在该临界条件下，氢气流变成音速的或甚至局部超音速的。这种类型的燃料流的一个问题是难以维持射流从喷射器喷嘴流出的初始方向。

用于将氢气喷射到燃烧室中的一种常用的氢喷嘴是所谓的针阀喷嘴。在这种类型的喷嘴中，针阀表面的上部的角度是可以确定射流的流出方向的设计参数。为了进一步控制射流的流出方向，可以将针阀与喷嘴盖组合。喷嘴盖通常可以包括一个或若干个孔，并且孔的配置通常可以用于确定流出射流的方向。

氢喷嘴的特殊问题是喷嘴盖孔流出口面积需要大于可以诸如柴油燃料的液体流体进行操作的内燃发动机的常规喷嘴。这意味着喷嘴盖侧和底侧的主要部分是开孔。因此，特别是在音速或甚至局部超音速氢气流下，可能难以设计孔以在需要的方向上引导射流。此外，这可能导致盖容积中产生干扰涡流。这种干扰涡流可能会将部分气流沿不利的方向重新引导。此外，盖容积因而可能包含残余的含氢气体，该残余的含氢气体可能在不利的时刻自燃。

因此，对于用于内燃发动机系统(特别是对于以诸如氢的燃料气态介质进行操作的内燃发动机系统)的喷嘴中的燃料气体流的引导存在改进的空间。

发明内容

本公开的目的在于提供内燃发动机的改进的燃料气体喷射装置，其中通过该喷射装置的燃料气体流可被更有效地引导并且随后以受控方式流出喷嘴盖。根据本公开的第一方面，该目的通过根据权利要求1所述的喷嘴盖来实现。该目的还通过其他独立权利要求来实现。从属权利要求涉及本公开的有利实施方案。

根据本公开的第一方面，提供了一种用于将气态燃料直接喷射到内燃发动机的燃烧室中的燃料气体喷射装置。该燃料气体喷射装置沿轴向方向延伸，并且包括喷嘴盖，该喷嘴盖具有主体部分，该主体部分具有至少部分地限定内部容积的内周向侧。该喷嘴盖还包括用于接收气态燃料的入口和布置在该喷嘴盖的轴向端部处的至少一个出口。

此外，该燃料气体喷射装置包括至少部分地容纳在该主体部分中的入口阀装置。该入口阀装置可在关闭位置与打开位置之间移动，在该关闭位置中，该入口阀装置的一部分被布置为与该喷嘴盖的阀座邻接以防止气态燃料进入该入口，在该打开位置中，允许该气态燃料在该入口与该至少一个出口之间流动。

该喷嘴盖还包括设置在该内周向侧上的导流部，并且该入口阀装置包括朝向该内周向侧径向突出的对应突出导流部。

另外，该喷嘴盖导流部和该阀突出导流部被配置为协作以朝向该至少一个出口重新引导从该入口接收的气态燃料，使得流出该至少一个出口的气态燃料射流朝向几何相交轴向中心区域汇聚。该几何相交轴向中心区域位于该至少一个出口的下游并且轴向远离该至少一个出口。

所提出的燃料气体喷射装置是至少部分地基于如下认识：其内部几何形状与喷嘴盖下游部分的设计的结合可进行修改，以控制内燃发动机的气缸内的燃料气体的燃烧效率。

通过提供设置在喷嘴盖内周向侧上的导流部和位于入口阀装置上的对应突出导流部，可以更可控的方式引导气态燃料的流动。由此，喷嘴盖和阀的内导流部共同促成流出至少一个出口的燃料气流的汇聚效果。

此外，通过改进对燃料气体流的控制，可进一步增强内燃发动机的其他部件的功能，诸如例如在内燃发动机中往复运动的活塞的活塞碗的形状。这种活塞碗的形状高度依赖于燃料气体流出喷嘴盖的至少一个出口的方向。

具体地，通过如上文限定的喷嘴盖导流部和阀突出导流部的配置，流出至少一个出口的气态燃料射流汇聚，使得燃料射流在进入燃烧室时会朝向中心汇聚，并且随后可在燃烧室内瓦解。为此，阀的形状、喷嘴盖的内侧和出口提供了导流表面，该导流表面引导燃料气体流以朝向中心区域汇聚。汇聚的氢气流促成了独特的流动方向。

因而，所提出的燃料气体喷射装置促进喷射器配置、环境条件和燃烧之间的相互作用。因此，通过改进对从喷嘴盖流出的燃料流的控制，改进了燃料和空气的混合，这通常发生在压缩冲程期间。另外，改进的混合通常提供改进的点火和燃烧事件。

如本文所使用的术语“相交轴向中心区域”是指从喷嘴盖的不同位置流出的气态燃料射流的流动矢量相交的区域。换句话说，从喷嘴盖的不同位置流出的气态燃料射流朝向彼此汇聚，以便最终在相交轴向中心区域处相交。类似地，如本文所使用的术语“相交点”是指沿着延伸穿过几何冲击轴向中心区域的轴向中心线的点，在该几何冲击轴向中心区域中，从喷嘴盖的不同位置流出的气态燃料射流的流动矢量相交。换句话说，从喷嘴盖的不同位置流出的气态燃料射流朝向彼此汇聚，以便最终在相交轴向中心区域的交点处相交。

通常，尽管并非严格要求，但是相交轴向中心区域沿轴向方向的位置可以由距离和汇聚角限定，该距离是从径向穿过该至少一个出口的横截面平面测量的，该汇聚角被限定为该横截面平面与流出该至少一个出口的气态燃料射流之间的角度。

汇聚角可以优选地介于约5度至60度之间。更优选地，汇聚角可以介于约10度至40度之间。更优选地，汇聚角可以介于约15度至25度之间。

如上所述，该距离可以基本上对应于由该至少一个出口限定的出口区域的平均直径。

该喷嘴盖导流部可以包括沿轴向方向延伸大部分的周向凹形部分。

例如，喷嘴盖导流部的至少一部分沿轴向方向延伸到该至少一个出口。

通常，喷嘴盖的轴向端部可以包括限定该至少一个出口的边缘。

该至少一个出口可以包括一个出口区域或若干个出口区域，如下文所述。若干个出口区域的优点在于进入燃烧室的流可以被分成多个单独流，从而可以进一步改进对进入燃烧室的燃料气体流的控制。

根据一个示例实施方案，该至少一个出口是单个圆环状盖流出口。换句话说，该出口是围绕轴向中心延伸360度的单个圆形流出口。例如，该至少一个出口是围绕该阀装置的端部周向地延伸的单孔口，从而流出该单孔口的至少一股或多股气态燃料射流汇聚在沿着延伸穿过该几何相交轴向中心区域的轴向中心线的相交点处。

替代地，该至少一个出口包括围绕轴向中心线周向地布置的多个出口区域。该多个出口区域可以围绕该轴向中心线均匀地分布。该多个出口区域可以围绕该轴向中心线非均匀地分布。该多个出口区域可以具有相同的几何大小。该多个出口区域可以具有不同的几何大小。

通常，从该多个出口区域流出的气态燃料射流中的至少一些可以汇聚在沿着延伸穿过该几何相交轴向中心区域的轴向中心线的公共相交点处。

通常，从该多个出口区域流出的气态燃料射流中的至少一些可以单独地朝向几何相交轴向中心区域汇聚在与该至少一个出口区域相距不同的轴向距离处。

该突出导流部可以设置在该阀装置的包络表面上。

该突出导流部可以是沿轴向方向延伸大部分的凸形外部。

通常，该喷嘴盖导流部和该突出导流部的各部分可以彼此相对径向布置。

入口阀装置可以包括阀部和轴向延伸的头部，该头部具有布置在阀部处的上端和背对阀部的下端，其中该阀部可以包括被布置为当入口阀装置处于关闭位置时与阀座邻接的表面。

阀部和头部可以彼此一体地形成。

突出导流部可以形成头部的一部分。

头部可以包括在突出导流部与下端之间的锥形表面。

通常，头部的直径可以沿着锥形表面在从突出导流部到下端的方向上减小。

喷嘴盖可以是燃料气体喷射装置的外部。喷嘴盖可以被配置为附接到燃料气体喷射装置的喷射器主体。另外，喷嘴盖可以是燃料气体喷射装置的下游部分。

可布置在喷嘴盖的入口中的入口阀可以例如是本领域本身已知的针阀，但是也可以设想其他类型或阀。

该至少一个出口被配置为允许将燃料的一股或多股气体射流排放到内燃发动机的燃烧室内。例如，喷嘴盖的出口将氢气流引导到氢内燃发动机的燃烧室或朝向该燃烧室引导。

燃料气体喷射装置可以是氢燃料气体喷射装置。具体地，所提出的燃料气体喷射装置适用于火花点火式内燃发动机，其利用氢气直接喷射以便在低排放的情况下实现高的发动机功率输出和效率。在ICE中使用氢作为清洁替代燃料的许多优势中的一者是其零碳含量。这意味着可以消除碳基排放，主要是CO、CO₂和烟灰。因此，通过本文提出的燃料气体喷射装置，朝向出口引导氢气流，使得可以有效地执行用于氢内燃发动机的氢气喷射。

阀装置的一部分可以被布置为当阀装置处于打开位置时与至少一个径向突起邻接。通过提供与至少一个径向突起紧邻的阀装置，将氢气流引导到由至少一个径向突起形成的出口流出口。

燃料气体喷射装置可以包括控制单元，该控制单元被配置为控制燃料气体喷射装置的操作。

燃料气体喷射装置可以由控制单元控制，以便以15巴至60巴之间的低喷射压力、优选地以15巴至30巴之间的低喷射压力将燃料喷射到燃烧室中。燃料喷射装置因此通常可以用于低中压氢气实现方式(低于60巴)。

根据非限制性示例，燃料喷射装置可以适当用于增大的约60巴的氢气流压力。因此，燃料喷射装置可以用于所谓的中压氢气实现方式。燃料喷射装置也可以用于高压氢气实现方式。

控制单元可以被配置为响应于包含数据的控制信号而控制燃料气体喷射装置，该数据指示氢系统压力、每个发动机循环的喷射次数、每次喷射的开始正时、每次喷射的持续时间、喷射之间的间隔时间。

根据本公开的第二方面，提供了一种氢内燃发动机，该氢内燃发动机包括根据第一方面的燃料气体喷射装置。

根据本公开的第三方面，提供了一种车辆，该车辆包括根据第一方面的燃料气体喷射装置和/或根据第二方面的氢内燃发动机。第三方面的效果和特征在很大程度上类似于上文关于第一方面和第二方面所述的效果和特征。

本公开的进一步优点和有利特征在具体实施方式和从属权利要求中公开。还将容易理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以组合不同特征以创建不同于以下描述的实施方案。

本文使用的术语仅用于描述特定示例的目的，而不旨在限制本公开。除非上下文清楚说明，否则本文所用的单数形式“一个”、“一种”和“该”也包括复数形式。还应理解，当在本文中使用时，术语“包括”和/或“包含”指明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或者添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用，以区分一个部件与另一个部件，并不旨在表示各个部件的位置或重要性。

除非另有定义，否则本文中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的一般技术人员所通常理解的含义相同的含义。还应理解，除非本文有明确定义，否则本文中所使用的术语应当被解释为含义与它们在本说明书和相关领域的上下文中的含义一致，而不应以理想化或过于形式化的意义来解释。

附图说明

通过以下对本公开的示例性实施方案的说明性且非限制性的详细描述，将更好地理解本公开的以上以及另外的目的、特征和优点，在附图中：

图1是根据本公开的示例实施方案的呈卡车形式的车辆；

图2是根据本公开的示例实施方案的包括燃料气体喷射装置的氢内燃发动机的各部分的透视横截面视图；

图3是根据本公开的示例实施方案的图2中的燃料气体喷射装置的透视横截面视图；

图4A和图4B是根据本公开的示例实施方案的图3中所示的且沿着线A-A截取的燃料气体喷射装置的喷嘴盖和阀的横截面侧视图；并且

图5A至图5C概念性地示出了根据本公开的示例实施方案的图3中的燃料气体喷射装置的喷嘴盖的不同类型的轴向端部。

具体实施方式

现在在下文将参考附图更完整地描述本公开，在附图中示出了本公开的示例性实施方案。然而，本公开可以以许多不同的形式体现，并且不应被解释为限于本文阐述的实施方案；而是，提供实施方案是为了彻底和完整起见。贯穿本说明书，相似的附图标记指代相似的元件。

具体参考图1，提供了呈卡车形式的车辆1。车辆1包括用于为车辆1提供动力并驱动该车辆的内燃发动机(ICE)系统10。图1中的ICE系统10还包括ICE 20。在该示例中，ICE系统10是氢活塞ICE系统。这种氢ICE系统中的燃烧是基于空气和氢气的燃烧，如本领域公知的。虽然氢气与氧气的燃烧可能仅产生水作为其在氢气与氧气之间的纯燃烧过程中的唯一产物，但是基于空气和氢气燃烧的氢ICE系统通常产生水、热量和NOx，如本领域公知的。另外，氢气可以在内燃发动机中以各种燃料空气混合物燃烧。可以操作氢ICE系统以在某些条件期间产生非常低的排放。氢ICE系统通常可以基于气态形式的氢来操作，而氢可以通过合适的氢气罐以液态或气态形式储存在车辆中。

卡车1可以是混合动力电动车辆。例如，混合动力电动车辆包括具有至少一个高压电池和至少一个电机的电动推进系统，并且还包括氢ICE系统10。卡车1的氢ICE 20还包括具有喷嘴盖的燃料气体喷射装置，如本文所公开的，例如在图2和图3中以及进一步在图4A至图4B和图5A至图5C中公开的。例如，如可以从图2中看出，燃料气体喷射装置是被配置为将氢气燃料直接喷射到ICE 20的燃烧室15中的燃料气体喷射装置。

如图1中所描绘，ICE系统10还包括控制单元90。控制单元90被布置为与ICE系统10的部件(具体是燃料气体喷射装置100)通信。如本文将进一步描述的，控制单元90被配置为控制燃料气体喷射装置100。在此，控制单元90是车辆的电子控制单元的组成部分。控制单元90还可以是车辆1的单独部分并且与用于控制车辆和车辆的各个部分的主电子控制单元通信。

现在转到图2，描绘了用于结合到如上文关于图1描述的车辆1中的ICE系统10的一个示例实施方案。具体地，图2是包括根据本公开的示例实施方案的燃料气体喷射装置100的氢ICE的部分的透视横截面视图。燃料气体喷射装置100是具有喷嘴盖和入口阀装置的燃料气体喷嘴喷射装置，如将关于图3、图4A至图4B和图5A至图5C进一步描述的。在此，燃料气体喷射装置100还包括喷射器主体101，如图2中所示。

图2仅描绘了单个气缸14，该气缸内布置有燃烧室15和往复活塞16。活塞16通常可以包括活塞顶，该活塞顶具有面向喷射器100的活塞碗(未示出)。在这种情况下，氢气流将被朝向活塞碗引导。尽管图2描绘了单个气缸，但是ICE 20通常包括多个气缸14，该多个气缸被操作用于燃烧燃料51，诸如氢气，从而将活塞16在气缸14中往复的运动传输到曲轴18的旋转移动。曲轴18还联接到变速器(未示出)以向驱动元件(未示出)提供扭矩。在重型车辆(诸如卡车)的情况下，驱动元件是车轮；然而，ICE 20也可以用于其他设备，诸如施工设备、海洋应用等。

一般来说，每个气缸14都被设置有对应的活塞16，该活塞连接到ICE 20的曲轴18。ICE系统10还包括形成被布置为将空气引导到气缸14的进气引导件的进气歧管(未示出)，以及被布置为从气缸14引导气体的排气引导件(未示出)。

每个气缸14还可以在其竖直顶端包括具有用于控制进入燃烧室15的进气流量的至少一个进气门40的至少一个且通常为多个进气通道，以及具有用于控制由气缸14内发生的燃料燃烧过程产生的排气的排放的至少一个排气门60的至少一个且通常为多个排气通道。由于气缸的部分和功能在本领域中是公知的，因此仅以一般术语描述气缸。ICE系统10还可以包括附加的发动机部件和系统部件。

气缸14中的每一个至少部分地限定燃烧室15。常见的是，气缸腔体的一端由气缸盖封闭。活塞16在气缸内往复运动并连接到曲轴18，使得活塞被设定为在上止点和下止点位置在气缸内反向运动。

在此，ICE系统10还包括燃料系统50。如图2中所示，燃料系统50限定公共燃料管线53并且被配置为通过燃料气体喷射装置100向气缸16供应氢气。任选地，燃料系统50可以包括多个燃料气体喷射装置100。替代地，燃料气体喷射装置100可以是被布置为与燃料系统50流体连通的单独部分。燃料气体喷射装置100的数量可以等于ICE 20的气缸的数量。燃料气体喷射装置100被布置为与燃料系统50的燃料管线53流体连通。

在此，燃料系统50还包括燃料箱52，该燃料箱包含呈气态形式51a的氢燃料51。燃料51也可以部分地以液体形式布置在燃料箱52中。经由燃料系统50的燃料回路53将气态氢51a形式的燃料51从燃料箱52供应到ICE 20的燃料气体喷射装置100。燃料回路53被布置为和配置为容纳和运输燃料，如图2中的箭头所示，并且可以任选地包括一个或多个附加的燃料系统部件，诸如燃料泵、燃料滤清器等。例如，一个附加部件是压力调节器，该压力调节器将压力从燃料箱压力向下调节到燃料喷射器所需的压力。这些部件是常规类型，因此本文不再进一步描述。

另外，ICE 20包括点火源30。点火源30被布置在气缸中并且位于面向燃烧室15的位置，如图2中所示。例如，点火源30被布置在燃烧气缸的上端处并且与燃料气体喷射装置100间隔开，如图2中所示。也可设想点火源和燃料喷射器的其他布置。例如，燃料气体喷射装置100可以被布置在与轴向中心径向间隔开的一侧，而点火源被布置在轴向中心的另一侧。

点火源30被配置为点燃经由燃料气体喷射装置100供应的氢气射流51b。例如，点火源30是火花塞32。火花塞32是一种用于将电流从点火系统输送到火花点火式发动机的燃烧室以通过电火花点燃压缩的燃料/空气混合物同时保持发动机内的燃烧压力的装置。通常，在每个气缸14中，存在被布置为点燃气缸中的燃料和氧气的混合物的对应火花塞32。氢燃料51通常用空气压缩到一定水平。压缩的空气-燃料混合物因此随后由火花塞32点燃。

再次转向ICE系统10的燃料气体喷射装置100，将结合图4A至图4B关于图3描述装置100的部分的一个示例实施方案，而图5A至图5C示出了燃料气体喷射装置100的喷嘴盖的各种设计。具体地，图3是根据本公开的示例实施方案的图2中的燃料气体喷射装置100的透视横截面视图。燃料气体喷射装置100包括喷嘴盖102。

例如，如例如图2和图3A中所示，燃料气体喷射装置100沿轴向方向A和径向方向R延伸。此外，燃料气体喷射装置100具有沿着周向方向C的周向延伸部。燃料气体喷射装置100还具有纵向中心轴线Ac，该纵向中心轴线在下文中通常被表示为轴向中心轴线。燃料气体喷射装置100的轴向中心轴线通常(尽管严格来说不是必须的)与如图2中示出的活塞的轴向中心轴线同轴布置。然而，在一些示例中，燃料气体喷射装置100的轴向中心轴线可以稍微偏离活塞的轴向中心轴线。在一些示例中，燃料气体喷射装置100的轴向中心轴线可以相对于活塞的轴向中心轴线稍微倾斜。

术语“径向”或“径向地”是指基本上垂直于特定部件的轴向中心线的相对方向。此外，术语“纵向”、“纵向地”、“轴向地”或“轴向”是指与特定部件的轴向中心线基本上平行和/或同轴地对准的相对方向。此外，术语“纵向”、“纵向地”、“轴向地”或“轴向”是指至少在特定部件的轴向端部之间延伸的方向，通常沿着该装置或其部件在该装置和/或部件的最长延伸方向上延伸。术语“竖直”和“竖直地”通常对应于轴向方向。

如本文所使用的术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体流出的方向，而“下游”是指流体流入的方向。因此，在本背景下，术语上游和下游通常是相对于燃料从燃料箱52流到气缸14的燃烧室15来限定的，如图2中所示。类似地，术语诸如“上部”、“上方”和“顶部”以及“下部”、“底部”、“下方”通常指部分或部件相对于轴向方向的相对位置。

如例如图2和图3中所示的燃料气体喷射装置100竖直地布置到燃烧室的顶部的中心，通常布置到气缸盖中。燃料气体喷射装置100还被配置为允许燃料气体射流51b进入ICE20的燃烧室15。因而，燃料气体喷射装置100直接位于燃烧室15处且位于气缸盖中，从而喷射器能够将氢气射流直接喷射到燃烧室15中。因此，燃料气体喷射装置是氢燃料气体喷射装置。

如上所述，燃料气体喷射装置100在此包括喷射器主体101 (仅在图2中指示)。另外，燃料气体喷射装置100包括喷嘴盖102和入口阀装置202，如例如图3中所示。因此，喷嘴盖102在此被限定为燃料气体喷射装置100的外部。另外，喷嘴盖102在此被限定为燃料气体喷射装置100的下游部分。喷嘴盖102被配置为附接到喷射器主体101。因此，喷嘴盖102和喷射器主体101是燃料气体喷射装置100的组成部分。喷嘴盖102可以采用若干不同的方式附接到喷射器主体101，例如通过螺纹紧固件配置、焊接到喷射器主体或者夹持装配到喷射器主体。

图3描绘了图2中的燃料气体喷射装置100的喷嘴盖102的一个示例。图4A和图4B是沿着图3中所示的横截面A-A截取的燃料气体喷射装置的喷嘴盖102和阀202的横截面侧视图。

如在图3中以及进一步在图4A至图4B中所示，燃料气体喷射装置100包括入口阀装置202。入口阀装置202至少部分地由喷嘴盖102容纳。入口阀装置在此可以被表示为阀装置或者甚至简单地被表示为阀202。阀202被认为是入口阀装置，因为该阀通常设置在燃料喷射装置的入口部分中，通常对应于喷嘴盖的入口区域，参见例如图3。

例如，喷嘴盖102包括限定内部容积111的主体部分105，如在图3中以及还在图4A至图4B中所示。限定内部容积111的主体部分的内侧被成形为容纳阀装置202的一部分。在图4A至图4B中所示的示例中，喷嘴盖102容纳整个阀装置202。此外，从例如图3和图4A可以看出，喷嘴盖102具有内周向侧110。内周向侧110沿喷嘴盖102的周向方向C延伸。内周向侧110也沿喷嘴盖102的轴向方向A延伸。内周向侧110具有内周向表面。

另外，喷嘴盖102包括相对的轴向端部107和108。因此，主体部分105在此被设置有轴向端部107和108。轴向端部107是上游轴向端部107。轴向端部108是下游轴向端部108。此外，如例如图3中所示以及进一步在图4A至图4B中所示，轴向端部107和108分别是上轴向端部107和下轴向端部108。

喷嘴盖102还包括用于接收气态形式的氢气流的入口104，如附图标记51a指示。入口104通常布置在喷嘴盖102的上游轴向端部107处。从呈气态形式的氢的储存罐52 (图2)提供氢气流。氢气通常是加压的。通过入口104的氢气流可由布置在喷嘴入口104中的入口阀202控制。在此，阀202是与主体部分一起延伸的针阀，如例如图4A至图4B中所示，并且还将在下文中进一步描述。当阀202的一部分处于上部位置(图4B)中时，入口104关闭并且不允许氢气进入喷嘴盖容积111。在例如图4A中所示的下阀位置中，入口104打开并且允许氢气进入喷嘴盖内部容积111。

换句话说，入口阀装置202可在关闭位置(如图4B中所示)与打开位置(如图4A中所示)之间移动，在该关闭位置中，入口阀装置202的一部分被布置为与阀座120邻接以防止氢气进入喷嘴盖102的入口104，在该打开位置中，允许氢气流在喷嘴盖102的入口104与至少一个出口106之间流动。因此，喷嘴盖102还包括阀座120，从而当阀202相对于阀座处于关闭状态时，可移动阀202密封阀座120，而当阀202被布置为相对于阀座120处于打开位置时，允许氢气流通过。为此，通过使可移动阀202的一部分在径向方向R上并且围绕整个周向方向C密封不可移动喷嘴盖102的内部部分(内侧110)而限制氢气流过燃料气体喷射装置100。因此，阀座120是不可移动部分(喷嘴盖)的一部分，可移动部分(阀)朝向该不可移动部分(喷嘴盖)密封。

阀装置202在打开位置与关闭位置之间的移动通常由喷射装置100上游和下游的压力情况决定，并且由燃料气体喷射装置100的致动器等控制。

如图3中描绘，喷嘴盖102包括出口106以用于提供来自喷嘴盖102的氢气流出口。出口106被布置在喷嘴盖102的下游轴向端部108处，如例如图4A所示。

出口106被配置为允许一股或多股燃料气体射流51b以汇聚方式排放到ICE的燃烧室15中。轴向端部108和出口106的另外细节将在下文中描述。

再次转向喷嘴盖102和阀装置202的相互作用，阀装置202包括突出导流部204，参见例如图4A。突出导流部204被布置为朝向喷嘴盖102的内周向侧110径向突出。突出导流部204进一步沿轴向方向A延伸。因此，突出导流部204在此是轴向延伸的导流部，如图4A至图4B中所示。轴向延伸的导流部204具有面向喷嘴盖102的内周向侧110的包络表面206，参见例如图4A。包络表面206完全围绕阀202的周向方向C延伸。

如图3和图4A至图4B中进一步所示，突出导流部204在此是凸形外部208。凸形外部208沿轴向方向A延伸至少大部分。为此，通常应理解，包络表面206被设置为凸形表面的形式。因而，包络表面206朝向喷嘴盖102的内周向侧110径向突出。通常，尽管严格来说不是必须的，但是凸形外部208以连续方式围绕包络表面206周向地延伸。

类似地，喷嘴盖102包括设置在内周向侧110上的导流部112，如图4A和4B中所示。因此，导流部112是周向内导流部112。喷嘴盖导流部112被配置为引导喷嘴盖102内部的氢气51a。例如，如例如图4A中所示，导流部112包括沿轴向方向延伸大部分的周向凹形部分114。

喷嘴盖导流部112沿轴向方向延伸到出口106。例如，喷嘴盖导流部112从阀座120以连续方式延伸到出口106。因此，如例如图4A中描绘，周向凹形部分114轴向地布置在阀座120与喷嘴盖102的出口106之间。

此外，如例如图4A至图4B中所示，喷嘴盖导流部112被布置为沿着周向方向C面向阀导流部204的包络表面206。换句话说，喷嘴盖导流部112和阀突出导流部204的各部分彼此相对径向布置。

为此，喷嘴盖导流部112与阀突出导流部204被配置为协作以重新引导喷嘴盖102内部的气态氢51a。例如，假设在将氢气喷射到燃烧室15期间，阀202定向在其打开位置(图4A)中，氢气流51a通过入口104进入，并且最初由阀202的轴向延伸的导流部204的上部和阀座120引导，然后进入喷嘴盖容积111。如果不存在轴向延伸的导流部204，则可能在喷嘴盖内部产生涡流并且可能获得朝向出口106的次优氢气流。然而，如由本文的实施方案所提供的，轴向延伸的导流部204提供朝向出口106的改进的氢气流引导。

随后，氢气流51a被喷嘴盖102的内导流部112引导到喷嘴盖102的更下游位置。喷嘴盖102的内导流部112提供朝向出口106的附加改进的氢气流引导。

因而，阀202的轴向延伸的导流部204和喷嘴盖102的内导流部112确保氢气流遵循其形状并被朝向出口106引导。

任选地，突出导流部204和喷嘴盖的周向内导流部112在形状上是互补的，如例如图4A中所示。具体地，突出导流部204和周向内导流部112被布置为在入口阀装置202处于打开位置时为氢气51a从出口106流出提供余隙，如图4A中所示。

尽管入口阀装置202可以若干不同的配置提供，但是在此，入口阀装置202还包括阀部210，如图4A至图4B中所示。此外，入口阀装置202在此包括轴向延伸的头部212。轴向延伸的头部212具有被布置在阀部210处的上端214。此外，轴向延伸的头部212具有背对阀部210的下端216。在这种类型的入口阀装置202的配置中，阀部210包括表面218，该表面被布置为在入口阀装置202处于关闭位置时与阀座120邻接，如图4B中所示。

还可以注意到，当入口阀装置202被设置有下端216时，至少当入口阀装置202相对于喷嘴盖102处于打开位置时，下端216大致上沿轴向方向A被定向成与限定喷嘴盖102的出口106的一部分对准，如图4A中所示。

任选地，阀部210和头部212彼此一体地形成。阀部210和头部212同样可以是入口阀装置202的单独部分，它们彼此附接以形成入口阀装置202。图4A中以虚线240指示阀部210与头部212之间的区别。另外，入口阀装置202以及其部件可以是实心的或部分空心的部分。

当入口阀装置202包括轴向延伸的头部212时，轴向延伸的导流部204通常形成头部的一部分。

任选地，如例如图4A中所示，阀装置202的头部212还包括锥形表面230。在此，锥形表面230是凸形外部208的一部分。另外，锥形表面230从上端214延伸到下端216。此外，锥形表面230以连续方式在突出导流部208与下端216之间延伸。例如，并且如例如图4A中所示，头部212的直径D沿着锥形表面230在下游轴向方向上从阀突出导流部204向下端216减小。

另外，喷嘴盖导流部112和阀突出导流部204被配置为协作以朝向出口106重新引导从入口104接收的气态氢51a，使得流出该出口106的气态氢射流51b朝向几何相交轴向中心区域150汇聚，参见例如图4A。

如图3和图4A中所示，相交轴向中心区域150是来自气态燃料射流51b的流动矢量在出口106下游相交的区域。换句话说，从喷嘴盖102的不同位置流出的气态燃料射流51b由喷嘴盖和阀的内部形状引导，如本文所述，以在出口106的下游朝向彼此汇聚，以便最终在相交轴向中心区域150处相交。

如例如图4A中描绘，几何相交轴向中心区域150位于出口106的下游，并且轴向远离出口。因此，喷嘴盖102和阀202的内导流部112、204被布置为和配置为提供多股氢气射流51b的汇聚效果。

汇聚效果可以若干不同的方式改变，如下文将例如关于图4A至图4B和图5A至图5C进一步描述的。另外，可以通过喷嘴盖和阀装置的若干不同组合来提供汇聚效果，如下文将例如关于图4A至图4B和图5A至图5C进一步描述的。为了便于参考，以下将关于图4A和图4B结合图5A所示的示例提供对燃料气体喷射装置100的汇聚功能的描述。图5A通过透视图和仰视图概念性地示出了图3、图4A和图4B中的喷嘴盖102的轴向端部。

因此，转到图4A和4B，结合图5A，描绘了气态氢气射流51b如何流出由圆形连续出口区域限定的出口106的一个示例。在此，至少一个出口106是单孔口106a。更具体地，单孔口是具有圆形横截面的孔。

如图5A中所示，单孔口106a围绕阀装置202的下端部分216周向地延伸。如上所述，并且也如图4A中所示，流出单孔口106a的气态氢气射流51b朝向几何相交轴向中心区域150汇聚。具体地，流出单孔口106a的气态燃料射流51b汇聚在沿着延伸穿过几何相交轴向中心区域150的轴向中心线Ac的相交点152处。因而，相交点152位于几何相交轴向中心区域150中，该几何相交轴向中心区域与轴向中心线Ac相交。因而，相交点152是沿着延伸穿过几何冲击轴向中心区域150的轴向中心线的点，在该几何冲击轴向中心区域中，气态燃料射流51b的流动矢量相交。

几何相交轴向中心区域150的精确位置以及因此相交点152的精确位置通常可因不同类型的喷射装置而变化，并且可根据喷射装置在给定ICE系统10中的预期安装进行选择。

另外，几何相交轴向中心区域150的位置以及相交点152的位置通常可由喷嘴盖导流部112和阀突出导流部204的配置来限定。例如，几何相交轴向中心区域150的位置由喷嘴盖导流部112和阀突出导流部204的选定形状和几何形状限定，如上文限定并且如例如图4A至图4B和图5A中所示。几何相交轴向中心区域150的位置进一步由单孔口106a的直径d1限定，如图5A中指示的。

在图4A和图4B中结合图5A所示的示例实施方案中，相交轴向中心区域150沿轴向方向A的位置由距离L限定，该距离是从径向地穿过至少一个出口106的横截面RP1测量的。在该示例中，横截面RP1径向地延伸跨过呈单孔口形式的出口106a。另外，相交轴向中心区域150沿轴向方向上的位置由汇聚角ϒ限定，如图4A中描绘的。汇聚角ϒ被限定为横截面RP1与流出至少一个出口106 (在该示例中对应于单孔口)的气态燃料射流51b之间的角度。

虽然角度ϒ可因不同类型的喷射装置100而变化，但是提供了角度ϒ为约5度至60度之间的气态射流汇聚效果。然而，对于ICE系统部件的一些组合，也可获得角度ϒ为约0度或稍微超过0度的气态射流汇聚效果。

角度ϒ为约5度至60度之间可以为氢ICE系统提供特别有用的汇聚效果。更优选地，角度ϒ为约10度至40度之间可以为重型车辆的一些氢ICE系统提供更有用的汇聚效果。

为了进一步促进喷嘴盖102和阀202的内导流部112、204的配置以提供多股氢气射流51b的汇聚效果，喷嘴盖102的轴向端部108在此包括限定至少一个出口106的边缘109。在此，出口106对应于图4A中的单孔口106a。

喷嘴盖102的出口106的多个出口区域106a至106n可以在形状和大小上变化。在本背景下，应注意，出口的出口区域通常由喷嘴盖102的出口106结合阀202处于打开位置时提供的阀202的边界来限定。这至少部分是由于当阀202处于打开位置时阀202在出口106中的位置，如图3、图4A至图4B和图5A至图5C所示。

转向图5B，示出了具有两个出口区域的喷嘴盖102。图5b通过透视图和仰视图概念性地示出了喷嘴盖102的轴向端部108与阀202的结合。在图5B中，描绘了气态氢气射流51b如何流出由两个出口区域106a、106b限定的出口106。

如上文关于图3、图4A至图4B和图5A中的示例实施方案所述，喷嘴盖导流部112和阀突出导流部204共同地被配置为朝向几何相交轴向中心区域150引导和汇聚流出出口区域106的气态燃料射流。

在图5B中，流出出口区域106的气态燃料射流通过围绕轴向中心线Ac周向地布置的多个出口区域106a、106b进一步汇聚。另外，在此，距离L基本上对应于出口区域106a至106b的开口的平均直径。

在图5B中，出口区域106a、106b围绕轴向中心线Ac均匀地分布。另外，出口区域106a、106b具有相同的几何大小。

替代地，尽管未示出，但是出口区域106a、106b围绕轴向中心线Ac非均匀地分布。另外，出口区域106a、106b可以具有不同的几何大小。

在一些示例实施方案中，从多个出口区域106a、106b流出的气态燃料射流51b中的至少一些可以汇聚在沿着延伸穿过该几何相交轴向中心区域的轴向中心线的公共相交点152处。这通常是通过根据出口区域的大小和位置选择喷嘴盖导流部112和阀突出导流部204的适当形状来提供的。

在一些示例实施方案中，从多个出口区域106a、106b流出的气态燃料射流51b中的至少一些单独地朝向几何相交轴向中心区域150汇聚在与该至少一个出口区域相距不同的轴向距离处。这通常也是通过根据出口区域的大小和位置选择喷嘴盖导流部112和阀突出导流部204的适当形状来提供的。

图5C通过透视图和仰视图概念性地示出了喷嘴盖102的轴向端部108与阀202的结合。在图5C中，描绘了气态氢气射流51b如何流出由四个出口区域106a至106d限定的出口106的另一个示例。

如上文关于图3、图4A至图4B和图5A中的示例实施方案所述，喷嘴盖导流部112和阀突出导流部204共同地被配置为朝向几何相交轴向中心区域150引导和汇聚流出出口区域106的气态燃料射流51b。

在图5C中，流出出口106的气态燃料射流51b通过围绕轴向中心线Ac周向地布置的多个出口区域106a至106d进一步汇聚。另外，在此，距离L基本上对应于出口区域106a至106d的开口的平均直径。

在图5C中，出口区域106a至106d围绕轴向中心线均匀地分布。另外，出口区域106a至106d具有相同的几何大小。

替代地，尽管未示出，但是出口区域106a至106d围绕轴向中心线非均匀地分布。另外，出口区域106a至106d可以具有不同的几何大小。

在一些示例实施方案中，从多个出口区域160a至106d流出的气态燃料射流51b中的至少一些可以汇聚在沿着延伸穿过几何相交轴向中心区域150的轴向中心线的公共相交点152处。在一些示例实施方案中，从多个出口区域160a至106d流出的气态燃料射流51b中的至少一些单独地朝向几何相交轴向中心区域150汇聚在与该至少一个出口106相距不同的轴向距离处。这通常是通过根据出口区域的大小和位置选择喷嘴盖导流部112和阀突出导流部204的适当形状来提供的。

如上所述，应注意，出口106的出口区域通常由喷嘴盖102的出口106结合当阀202处于打开位置并且布置在喷嘴盖102的出口106的中心时提供的阀202的形状来限定。这至少部分是由于当阀202处于打开位置时阀202在出口106中的位置，如图3、图4A至图4B和图5A至图5C所示。

另外，图5B和图5c中所示的示例实施方案还包括具有另外的引导功能的喷嘴盖102。如图5B和图5C中所示，轴向端部108的出口106包括一个或多个径向突起118、118a至118n。在图5B中，轴向端部108包括两个径向突起118a和118b。径向突起118的数量也可以多于两个，诸如三个或四个径向突起118a至118d (图5C)。

径向突起118a、118b可以从喷嘴盖102的内侧110朝向轴向中心轴线Ac径向地延伸。两个径向突起118a、118b基本上彼此相对径向布置。此外，径向突起118a、118b中的每一者的周向延伸部在周向方向C上由一对对应的侧部段116、117界定，如例如图5B中所示。侧部段116、117中的每一者沿轴向方向A和径向方向R延伸。因此，侧部段116和117被表示为轴向延伸的侧部段116、117。

在这些示例性实施方案中，出口106的周向延伸部至少部分地由径向突起118a、118a、118b界定。这意味着图5B和图5C中的喷嘴盖102的出口106被分成多个出口区域，例如，第一出口区域106a和第二出口区域106b (图5B)。第一出口区域106a和第二出口区域106b是周向间隔开的出口区域106a、106b。因此，径向突起118a、118b在周向方向上分布，以限定两个周向间隔开的出口区域106a、106b。

如例如图5B和图5C中描绘，径向突起118a、118b中的每一者包括对应的内表面区域119、119a、119b。内表面区域119a、119b中的每一者被布置为减少喷嘴盖102内部的氢气流的横流并且将氢气流引朝向口区域106a、106b引导。因而，径向突起118的内表面区域119被成形为朝向由出口区域106a、106b提供的出口106的流出口引导和重新引导从入口104接收的氢气流。为此，布置在出口区域106a、106b之间的突起118a、118b分别通过其内表面区域119a、119b并且通过其轴向延伸的侧部段116a、117a和116b、117b进一步引导氢气流。以这种方式，径向突起118a、118b中的每一者被布置为和配置为最大程度地减少氢气流51的横流。

由于阀202的导流部204和喷嘴盖102的内导流部112的组合布置，它们的对应内表面区域119、内周向径向突起114和阀突起208协作以朝向出口106流体地引导氢气流。具体地，内周向径向突起114和阀突起208协作以朝向出口106引导氢气流，由此径向突起118被定位成通过其侧面116、117进一步引导氢气流到达出口106的流出口，同时径向突起118还能够最大限度地减少氢气流的横流。

应注意，由于阀从关闭位置移位到打开位置，因此通常可能不需要并且也不可能在径向突起118的表面与阀202的面对表面之间提供完全密封。因此，由于一些所需的公差，喷嘴盖和阀可被设计为在其间(即，在装置100的下游部分处)具有小的径向间隙。

此外，径向突起118、118a、118b的大小通常根据阀202的尺寸以及ICE系统的整体设计来选择。例如，径向突起118在径向方向R上的延伸部应相对较大以填充到阀202的间隙，同时留出一定距离以提供所需的余隙，如上所述。为此，径向突起118、118a、118b中的每一者通常延伸为相对靠近阀202，这有利地进一步有助于减少穿过出口区域106的流出口上游的氢气的横流。然而，应注意，径向突起的大小不应损害阀在其打开位置与关闭位置之间移动的能力。

总之，喷嘴盖102和阀202的内导流部112、204被布置为提供多股氢气射流51b的汇聚效果。另外，在喷嘴盖102包括径向突起118的示例中，喷嘴盖102和阀202的内导流部112、204被布置为提供多股氢气射流51b的汇聚效果，而径向突起118被配置为进一步引导氢气流。

因此，内导流部112具有导流表面，该导流表面被配置为朝向出口106引导来自入口102的氢气流，并且阀导流部204具有对应的导流表面，该导流表面通常是包络表面的一部分，该导流表面被配置为朝向出口106引导来自入口102的氢气流。另外，径向突起118具有被配置为朝向出口106引导来自入口102的氢气流的表面。

尽管可以设想其他可能性，但是喷嘴盖优选地由钢制成。类似地，阀202和整体燃料气体喷射装置100优选地由钢制成。此外，在此，燃料气体喷射装置100通常是单喷嘴配置。

如图(例如，图3)中所示的燃料气体喷射装置100可以包括多个附加部件，诸如致动器(未示出)。致动器通常被布置为与控制单元90通信。控制单元90被配置为控制燃料气体喷射装置100的操作。控制单元90可以是燃料喷射器的动力单元的单独部分。替代地，控制单元可以是车辆的电子控制单元的一部分。例如，车辆的电子控制单元向燃料喷射器的动力单元生成控制信号，该动力单元将控制信号转换为喷射器的致动信号。致动器信号被传递到喷射器，优选地被传递到喷射器的致动器。随后，致动器控制阀202在喷射装置100内的移动。对喷射装置100的控制和阀202的移动的实际致动可由各种类型的致动器(诸如螺线管、压电元件等)提供。

例如，如图(例如，图3)中所示的燃料气体喷射装置可由控制单元90控制，以便以15巴至60巴之间的低喷射压力将氢气喷射到燃烧室15中。具体地，如图(例如，图3)中所示的燃料气体喷射装置100可由控制单元90控制，以便以15巴至30巴之间的低喷射压力将氢气喷射到燃烧室15中。

如上所述，控制单元90通常被配置为响应于一个或多个控制信号而控制燃料气体喷射装置100。控制信号可以包括用于装置100的不同类型的数据和指令。例如，控制信号包含指示氢系统压力、每个发动机循环的喷射次数、每次喷射的开始正时、每次喷射的持续时间、喷射之间的间隔时间的数据。

例如，控制单元90被布置为和配置为在压缩冲程期间将氢气直接喷射到气缸中。另外，燃料喷射通常被控制为在入口阀40完全关闭时发生。

在此，控制单元90还通过控制与入口阀装置202连通的一个或多个致动器来控制入口阀装置202的移动。入口阀装置202的移动可以例如基于包含指示燃料气体喷射装置100上游和下游的压力的数据的控制信号来控制。

控制单元可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或另一可编程装置。因此，控制单元通常包括电子电路和连接以及处理电路，使得控制单元可以与ICE系统的不同部分通信，这些部分诸如ICE、燃料气体喷射装置100和车辆的任何其他部件，诸如离合器、齿轮箱和/或需要被操作以便提供示例实施方案的功能的任何其他部分。控制单元可以包括呈硬件或软件形式的模块，或者部分呈硬件或软件形式的模块，并且使用已知的传输总线(诸如CAN总线和/或无线通信能力)进行通信。在一个示例中，控制单元包括被配置为操作燃料喷射装置100的处理电路。处理电路可以是通用处理器或专用处理器。控制单元通常包括用于在其上存储计算机程序代码和数据的非暂时性存储器。因此，控制单元可以由许多不同的结构来体现。

控制单元90可以是或者包括用于进行数据或信号处理或用于执行存储在存储器中的计算机代码的任意数量的硬件部件。存储器可以是用于存储数据和/或计算机代码以完成或促进本说明书中描述的各种方法的一个或多个装置。存储器可以包括易失性存储器或非易失性存储器。存储器可以包括数据库部件、目标代码部件、脚本部件或用于支持本说明书的各种活动的任何其他类型的信息结构。根据示例性实施方案，任何分布式或本地存储器装置都可以与本说明书的系统和方法一起利用。根据示例性实施方案，存储器(例如，经由电路或任何其他有线、无线或网络连接)可通信地连接到处理器并且包括用于执行本文描述的一个或多个过程的计算机代码。

本公开还涉及一种呈氢内燃发动机形式的ICE系统，该氢内燃发动机包括如本文所述的燃料气体喷射装置100。本公开还涉及一种车辆，该车辆包括如本文所述的燃料气体喷射装置和/或如本文所述的氢ICE系统。

尽管已经参考本公开的具体示例实施方案描述了本公开，但是许多不同的改变、修改等对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，应理解，本公开不限于上述和附图中示出的实施方案；而是，技术人员将认识到，可以在所附权利要求的范围内做出许多改变和修改。

Claims (30)

1.一种用于将气态燃料直接喷射到内燃发动机的燃烧室中的燃料气体喷射装置(100)，所述燃料气体喷射装置(100)沿轴向方向(A)延伸并且包括：

喷嘴盖(102)，所述喷嘴盖具有：主体部分(105)，所述主体部分具有至少部分地限定内部容积的内周向侧(110)；入口(104)，所述入口用于接收气态燃料(51a)；以及至少一个出口(106)，所述至少一个出口布置在所述喷嘴盖(102)的轴向端部(108)处；

至少部分地容纳在所述主体部分中的入口阀装置(202)，所述入口阀装置(202)能够在关闭位置与打开位置之间移动，在所述关闭位置中，所述入口阀装置的一部分被布置为与所述喷嘴盖的阀座邻接以防止燃料气体进入所述入口，在所述打开位置中，允许所述燃料气体在所述入口与所述至少一个出口之间流动；

其中所述喷嘴盖还包括设置在所述内周向侧上的导流部(112)，并且所述入口阀装置包括朝向所述内周向侧径向突出的对应突出导流部(204)；

所述喷嘴盖导流部和所述阀突出导流部被配置为协作以朝向所述至少一个出口重新引导从所述入口接收的气态燃料，使得流出所述至少一个出口的气态燃料射流(51b)朝向几何相交轴向中心区域(150)汇聚，所述几何相交轴向中心区域位于所述至少一个出口的下游并且轴向地远离所述至少一个出口。

2.根据权利要求1所述的燃料气体喷射装置，其中所述相交轴向中心区域沿所述轴向方向的位置由距离L和汇聚角ϒ限定，所述距离是从径向穿过所述至少一个出口的横截面(RP1)测量的，所述汇聚角被限定为所述横截面(RP1)与流出所述至少一个出口的气态燃料射流(51b)之间的角度。

3.根据权利要求2所述的燃料气体喷射装置，其中所述角度ϒ优选地介于约5度至60度之间，更优选地介于约10度至40度之间，更优选地介于约15度至25度之间。

4.根据权利要求2或3所述的燃料气体喷射装置，其中所述距离L基本上对应于由所述至少一个出口限定的出口区域(106a至106n)的平均直径。

5.根据前述权利要求中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中所述喷嘴盖导流部包括沿轴向方向延伸大部分的周向凹形部分。

6.根据前述权利要求中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中所述喷嘴盖导流部的至少一部分沿所述轴向方向延伸到所述至少一个出口。

7.根据前述权利要求中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中所述喷嘴盖(102)的所述轴向端部(108)包括限定所述至少一个出口的边缘(109)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中所述至少一个出口(106)是围绕所述阀装置的端部(216)周向地延伸的单孔口(106a)，从而流出所述单孔口的至少一股或多股气态燃料射流汇聚在沿着延伸穿过所述几何相交轴向中心区域的轴向中心线(Ac)的相交点(152)处。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中所述至少一个出口区域(106)包括围绕轴向中心线周向地布置的多个出口区域(106a至106n)。

10.根据权利要求9所述的燃料气体喷射装置，其中所述多个出口区域中的所述出口区域围绕所述轴向中心线均匀地分布。

11.根据权利要求9所述的燃料气体喷射装置，其中所述多个出口区域中的所述出口区域围绕所述轴向中心线非均匀地分布。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中所述多个出口区域中的所述出口区域具有相同的几何大小。

13.根据权利要求9至11中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中所述多个出口区域中的所述出口区域具有不同的几何大小。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中从所述多个出口区域流出的所述气态燃料射流中的至少一些汇聚在沿着延伸穿过所述几何相交轴向中心区域的轴向中心线的公共相交点处。

15.根据权利要求9至13中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中从所述多个出口区域流出的所述气态燃料射流中的至少一些单独地朝向所述几何相交轴向中心区域汇聚在与所述至少一个出口相距不同的轴向距离处。

16.根据前述权利要求中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中所述突出导流部(204)设置在所述阀装置的包络表面(206)上。

17.根据前述权利要求中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中所述突出导流部(204)是沿轴向方向延伸大部分的凸形外部(208)。

18.根据前述权利要求中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中所述喷嘴盖导流部和所述突出导流部的各部分彼此相对径向布置。

19.根据前述权利要求中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中所述入口阀装置包括阀部(210)和轴向延伸的头部(212)，所述轴向延伸的头部具有布置在所述阀部(210)处的上端(214)和背对所述阀部(210)的下端(216)，其中所述阀部(210)包括被布置为当所述入口阀装置处于所述关闭位置时与所述阀座(220)邻接的表面(218)。

20.根据权利要求19所述的燃料气体喷射装置，其中所述阀部(210)和所述头部(212)彼此一体地形成。

21.根据权利要求19或20中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中所述突出导流部形成所述头部的一部分。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中所述头部(212)包括位于所述突出导流部(208)与所述下端(216)之间的锥形表面(230)。

23.根据权利要求22所述的燃料气体喷射装置，其中所述头部的直径沿着所述锥形表面在从所述突出导流部到所述下端的方向上减小。

24.根据前述权利要求中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中所述喷嘴盖是所述燃料气体喷射装置的外部，所述喷嘴盖被配置为附接到所述燃料气体喷射装置的喷射器主体。

25.根据前述权利要求中任一项所述的燃料气体喷射装置，其中所述燃料气体喷射装置是氢燃料气体喷射装置。

26.根据前述权利要求中任一项所述的燃料气体喷射装置，其还包括控制单元，所述控制单元被配置为控制所述燃料气体喷射装置的操作。

27.根据权利要求26所述的燃料气体喷射装置，其中所述燃料气体喷射装置能够由所述控制单元控制，以便以15巴至60巴之间的低喷射压力、优选地以15巴至30巴之间的低喷射压力将燃料喷射到燃烧室中。

28.根据权利要求26或权利要求27所述的燃料气体喷射装置，其中所述控制单元被配置为响应于包含数据的控制信号而控制所述燃料气体喷射装置，所述数据指示氢系统压力、每个发动机循环的喷射次数、每次喷射的开始正时、每次喷射的持续时间、喷射之间的间隔时间。

29.一种氢内燃发动机，其包括根据前述权利要求中任一项所述的燃料气体喷射装置。

30.一种车辆，其包括根据权利要求1至28中任一项所述的燃料气体喷射装置或根据权利要求29所述的氢内燃发动机。