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内燃机的、尤其是机动车内燃机的喷射器以及机动车内燃机

文献发布时间:2023-06-19 18:35:48


内燃机的、尤其是机动车内燃机的喷射器以及机动车内燃机

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于内燃机的、尤其是用于机动车内燃机的喷射器。本发明还涉及一种用于机动车的内燃机。

背景技术

DE 10 2016 204 569 B4公开一种喷嘴,具有用于将气态燃料喷入内燃机内部的入口和出口。另外,DE 10 2005 038 891 A1公开一种致动器机构,具有沿轴向延伸的壳体和位于其中的轴向一侧固定的致动器件,其轴向长度是可变的。还由EP 3 361 085 A1公开一种用于燃料喷射系统的电磁开关阀。

发明内容

本发明的任务是提供一种用于内燃机的、尤其是用于机动车内燃机的喷射器以及一种用于机动车的内燃机,从而能避免过大的压力损失。

该任务通过一种具有权利要求1的特征的喷射器以及通过一种具有权利要求10的特征的内燃机来完成。在从属权利要求中说明具有适当的发明改进方案的有利设计。

本发明的第一方面涉及一种用于输入燃料、尤其气态的燃料至尤其机动车的例如设计成活塞机的内燃机的至少一个燃烧室的喷射器。这意味着,优选设计成汽车、尤其是载货汽车的机动车在其完全制造状态下具有也称为发动机或内燃发动机的且例如设计成活塞机的内燃机,并且可借助内燃机、尤其是以内燃驱动的方式被驱动。内燃机在此具有上述燃烧室,燃料借助喷射器可被输入燃烧室中。尤其是可以规定,燃料借助喷射器可被直接输入、尤其喷入或喷射入燃烧室中,从而例如在内燃机制造完成状态下,该喷射器尤其通过其也称为出口的出口孔尤其直接通入燃烧室。

燃料可以是液态燃料例如汽油燃料或汽油或柴油燃料。优选也规定,喷射器设计成将气态燃料输入燃烧室。“输入、尤其直接输入气态燃料至燃烧室”也被称为喷入,优选规定可借助喷射器将气态燃料直喷入燃烧室。这尤其是指燃料在气态状态下流过喷射器并且在气态状态下流出喷射器、尤其是出口并由此尤其直接流入燃烧室。

喷射器为此具有可被燃料流过的喷射器壳体,其也简称为壳体。喷射器壳体具有至少一个或正好一个也称为入口的入口孔,燃料经此尤其从喷射器壳体外且尤其从整个喷射器外被输入或可被输入喷射器壳体且因此进入喷射器。另外,喷射器壳体具有至少一个或正好一个也称为出口的出口孔,其可以是上述的出口孔或上述的出口。为了输入、尤其直接输入燃料至燃烧室,燃料通过出口孔可从喷射器壳体(壳体)且在此优选从整个喷射器被输出。换言之,当出口孔被开放时,流过壳体的燃料于是可以流过出口孔并由此经出口孔从该壳体且尤其从整个喷射器流出,结果尤其直接流入燃烧室。由此,燃料尤其直接可输入或被输入燃烧室中。

喷射器还具有至少一个在喷射器壳体之内布置在入口孔下游和出口孔上游的流通口。这意味着,在从入口流到出口的且因此流过喷射器壳体的燃料的流动方向上,该流通口布置在出口孔的上游和入口孔的下游,即,在入口孔与出口孔之间。由此,该出口孔通过流通口可被供应流过入口孔的燃料、即被供以流过入口孔且因此经入口孔流入喷射器壳体的燃料。再换言之,燃料可以在流通口被开放时流过流通口且因此从入口经由流通口流到出口。

喷射器在此具有可电动作动的第一阀,其具有安置在喷射器壳体中的第一阀件。第一阀件通过电动作动第一阀可以在流体闭锁流通口的第一关闭位置与至少一个开放流通口的第一打开位置之间相对于喷射器壳体尤其平移地运动。这尤其是指,第一阀件在第一关闭位置流体闭锁流通口,使得燃料不能流过流通口且因此不能从入口经由流通口流至出口。但在第一打开位置,第一阀件开放流通口,使得燃料流过流通口且因此可以从入口经由流通口流到出口。特征“第一阀可被电动作动”尤其是指,第一阀在使用电能或电流下可被作动,以由此使第一阀件在第一打开位置与第二打开位置之间运动,即,以由此实现第一阀件在第一打开位置与第一关闭位置之间的运动。第一打开位置也称为第一位置,其中,第一关闭位置也称为第二位置。特征“第一阀可被电动作动”可以尤其是指,通过给第一阀供应电能尤其是电流,可使第一阀件从其中一个位置尤其平移运动到另一个位置。换言之,可以通过给第一阀供应电能尤其是电流实现第一阀件从一个位置到另一个位置的运动。通过结束或取消给第一阀供应电能,阀件例如可以从所述另一个位置运动到所述一个位置。换言之,可以通过结束或取消给第一阀供应电能实现第一阀件从所述另一个位置到所述一个位置的运动。所述一个位置例如是第一关闭位置,其中,所述另一个位置例如是第一打开位置。因此可以想到,通过给第一阀供应电能而使得第一阀件从第一关闭位置运动到第一打开位置。如果第一阀的电能供应被取消或结束,则可以由此造成或允许第一阀件从第一打开位置运动到第一关闭位置。由此第一阀可以尤其按需被操作、即启闭。换言之,由此可以尤其是按需地使第一阀件在打开位置与关闭位置之间运动。因为流通口借助第一阀件可被按需启闭,故第一阀和进而第一阀件配属于流通口。例如第一阀被设计成电磁阀。

喷射器还包括配属于出口孔的止回阀,其是喷射器的第二阀或也被称为第二阀。第二阀(止回阀)具有复位件和配属于出口孔的第二阀件。第二阀件安置在喷射器壳体中并且可以在流体闭锁出口孔的第二关闭位置与至少一个开放出口孔的第二打开位置之间相对于喷射器壳体尤其是平移运动。这意味着,第二阀件在第二关闭位置流体闭锁出口孔,使得燃料无法流过出口孔,因此无法从喷射器壳体或从整个喷射器流出。但在第二打开位置,第二阀件开放出口孔,从而燃料接着流过出口孔且因此通过出口孔可以流出喷射器壳体和进而流出整个喷射器。

第二阀件尤其仅仅只借助通过从流通口流动至第二阀件的燃料造成的、尤其直接作用于第二阀件的压力而能够从第二关闭位置运动到第二打开位置。换言之,从流通口流动到第二阀件的燃料例如可以直接接触第二阀件的至少一个局部区域且因此直接对其施加作用。在此,燃料所具有的压力因此尤其可以直接作用于该局部区域或该第二阀件。由尤其直接作用于第二阀件的燃料压力导致打开力,打开力尤其直接作用于阀件。借助打开力,阀件可以相对于喷射器壳体从第二关闭位置运动到第二打开位置。优选将喷射器设计成:第二阀件仅通过打开力或仅通过燃料压力就能够从第二关闭位置运动到第二打开位置。因此例如第二阀件尤其是只以液压或气压的方式就能够从第二关闭位置运动到第二打开位置。

在通过燃料或燃料压力造成第二阀件从第二关闭位置运动到第二打开位置之后,第二阀件因燃料压力减小或消除而借助复位件、尤其仅仅只借助复位件可从第二打开位置返回到第二关闭位置。“压力减小”尤其是指如下内容:复位件至少在第二打开位置提供至少间接、尤其直接作用于阀件的复位力,该复位力例如克服或抵制打开力。如果该压力例如如此高于尤其是预定的或可预定的阈值,即,该打开力大于复位力,则第二阀件借助打开力克服复位力而相对于喷射器壳体从第二关闭位置尤其平移地运动到第二打开位置。如果所述压力和进而打开力例如如此减小,即,打开力小于复位力,其中,该压力和进而打开力例如减小至零或减小至大于零的值,则第二阀件于是尤其排他地或仅仅只通过复位力又从第二打开位置运动到第二关闭位置。另外,第二阀件尤其在其从第二打开位置返回运动到第二关闭位置之后能够借助复位件或借助复位力保持在第二关闭位置,从而当打开力小于复位力时和/或当流通口被关闭、即借助第一阀件被流体闭锁时,该第二阀件可靠留在第二关闭位置。

为了现在能避免尤其是燃料的由喷射器造成的过度压力损失,本发明规定,第二阀的复位件是磁铁,借此提供或可提供磁场。借助磁场,第二阀件能因压力减小而从第二打开位置返回到第二关闭位置且随后能够保持在第二关闭位置。这意味着,前述复位力来自该磁场或由磁场造成,尤其是因为磁场与材料、例如磁化材料或可磁化材料例如像铁磁性材料的相互作用或交互作用。在本发明的喷射器中,前述复位力因此是源于磁场或由磁场与材料之间相互作用造成或产生的磁力,借助该磁力,第二阀件例如在其从第二关闭位置运动到第二打开位置之后因所述压力减小而从第二打开位置又返回到第二关闭位置。又换言之,如果例如所述压力和进而打开力如此减小,即,打开力小于或变得小于设计成磁力的复位力,则第二阀件借助磁力(复位力)和进而以磁性方式从第二打开位置返回运动到第二关闭位置且接着保持在第二关闭位置。

本发明尤其基于以下认识:尤其当喷射器设计成将燃料直接输入、尤其喷入或喷射入燃烧室时,喷射器也被称为直喷器。内燃机借助燃料按点火方式可工作,此时燃烧过程在燃烧室中进行。如果燃料是气态燃料,则也被称为发动机或内燃发动机的内燃机也被称为燃气发动机。在本文范围内,气态燃料是指例如天然气(CNG、LNG)、LPG、氢气以及任何其它气态燃料。用于内燃发动机尤其是燃气发动机的喷射器和尤其直喷器一般在其关闭状态中、即尤其当阀件处于其关闭位置时具有一定泄漏。在第二关闭位置,例如第二阀件落位在对应的密封座上,以由此流体闭锁出口孔。尤其当喷射器设计成直喷器时,密封座承受来自燃烧室的高压和高温,或者密封座必须至少基本无损地在足够长的时间段内承受住这种高压和高温。由此例如将密封座设计成金属的,即,其由金属材料构成。尤其是,密封座可以在完全制造状态中布置在燃烧室中。另外该密封座和进而第二阀件可以比第一阀件离燃烧室明显更近。尤其可以想到的是,密封座和第二阀件布置在燃烧室中,而第一阀件及其另外的密封座布置在燃烧室外。

此外,燃料尤其是当其被设计成气态燃料时具有低黏度。燃料的低黏度与例如金属密封座的不可避免的表面粗糙度一起导致在关闭状态中(即当第二阀件处于其第二关闭位置时)的泄漏,从而尽管第二阀件处于其第二关闭位置,燃料仍在第二阀件和密封座之间流过且因此流过出口孔并因此可以流出喷射器壳体或流出整个喷射器。这可以导致不希望的效果例如像发动机和外围部件闪火和损伤。

一种用于避免在这种喷射器、尤其是直喷器中的过度泄漏的可能性是阀的和进而阀件的串列连接或串联。换言之,在本发明的喷射器中,所述阀件和进而阀尤其在从入口孔经由流通口流至出口孔的燃料的流动方向上相互串列布置或串联。在此情况下,第一阀可以具有用于第一阀件的第一密封座,其中,第一阀件在其第一关闭位置尤其直接落位在第一阀座上。第二阀具有用于第二阀件的第二密封座,第二阀件在其第二关闭位置尤其直接落位在二阀座上。为了实现第二阀座的很高的耐用性,第二阀座优选设计成金属阀座,即,由金属材料例如像钢构成。各自阀座也被称为密封座,因为各自阀座和各自对应的阀件被用来在各自关闭位置流体闭锁流通口或出口孔。为了避免过度泄漏,第一阀座或密封座例如被设计成弹性密封座,即,由可弹性变形材料或橡胶或弹性体材料构成。由此一来,第一阀座或第一阀可以设计成至少近似无泄漏,从而可以避免燃料可由此不希望地从喷射器流出的过度泄漏。借助第二阀座和借助第二阀件,可以实现相对于燃烧室且尤其相对于存在于燃烧室内的燃烧室压力的充分密封。

因为第一阀和第一阀件布置在第二阀和第二阀件的上游并且比第二阀和第二阀件更远离燃烧室,故第二阀件也称为燃料侧阀件,其布置在喷射器的所谓燃料侧。第二阀件是燃烧室侧的阀件,其布置在喷射器的燃烧室侧。在燃料侧的第一阀和进而第一阀件被主动作动或可主动作动,因为第一阀件通过电力作动第一阀和进而在使用电能的情况下可以在第一关闭位置与第一打开位置之间被运动。燃烧室侧的第二阀例如是被动止回阀,其中,第二阀件优选能够无外部作动或驱控地、即尤其在没有给第二阀供应电能的情况下在第二关闭位置与第二打开位置之间运动、即从第二关闭位置运动到第二打开位置和从第二打开位置运动到第二关闭位置。第二阀件从第二关闭位置到第二打开位置的运动尤其仅仅只通过燃料的也称为燃料压力的压力实现,并且第二阀件从第二打开位置到第二关闭位置的运动优选仅仅只通过复位力且进而借助复位件实现。

在常见的喷射器尤其是直喷器中,该复位件是优选机械的且因此优选设计成固体的弹簧,其例如设计成或起到拉伸弹簧或压缩弹簧的作用。因此在常见的喷射器中该复位力是由弹簧提供的弹簧力。如果在常见的喷射器中使第二阀件从第二关闭位置运动到第二打开位置,则由此将弹簧张紧,使得弹簧至少在第二打开位置提供前述弹簧力,弹簧力至少间接、尤其直接作用于第二阀件。借助起到复位力作用的弹簧力,第二阀件于是从第二打开位置返回到第二关闭位置并且尤其保持在第二关闭位置。因此该弹簧也称为关闭弹簧。因此因为第二阀件克服关闭弹簧或弹簧力、尤其通过燃料或燃料压力被打开,即,从第二打开位置运动到第二关闭位置并保持打开,即,必须被保持在第二打开位置,故必然出现燃料的压力损失。

由于喷射器具有第一阀和第二阀以及流通口和设于下游的出口孔,故喷射器被设计成两级喷射器、尤其是两级直喷器且更尤其是两级气体直喷器。为了打开第二阀件以及保持第二阀件打开而应该克服的弹簧力很高,因此在常见的喷射器中出现燃料的过度压力损失。

这种燃料过度压力损失现在可通过本发明来避免,因为复位件未设计成弹簧、而是磁铁或前述磁铁。因此复位力不是弹簧力、而是前述磁力,由此过度压力损耗可得以避免。通过磁铁和由磁场导致的磁力,针对第二阀件实现或可实现依靠磁性且优选被动的驱动,从而可避免过度压力损失。

为了此时能实现喷射器和进而内燃机和整个机动车的很高效运行,在本发明的实施方式中规定,磁铁是永磁铁,借此提供磁场。由此可以将磁性驱动机构设计成被动驱动机构,使得第二阀可以按照传统的具有复位弹簧的止回阀来工作,但差别是复位件未被设计成弹簧或复位弹簧,而是设计成永磁铁。由此能很好地避免过度压力损失。第二阀件在此优选可以仅通过燃料压力而在没有给第二阀供应电能的情况下被打开,并且第二阀件优选可以只通过磁力而在没有给第二阀供应电能的情况下被关闭。

另一实施方式的特点是喷射器具有材料或前述材料,该材料设计成如此与磁场相互作用,即,从磁场产生作用于第二阀件的力。该力是前述的复位力或磁力,借助该力,第二阀件能因压力减小而从第二打开位置返回运动到第二关闭位置,随后能够保持在第二关闭位置。由此,第二阀可以很有利地按常见的被动止回阀来工作,但在这里,能避免过度压力损失。

该材料最好设置在第二阀件上且因此随第二阀件在第二打开位置与第二关闭位置之间相对于喷射器壳体尤其可平移运动。换言之,第二阀件可以具有该材料。于是,例如磁铁被保持、尤其固定在喷射器壳体上,使得例如第二阀件并且该材料随之可相对于喷射器壳体和相对于磁铁在第二打开位置和第二关闭位置之间运动。还可以想到该材料设置、尤其固定在壳体上,从而例如壳体具有该材料。于是优选规定,磁铁设置或保持在第二阀件上,使得例如第二阀件具有磁铁。因此例如可以想到磁铁随第二阀件相对于喷射器壳体在第二打开位置与第二关闭位置之间尤其是可平移运动。

另一实施方式规定,因第二阀件从关闭位置运动到打开位置,磁铁与材料之间的距离尤其连续增大,由此该力(复位力或或磁力)关于所述距离非线性地、尤其超比例地且更尤其以二次幂的方式减小。“以二次幂的方式减小”尤其是指,当距离尤其从距离初始值起倍增时,所述力尤其从初始力起减少至其四分之一,即,所述力的大小仅为在所述距离具有初始值时的四分之一。磁力因此具有非线性特性,因此尤其如下提供滞后或滞后作用,即,当第二阀件首先位于第二关闭位置时,一开始应该有大的打开力作用于或施加于第二阀件,以便第二阀件首先从第二关闭位置移出一段,因此从第二关闭位置向第二打开位置运动一段。在一开始由大的打开力造成第二阀件从第二关闭位置向第二打开位置运动之后,比之所述大的打开力明显更小的打开力或保持力就足以将第二阀件进一步移动向且尤其移动入第二打开位置或保持在第二打开位置。因为大的打开力只在一开始且因此在时间上明显受限地出现,然后仅还须施加较低的保持力以将第二阀件保持在第二打开位置,故总体上、即在第二阀件从第二关闭位置运动到第二打开位置的整个时间段内以及第二阀件从第二关闭位置运动到第二打开位置且随后尤其无中断地保持在第二打开位置的整个时间段内保持很低的燃料压力损失。换言之,前述滞后效果的特点尤其是在第二阀件关闭情况下有高的关闭力,但在第二阀件打开情况下仅有小的关闭力。换言之,当第二阀件处于第二关闭位置且因此距离小或甚至无距离时,也称为关闭力的且作用于第二阀件的复位力(磁力)大且因此具有第一值。但如果第二阀件处于第二打开位置以致该距离具有大于第一值的第二值,则作用于第二阀件的关闭力(复位力或磁力)小于处于第二关闭位置时。因此,在第二阀件打开时在很短暂时间里出现大压力损失。但如果第二阀件被打开以致第二阀件处于其第二打开位置,则仅还通过止回阀出现很小的压力损失。如果不再有燃料从流通口流动至第二阀件并流过止回阀,所述止回阀或第二阀件还是自动关闭。由止回阀造成的小压力损失和进而例如在打开时通过燃烧室侧止回阀短暂出现的大压力损失甚至可能是所期望的,以保持能以燃料压力流出出口孔且因此流出喷射器而流入燃烧室的燃料的尽量小的、也称为燃料压力的压力。这可能尤其在气态存储燃料的情况下是期望的,以便例如其中存储有气态燃料的压力罐能被尽量充分或尽量彻底地排空。此外,本发明的喷射器的止回阀允许达成止回阀的清晰限定的状态,尤其是代替例如像在常见的止回阀中那样的比例特性曲线。

在本发明的一个特别有利的实施方式中,第二阀件能够沿运动方向相对于喷射器壳体在第二打开位置与第二关闭位置之间平移运动。由此可以很好地避免过度压力损失。

在此表明特别有利的是该材料至少在第二打开位置、尤其也在第二关闭位置沿垂直于运动方向延伸且尤其是指向外或指向内的方向相对于磁铁无重叠地布置,即,未与磁铁重叠。所述的垂直于运动方向延伸的方向例如与第二阀、尤其是第二阀件的径向重合,尤其是例如当第二阀和/或第二阀件至少在纵向区域中设计成圆柱形时,即,具有笔直圆柱形的形状,或者设计成球形。通过该实施方式可以很好地实现前述效果,至少间接、尤其直接作用于第二阀件的磁力或复位力因此随着距离增大而以非线性方式且在此优选超比例地或以二次幂方式减小。由此可很好地展示前述滞后效果。

为了能很好地展示滞后效果以致一开始需要大的打开力以打开第二阀件且接着仅还需要较小的打开力以保持第二阀件打开,在本发明的另一设计中规定,该材料在第二打开位置以及在第二关闭位置都在平行于运动方向延伸的且指向或背离第一阀的、例如平行于第二阀的或第二阀件的轴向方向延伸的方向上至少部分与磁铁重叠。由此,尤其沿运动方向延伸的在材料与磁铁之间的距离在第二阀件从第二关闭位置被运动到第二打开位置时增大,并且该距离在第二阀件从第二打开位置被运动到第二关闭位置时尤其是线性地减小。

另一个实施方式的特点是所述距离沿该运动方向或平行于该运动方向延伸。

最后表明特别有利的是,第一阀件沿第一打开方向可相对于喷射器壳体从第一关闭位置尤其平移地运动到第一打开位置。第二阀件沿与第一打开方向相反的且例如平行于运动方向延伸的第二打开方向可相对于喷射器壳体从第二关闭位置尤其平移地运动到第二打开位置。由此可以很好地避免过度压力损失。

本发明的第二方面涉及一种优选设计成活塞机的用于机动车的内燃机。内燃机在此具有至少一个根据本发明的第一方面的喷射器。

本发明的第一方面的优点和有利设计应被视为本发明的第二方面的优点和有利设计,反之亦然。

附图说明

从以下对优选实施例的描述中以及结合图得到本发明的其它的优点、特征和细节。以上在说明书中提到的特征和特征组合以及以下在附图说明中提到的和/或在图中被单独示出的特征和特征组合不仅在各自所指出的组合中、也在其它组合中或单独地可使用,而没有脱离本发明范围,附图示出:

图1示出本发明的用于将燃料输入内燃机的、尤其机动车内燃机的至少一个燃烧室中的喷射器的纵截面示意图;和

图2示出喷射器在图1中用B标示的区域的另一局部纵截面示意图。

具体实施方式

在图中,相同的或功能相同的零部件带有相同的附图标记。

图1以纵截面示意图示出用于将燃料尤其是气态燃料输入优选设计成活塞机的机动车内燃机的至少一个燃烧室中的喷射器10。这意味着,机动车在其完全制造状态下具有该内燃机,并且借助内燃机、尤其是按内燃驱动的方式可被驱动。也称为发动机或内燃发动机的内燃机具有所述的燃烧室,燃料借助喷射器10可以尤其被直接输入燃烧室。优选地,燃料是气态燃料例如氢气,其在气态状态下借助喷射器10被直接输入、尤其喷入燃烧室。这尤其是指燃料在气态状态下流出喷射器10并由此尤其直接流入燃烧室。因此喷射器10也被称为气体喷射器、直喷器或气体直喷器。

喷射器10具有可被燃料流过的也被简称为壳体的喷射器壳体12。喷射器壳体12具有至少一个或正好一个也称为入口的入口孔14,燃料经此尤其从喷射器壳体的12且尤其整个喷射器10的环境能够被输入或可被引导入喷射器壳体12。另外,如结合图2可以很好看到地,喷射器壳体12和进而喷射器10具有也称为出口的出口孔16,经由入口流入喷射器壳体12的且从入口流到出口的燃料可通过出口孔从喷射器壳体12且因此从整个喷射器10导出以便将燃料输入、尤其直喷入燃烧室。在从入口流到出口的燃料的流动方向上,出口因此布置在入口下游。

此外,喷射器10具有至少一个安置在喷射器壳体12之内的流通口18,其在从入口流动到出口的燃料的流动方向上布置在出口上游和入口下游。在其从入口到出口的路途中,燃料流过流通口18,由此该出口孔16可以通过流通口18被供应流过入口且因此经入口流入喷射器壳体12的燃料。

喷射器10还包括可电力作动的、尤其是电磁操作的第一阀20,其在此例如设计成电磁阀。阀20具有安置在喷射器壳体12中的第一阀件22,通过电力作动第一阀20(在这里是以电磁方式)而使得第一阀件在流体闭锁流通口18的如图1和图2所示的第一关闭位置与至少一个开放流通口18的第一打开位置之间沿如在图2中由双箭头25表示的运动方向相对于喷射器壳体12可平移运动。为此,在这里设计成电磁阀的阀20具有也称为磁铁线圈的线圈24,线圈可被如此供应电能尤其是电流,即,通过给线圈24供应电能或电流,电流可以流过线圈24。线圈24例如被固定在喷射器壳体12上,尤其通过阀20的定子。在此,例如线圈24被保持和进而固定在定子上。尤其是该线圈可通过至少一个也称为接线端的电触点件26被供应电能,电能例如由在图中未被示出的电源提供。触点件26安置在一个例如由塑料构成的壳体28中。替代地或附加地,壳体28与喷射器壳体12分开构成并且连接至喷射器壳体12。例如壳体28是注塑制造的。如早就已知地,线圈24可以起到电磁铁的作用或形成电磁铁。如果线圈24被供应电能而使得电能尤其是电流流过线圈24,则线圈24由此提供也称为磁场的磁力场。尤其是,在线圈24内产生磁场。

第一阀件22是衔铁或衔铁的组成部分,其中,衔铁和进而阀件22以早就已知的方式能借助磁场被运动,尤其从第一关闭位置运动到第一打开位置。尤其是,阀件22沿在图1中由箭头30表示的且平行于运动方向延伸的、对于阀件22来说是第一打开方向的第一方向相对于喷射器壳体12可从第一关闭位置运动到第一打开位置,尤其通过产生该磁场。

阀件22分配有第一复位件,其在如图所示的实施例中被设计成机械的且因此设计为固体的弹簧32。通过使阀件22从第一关闭位置运动到第一打开位置,弹簧32被张紧、尤其是被压缩或牵拉。由此,弹簧32至少在第一打开位置提供弹簧力,弹簧力指向在图1中由箭头34表示的平行于运动方向延伸的且与第一方向相反的第二方向。第二方向对于阀件22是第二关闭方向,沿该方向可以使阀件22从第一打开位置相对于喷射器壳体12平移运动到第一关闭位置。因此,阀件22借助由弹簧32提供的弹簧力沿第二方向且因此从第一打开位置可运动或运动到第二关闭位置。尤其是,弹簧32也在第一关闭位置提供弹簧力,使得阀件22借助弹簧力和进而借助弹簧32被保持在第一关闭位置。

总体上可以看到,阀20是主动阀或主动操作阀,因为阀件22通过阀20的电力作动而能在第一关闭位置与第一打开位置之间来回运动。阀20的电力作动且尤其是电磁操作在此包括:给线圈24和进而阀20供应电能以及结束或取消给线圈24供应电能。因此,如果线圈24的电能供应被取消或结束,弹簧32于是可以通过弹簧力又关闭在先已借助磁场克服该弹簧或其弹簧力而被打开的阀件22,即,从第一打开位置返回运动到第一关闭位置并且尤其是保持在第一关闭位置。

此外,喷射器10包括止回阀36,其是喷射器10的第二阀或也被称为第二阀,并且在图2中被放大示出。止回阀36具有复位件38和安置在喷射器壳体12中的第二阀件40,其沿由双箭头25表示的运动方向相对于喷射器壳体12在如图1和图2所示的第二关闭位置与至少一个第二打开位置之间可平移运动。在第二关闭位置,阀件40流体闭锁出口孔16,使得燃料不能流过出口孔16。但在第二打开位置,阀件40放开出口孔16,使得燃料能够流过出口孔16且因此可以流出喷射器壳体12和流出整个喷射器10。在此,阀件40可以沿由箭头34表示的第二方向从第二关闭位置运动到第二打开位置,使得第二方向对于阀件40是第二打开方向。阀件40可以沿由箭头30表示的第一方向从第二打开位置运动到第二关闭位置,使得第一方向对于阀件40是第二关闭方向。可以看到阀件22、40同向或反向地启闭。

如果阀件22位于第一打开位置,则燃料可以流过流通口18且因此从入口孔14穿过流通口18流到阀件40。尤其是,燃料通过流通口18流入阀件40、即流入阀件40的通道42并且流过通道42和进而流过阀件40。通过流出口44,燃料可以流出通道42和进而流出阀件40并由此流入例如设计为环形空间的空腔46,该空腔布置在喷射器壳体12之内和阀件40之外并因此部分由喷射器壳体12且部分由阀件40界定。在空腔46内,容纳在空腔46中的燃料、尤其是其也称为燃料压力的压力可以如此直接作用于阀件40,即,由燃料压力产生指向第二方向的且直接作用于阀件40的打开力。如果例如打开力超出由复位件38提供的、至少间接、尤其直接作用于阀件40且指向第一方向且因此抵制打开力的、也简称为力的复位力或关闭力,则阀件40通过打开力从第二关闭位置运动到第二打开位置,因此至少部分从喷射器壳体12运动出来。如果然后因阀件22从第一打开位置运动到第一关闭位置或者说因促使或允许阀件22从第一打开位置运动到第一关闭位置而使得流通口18被流体闭锁,则存在于空腔46内的燃料压力和由此导致的打开力减小。如果打开力减小到小于复位力或关闭力,则阀件40借助复位力且进而借助复位件38从第二打开位置返回运动到第二关闭位置并接着被保持在第二关闭位置。

因此第一阀20是主动阀或可主动操作或可主动开关的阀,而止回阀36是被动阀,其阀件40只借助燃料压力被打开并且只借助复位力且因此无需外界施以影响或驱控地可被关闭。

为了现在避免过高压力损失,复位件38被设计成磁铁48,其优选是永磁铁。永磁铁因此提供磁场,借助磁场,第二阀件40能因燃料压力减小而从第二打开位置返回到第二关闭位置,随后能够保持在第二关闭位置。在此,喷射器10包括材料50,该材料在此设置在阀件40处且因此可随阀件40运动。材料50是磁性材料或可磁化材料例如像铁磁性材料。尤其是该材料50可以具有铁。通过材料50形成材料件52,其可设置在阀件40上或可以是阀件40的组成部分。材料50并且材料件52随之被设计用于如此与由永磁铁提供的磁场相互作用,即,由磁场产生前述的、作用于材料件52上的和进而作用于阀件40的上的、指向第一方向的且被设计为磁力的关闭力,借助该关闭力,第二阀件40能因压力减小而从第二打开位置返回运动到第二关闭位置,因此关闭,随后能够保持在第二关闭位置。

代替如图所示的实施方式地可以想到,材料50且因此材料件52被固定在壳体上或者是壳体的组成部分,其中,磁铁48于是能够被保持在阀件40上或可以是阀件40的组成部分。如此布置材料50或材料件52和对应的磁铁48,即,通过使阀件40从第二关闭位置运动到第二打开位置,沿运动方向延伸的在磁铁48与材料50(材料件52)之间的距离被连续增大,使得该磁力关于该距离非线性地且因此优选以二次幂方式减小。因此,阀件40从第二关闭位置向第一打开位置的初始运动需要或应被施加大的、朝第二方向作用的打开力,其中,与该大的打开力相比,能够施加明显更小的打开力来使阀件40保持打开、即将其保持在第二打开位置。

可以从图1和图2中看到,材料50在第二打开位置且也在第二关闭位置沿垂直于运动方向延伸的且在此指向外的、在图2中由箭头54表示的方向相对于磁铁48无重叠布置。另外,材料50在第二打开位置以及在第二关闭位置都沿平行于运动方向延伸且指向第一阀20的第一方向至少部分被磁铁48覆盖。在此,前述距离沿运动方向、即平行于运动方向延伸。由此可以很好地实现设计为磁力的关闭力的前述非线性特性。

附图标记列表

10 喷射器

12 喷射器壳体

14 入口孔

16 出口孔

18 流通口

20 第一阀

22 第一阀件

24 线圈

25 双箭头

26 触点件

28 壳体

30 箭头

32 弹簧

34 箭头

36 止回阀

38 复位件

40 第二阀件

42 通道

44 流出口

46 空腔

48 磁铁

50 材料

52 材料件

54 箭头

B 区域

技术分类

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