CN106368854B - 具有改善的密封性的燃气喷射器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于吹入气态介质的燃气喷射器,其包括:密封元件(5),该密封元件布置在燃气喷射器的外部构件(4、10)的外表面上,密封元件(5)设置用于在所述外表面和内燃机接收元件(6)之间密封,密封元件(5)具有用于在接收元件(6)上密封的外部密封几何结构(50)和用于在燃气喷射器外表面上密封的内部密封几何结构(51),密封元件(5)具有支撑区域(56),该支撑区域与内部密封几何结构(51)对置地布置在密封元件(5)的外周上,并且在轴向(X‑X)上与外部密封几何结构隔开间距。

Description

具有改善的密封性的燃气喷射器
技术领域
本发明涉及一种用于吹入气态介质的燃气喷射器,其具有改善的密封性,尤其是喷射器内部的密封性以及在装入状态下相对于发动机室的密封性,本发明还涉及一种燃气内燃机、尤其具有涡轮增压器的燃气内燃机。
背景技术
现有技术公开了不同构型的燃气喷射器。这种燃气喷射器例如由DE102013202631A1公开。该燃气喷射器相对于内燃机构件(例如气缸盖)的密封在此借助O形环来实现。这种喷射器例如在图4中示出。公开的该燃气喷射器1包括关闭元件3,该关闭元件3在密封座2上密封。O形环15使燃气喷射器1相对于气缸盖6密封。由于使用涡轮增压器,燃气喷射器1前面的区域7中的压力提高,因此产生不密封问题。一方面在此可能如箭头A所示的那样在气缸盖6和O形环15之间出现不密封性,使得燃气或者空气燃气混合物能侵入到发动机室中。另一方面可能如箭头B所示的那样在阀壳体10和金属套筒4之间产生喷射器内部的不密封性。由此,燃气可以到达喷射器内部的区域中。由于所述气态介质可被点燃,因此这会在燃气喷射器中和/或发动机室中导致不希望出现的问题。
发明内容
相对地,根据本发明的用于吹入气态介质的燃气喷射器具有的优点在于:可获得改善的相对于高压力的密封性。该密封性可以毫无问题地密封能由于使用涡轮增压器而形成的压力。在此,尽管如此,根据本发明的燃气喷射器仍具有简单且成本有利的构造。根据本发明可以防止以下危险:在燃气喷射器区域中可燃介质一方面在安装侧逸出以及另一方面通过喷射器内部的泄漏路径逸出。这根据本发明以下述方式来实现:燃气喷射器具有刚好一个密封元件,该密封元件不仅密封朝发动机室方向的泄漏路径,而且密封喷射器内部的泄漏路径。所述燃气喷射器在此包括密封元件,该密封元件布置在燃气喷射器的外喷射器构件的外表面上、尤其是阀壳体上。所述密封元件在此设置用于,在所述喷射器构件的外表面与内燃机的接收元件之间、尤其是与气缸盖或者进气管或者类似物之间密封。所述密封元件具有用于在接收元件上密封的外部密封几何结构和用于在燃气喷射器外表面上密封的内部密封几何结构。所述密封元件还包括支撑区域,该支撑区域与内部密封几何结构对置地布置在密封元件的外周上,并且与外部密封几何结构在轴向上隔开间距。由此可以实现更好地在内部密封几何结构上密封,使得可防止内部密封几何结构的区域中的阀内部泄漏。
本发明还示出优选扩展方案。
为了达到足够的密封长度,所述密封元件优选构造成套筒形。所述密封元件优选由弹性体材料制成。
进一步优选地,所述内部密封几何结构具有第一密封区域和第二密封区域。由此可实现对喷射器内部的泄漏路径的双重密封。
为了在内部密封几何结构上实现尽可能大的密封力,在所述密封元件的外周上设置有逐渐变细的外部区域,其在轴向上至少部分地与内部密封几何结构对置。
进一步优选地,所述燃气喷射器包括柱形套筒、尤其由金属制成的柱形套筒,内部密封几何结构在该柱形套筒上密封。因此,尤其可以使迄今设置的喷射器设计基本上保持不变,并且仅须适配所述密封元件。
根据本发明的另一优选构型,第一和第二密封区域在燃气喷射器的轴向上相互隔开预先确定的间距。在此,支撑区域和第一密封区域之间在轴向上的第一间距大于支撑区域和第二密封区域之间在轴向上的第二间距。由此通过支撑区域将不同的力施加到第一和第二密封区域上。因此,在如上所述地布置支撑区域时,可以以简单的方式在第一和第二密封区域上实现不同的密封力。
第一间距与第二间距的比例优选在1:1至4:1的范围内,并且特别优选在3.5:1的范围内。当该比例为1时,通过支撑区域施加到第一和第二密封区域上的密封力大小相等。
为了密封元件在燃气喷射器上的安装,所述密封元件通常以散装件的形式存在于运货箱中。为了在运输和操作密封元件期间防止密封元件相互粘接,根据本发明的密封元件优选在至少一个位于轴向上的端部处具有突出的***区域。该***区域优选完全环绕地构造并且防止密封元件相互粘接。
为了使得能够特别方便地安装,所述密封元件还优选在轴向上具有位于外部密封区域和内部密封区域之间的、缩细的中间区域。
本发明还涉及一种燃气内燃机,其包括根据本发明的燃气喷射器。进一步优选地,所述燃气内燃机还包括涡轮增压器。特别优选,所述燃气喷射器布置在燃气内燃机的进气管中。
附图说明
在后面参照附图详细地描述本发明的优选实施例。在附图中:
图1根据本发明的一个实施例的燃气喷射器的示意性剖视图;
图2图1的燃气喷射器的放大的部分剖视图;
图3图1的燃气喷射器的密封元件的***的示意性部分剖视图;及
图4示出了现有技术的燃气喷射器。
具体实施方式
在后面参照附图1至3来详细地描述根据本发明的一个优选实施例的燃气喷射器1。
该实施例的燃气喷射器1布置在进气管7上,并且用于将气态燃料吹入到所述进气管中。替代地,该燃气喷射器也可以直接吹入到燃烧室中。
该燃气喷射器1包括阀壳体10、电磁衔铁12、电磁线圈13和关闭弹簧14。设置有调整销16,以调整关闭弹簧14的复位力。燃气沿燃气喷射器的轴向X-X被供应(箭头H)并且被引导通过过滤器11。电磁线圈13固定在阀壳体10上。电插接接头18在侧面设置在燃气喷射器上。
在电磁衔铁12的一个轴向端部上固定有关闭元件3,在该关闭元件3上布置有弹性体密封元件9。该关闭元件3在此封闭形成于阀座承载件2中的贯通开口(参见图2)。
在图1中示出燃气喷射器1的关闭状态。箭头G在此示出当燃气喷射器打开时气态燃料的流动方向。
燃气喷射器1还包括柱形金属套筒4,该金属套筒4形成用于所述气态燃料的前室40,燃料可以从该前室40经过开口15到达进气管7中。
所述燃气喷射器1布置在接收元件6中,该接收元件6在该实施例中是进气管7的壁区域。但是接收元件6例如也可以是气缸盖或者类似物。
密封元件5在此在接收元件6和燃气喷射器1之间密封。
密封元件5在细节方面可从图2中看到。密封元件5是套筒形的密封元件并且包括外部密封几何结构50和内部密封几何结构51。外部密封几何结构50在此相对于接收元件6密封。内部密封几何结构51相对于燃气喷射器1密封。
如从图2中可看到的那样,内部密封几何结构构造为双重密封几何结构,其包括第一密封区域52和第二密封区域53。内部密封几何结构51在此在燃气喷射器的外表面上密封,在该实施例中在燃气喷射器的柱形套筒4上密封。
密封元件5还包括逐渐变细的外部区域54,该外部区域54在轴向X-X上布置在内部密封几何结构51的第一密封区域52的高度上。该逐渐变细的外部区域54因此与内部密封几何结构51在径向上部分重叠。
密封元件5还包括支撑区域56。该支撑区域56形成在密封元件5的外周上,并且在燃气喷射器的轴向X-X上处于内部密封几何结构51的高度上。支撑区域56在轴向X-X上与外部密封几何结构50隔开间距。
如从图2可看到的那样,内部密封几何结构51的第一密封区域52和第二密封区域53在轴向X-X上相互隔开间距c。此外,在轴向X-X上,支撑区域56和第一密封区域52之间的间距被标记以a,而支撑区域56和第二密封区域53之间的间距被标记以b。第一间距a与第二间距b的比例在该实施例中是4:1,即a/b=4/1。由此通过支撑区域56将不同的密封力施加到第一和第二密封区域上。根据第一和第二密封区域之间的间距,可以方便地改变作用到各个密封区域上的密封力。
此外,通过密封元件5的逐渐变细的外部区域54,在例如由于涡轮增压而作用到逐渐变细的外部区域54上的压力更大时,密封力也会增大。
因此,根据本发明,在逐渐变细的外部区域54的区域中作用到密封元件5上的压力被用于将更大的密封力施加在第一和第二密封区域52、53上。通过支撑区域56引入的力根据支撑区域56与第一和第二密封区域52、53之间在轴向X-X上的间距所成的比例来分布到两个密封区域上。因此,根据本发明的密封元件5可以方便地针对不同的要求进行设计。
因此,根据本发明不仅可以可靠地密封燃气喷射器1和接收元件6之间的泄漏路线,而且也可以可靠地密封阀壳体10和套筒4之间的泄漏路线。
密封元件5还具有缩细的中间区域55,该中间区域在轴向X-X上位于外部密封几何结构50和内部密封几何结构51之间。由此尤其可以使安装简化。此外,也可以简单地使密封元件5适配于阀壳体10的形状,该阀壳体10在其朝向进气管7的端部上具有径向向外突出的突缘10a。
此外,如尤其从图2和3可看到的那样,密封元件5具有环形的***区域8。该***区域8在此布置在远离进气管7的轴向端部上。该***区域8在此具有防止密封元件5相互粘接的功能。密封元件5在运输期间通常作为散装件来提供。在此,在没有***区域8的情况下密封元件可能会相互粘附。因此,通过将***区域8集成到密封元件5中,也可以保证密封元件5的快速安装和无损操作以及无损运输。通过设置***区域8,密封元件5之间的可能的相互粘附面减小到使得密封元件5不再能相互粘附的半径。
因为根据本发明目前设置唯一一个密封元件5来密封两个泄漏路线、即燃气喷射器1外周上的泄漏路线以及阀壳体10与柱形套筒4之间的泄漏路线,所以可以取消目前为止在现有技术中必要的、布置在燃气喷射器内部的另一密封元件。根据本发明,即使在借助涡轮增压器产生的压力大时,尤其在1.5×105至2×105帕斯卡的范围内时,也可以实现密封。因此,根据本发明可以保证燃气喷射器1的可靠且长久的运行。

Claims (11)

1.一种用于吹入气态介质的燃气喷射器,其包括:
-密封元件(5),该密封元件布置在所述燃气喷射器的外部构件(4、10)的外表面上;
-其中,所述密封元件(5)设置用于在所述外表面和内燃机的接收元件(6)之间密封;
-其中,所述密封元件(5)具有用于在所述接收元件(6)上密封的外部密封几何结构(50)和用于在所述燃气喷射器的所述外表面上密封的内部密封几何结构(51),所述内部密封几何结构(51)在轴向(X-X)上与所述外部密封几何结构(50)隔开间距;以及
-其中,所述密封元件(5)具有支撑区域(56),该支撑区域与所述内部密封几何结构(51)对置地布置在所述密封元件(5)的外周上,并且也在轴向(X-X)上与所述外部密封几何结构隔开间距。
2.根据权利要求1所述的燃气喷射器,其特征在于,所述密封元件(5)构造成套筒形。
3.根据权利要求1或2所述的燃气喷射器,其特征在于,所述内部密封几何结构(51)具有第一密封区域(52)和第二密封区域(53)。
4.根据权利要求1或2所述的燃气喷射器,其特征在于,所述密封元件(5)包括逐渐变细的外部区域(54),该外部区域在轴向(X-X)上至少部分地与所述内部密封几何结构对置。
5.根据权利要求1或2所述的燃气喷射器,其特征在于,还包括柱形套筒(4),所述内部密封几何结构(51)在该柱形套筒上密封。
6.根据权利要求3所述的燃气喷射器,其特征在于,第一密封区域(52)和第二密封区域(53)在所述燃气喷射器的轴向(X-X)上相互隔开一个总间距(c),并且,所述支撑区域(56)与所述第一密封区域(52)之间在轴向(X-X)上的第一间距(a)大于所述支撑区域(56)与所述第二密封区域(53)之间在轴向上的第二间距(b)。
7.根据权利要求6所述的燃气喷射器,其特征在于,第一间距(a)与第二间距(b)的比例在1:1至4:1的范围内。
8.根据权利要求1或2所述的燃气喷射器,其特征在于,所述密封元件(5)在位于轴向(X-X)上的端部处具有突出的***区域(8)。
9.根据权利要求1或2所述的燃气喷射器,其特征在于,所述密封元件(5)在轴向(X-X)上在所述外部密封几何结构(50)和所述内部密封几何结构(51)之间具有缩细的中间区域(55)。
10.一种燃气内燃机,其包括根据权利要求1至9中任一项所述的燃气喷射器。
11.根据权利要求10所述的燃气内燃机,还包括涡轮增压器。
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