气体配量阀的制作方法

本发明涉及一种气体配量阀，该气体配量阀例如用于将气态燃料配量(eindosieren)到内燃机的燃烧室中或者内燃机的进气机构中。

背景技术：

1、由现有技术已知气体配量阀，借助所述气体配量阀可以将气态燃料配量到内燃机的燃烧室或者进气机构中。为此，向气体配量阀供应处于初始压力下的气态燃料，并且通过构造在气体配量阀中的气体室引导直至排出开口。在气体配量阀中布置有阀元件，通过电执行器、例如电磁执行器或者压电执行器能够使该阀元件运动，并且该阀元件由此将该排出开口打开和关闭。通过对电执行器通电，气态燃料可以在正确的时间点通过该排出开口被排出。

2、已知向外打开的阀作为这样的气体配量阀的构造形式，在所述向外打开的阀中，阀元件构造为活塞形并且以末端区段从壳体中伸出。在燃烧室侧端部或出口侧端部上，阀元件形成阀盘，该阀盘具有面向气体配量阀的密封面，该阀元件借助该密封面与密封座共同作用，用于打开和关闭排出开口。如果阀元件通过电执行器从阀座中被挤压出来并且因此从壳体中被挤压出来，则排出开口被释放，并且气态燃料可以从阀盘旁流出。为了在无电流的执行器的情况下也使该阀保持关闭，设置有关闭弹簧，该关闭弹簧压力预紧地布置在气体配量阀中并且借助纵向力给阀元件加载在朝着密封座的方向上的关闭力。

3、尤其是当气体配量阀将气态燃料直接配量到内燃机的燃烧室中时，燃烧室中的压力作用到阀元件上并且因此将关闭力施加到阀元件上，该关闭力将该阀元件压抵密封座。如果气体配量阀打开，则电执行器不仅需要克服关闭弹簧的力，还需要克服燃烧室中的压力，使得执行器需要相应地以性能强大的方式设计尺寸。另一方面，在气体配量阀内的气态燃料的气体压力作用到阀元件上，由此，在打开方向上的纵向力作用到阀元件上。由于视运行状态而定地适配气态燃料的压力，因此，该纵向力变化，并且在相同通电的情况下，不同的合力作用到阀元件上。气体配量阀的动态性相应地是不同的，这使燃料的精确配量变困难。除此之外，打开力通过气体室中的压力而减弱作用到阀元件上的关闭力，这需要通过强的关闭弹簧来补偿，以便确保密封性。因此，电执行器也需要克服该弹簧力，以便在所有运行条件下在所设置的时间段中将该阀元件带到打开位态中。

4、由de 102 04 655a1已知一种气体配量阀，该气体配量阀具有向外打开的阀元件。该阀元件通过压电执行器打开，其中，在压电执行器或与其连接的活塞与真正的阀元件之间构造有间隙，以便在不同的温度的情况下确保热平衡。气体配量阀的气体室中的气体压力引起作用到阀元件上的打开力，该打开力被关闭弹簧抑制(überdrückt)，以便在无电流的执行器的情况下使气体配量阀保持关闭。

技术实现思路

1、根据本发明的气体配量阀具有如下优点：在气体室内的气体压力产生作用到阀元件上使其进到气体配量阀中去的并且因此在关闭方向上的关闭力。因此，特别是在气体压力高的情况下，该附加的、作用到阀元件上的气动压紧力实现安全密封，而无需在关闭方向上作用到阀元件上的、大的关闭弹簧。因此，确保气体配量阀的安全且可靠的运行。为此，气体配量阀具有壳体，在该壳体中构造有气体室，该气体室能够经由进入开口被充注以气态燃料并且气态燃料能够从气体室中经由排出开口以配量的方式被排出。阀元件以能够纵向移动的方式布置在气体室中，其中，该阀元件具有阀密封面，该阀密封面与阀座共同作用，用于打开和关闭排出开口。电磁衔铁与阀元件连接，能够通过电磁铁使该电磁衔铁运动。波纹管借助一端部与阀元件气密地连接并且借助另一端部与壳体气密地连接，其中，与壳体的气密的连接沿着密封线构造。该密封线的直径大于该阀座的直径，使得通过气体室中的压力，将在关闭方向上的气动的纵向合力施加到该阀元件上。

2、如果气体室中的气体室施加打开力到阀元件上或者完全不施加力到阀元件上，则需要设置强的关闭弹簧，该关闭弹簧在电执行器关断的情况下密封地关闭阀元件。该力需要如此大，以便即使在压力峰的情况下也确保密封。由于气体配量阀通常以相对较低的气体压力运行，因此，电磁执行器需要始终克服关闭弹簧的该大的力，这需要相应大的执行器并且妨碍对气体配量阀得的精确控制。

3、通过由直径比确定的气动关闭力，可以实现气体配量阀的安全密封，因为在气体压力增大的情况下起作用的关闭力也更强。相应地，该关闭弹簧可以构造得较小或者可能完全省去，并且电执行器只需要使用小的力来打开气体配量阀。在此，特别是在气体压力低的情况下，能够实现气态燃料的精确配量。

4、在一种有利的构型中，密封线的直径比阀座的直径大至少5％。这引起足够的气动关闭力，使得实现气体配量阀的所描述的功能。

5、在另一种有利的构型中，在阀元件的出口侧端部上构造有阀盘，阀密封面构造在该阀盘上，该阀密封面面向壳体。在此，阀密封面有利地锥形地构造并且通过其形状来定心，这确保安全的密封。

6、在另一种有利的构型中，电磁衔铁构造为沉入式衔铁(tauchanker)，电磁铁在通电的情况下施加打开力到电磁衔铁上，其中，不需要为热膨胀设置补偿。这就是说，电磁衔铁可以与阀元件牢固地连接并且形成一个单元。

7、在另一种有利的构型中，电磁衔铁通过波纹管相对于气体室气密地被密封。通过将电磁衔铁与气体室分隔开，气态燃料不会作用到电磁衔铁和位于那里的其他构件上，这尤其是在侵蚀性气体的情况下有助于气体配量阀的可靠运行。因此，氢气有益于应力裂纹腐蚀(spannungs-riss-korrosion)，使得尤其应保护机械负载大的且敏感的构件不受氢气影响。除此之外，可以用润滑油浸润电磁衔铁或如下区域：电磁衔铁以该区域在壳体中被引导，该润滑油由于波纹管密封而不能够进入到气体室中。

8、在另一种有利的构型中，在该气体室中布置有关闭弹簧，该关闭弹簧压力张紧(druckverspannung)地布置在壳体上的凸肩与阀元件之间并且将沿纵向方向的关闭力施加到该阀元件上。该关闭弹簧主要具有如下功能：即使在电磁执行器关断的情况下也使气体配量阀保持关闭。

9、在另一种有利的构型中，电磁衔铁布置在电磁衔铁室中，该电磁衔铁室能够被充注以气体，并且在气体配量阀运行期间，在该电磁衔铁室中存在比在气体室中低的压力，使得关闭力被施加到阀元件上。为了确保这一点，有利地，电磁衔铁室可以经由平衡管线(ausgleichsleitung)与周围环境空气连接，由此，在那里始终存在大约1bar(100kpa)的周围环境压力。

技术特征：

1.一种气体配量阀，所述气体配量阀具有壳体(1)、阀元件(8)、电磁衔铁(18)和波纹管(25)，在所述壳体中构造有气体室(2)，所述气体室能够经由进入开口(4)被充注以气态燃料，并且气态燃料能够从所述气体室经由排出开口(5)以配量的方式被排出，所述阀元件以能够纵向移动的方式布置在所述气体室(2)中，其中，所述阀元件(8)具有阀密封面(10)，所述阀密封面与阀座(11)共同作用，用于打开和关闭所述排出开口(5)，所述电磁衔铁与所述阀元件(8)连接，通过电磁铁(20)能够使所述电磁衔铁运动，所述波纹管在一个端部处与所述阀元件(8)气密地连接并且以另一端部与所述壳体(1)气密地连接，其中，与所述壳体(1)的气密连接沿着密封线(28)构造，

2.根据权利要求1所述的气体配量阀，其特征在于，所述密封线(28)的直径(dw)比所述阀座(11)的直径(dv)大至少5％。

3.根据权利要求1或者2所述的气体配量阀，其特征在于，在所述阀元件(8)的出口侧端部上构造有阀盘(9)，在所述阀盘上构造有所述阀密封面(10)，所述阀密封面面向所述壳体(1)。

4.根据权利要求3所述的气体配量阀，其特征在于，所述阀密封面(10)构造为锥形。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的气体配量阀，其特征在于，所述电磁衔铁(18)构造为沉入式衔铁。

6.根据权利要求5所述的气体配量阀，其特征在于，所述电磁衔铁(18)通过所述波纹管(25)相对于所述气体室(2)气密地密封。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的气体配量阀，其特征在于，在所述气体室(2)中布置有关闭弹簧(12)，所述关闭弹簧压力预紧地布置在所述壳体(1)上的凸肩(13)与所述阀元件(8)之间并且将在纵向方向上的关闭力施加到所述阀元件(8)上。

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，所述电磁衔铁(18)布置在电磁衔铁室(17)中，所述电磁衔铁室能够被充注以气体，并且在所述气体配量阀运行期间，在所述电磁衔铁室中存在比在所述气体室(2)中低的压力。

9.根据权利要求8所述的气体配量阀，其特征在于，所述电磁衔铁室(17)经由平衡管线(21)与周围环境空气连接。

技术总结本发明涉及一种气体配量阀，所述气体配量阀具有壳体(1)，在所述壳体中构造有气体室(2)，所述气体室能够经由进入开口(4)被充注以气态燃料并且气态燃料能够从所述气体室中经由排出开口(5)以配量的方式被排出。阀元件(8)以能够纵向移动的方式布置在所述气体室(2)中，其中，所述阀元件(8)具有阀密封面(10)，所述阀密封面与阀座(11)共同作用，用于打开和关闭所述排出开口(5)。电磁衔铁(18)与所述阀元件(8)连接，通过电磁铁(20)能够使所述电磁衔铁运动。波纹管(25)在一端部处与所述阀元件(8)气密地连接并且以另一端部与所述壳体(1)气密地连接，其中，与所述壳体(1)的气密连接沿着密封线(28)构造。所述密封线(28)的直径(D<subgt;W</subgt;)大于所述阀座(11)的直径(D<subgt;V</subgt;)，使得通过所述气体室(2)中的压力，将在关闭方向上的、气动的纵向合力施加到所述阀元件(8)上。技术研发人员：T·布罗克,O·蒂克尔,F·菲舍尔,M·拜尔,D·博塞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：2024/7/23