CN100453798C - 燃料喷射器的支撑结构 - Google Patents

Abstract

一气缸燃料喷射器(1)具有一在侧向上突伸的突出部分(2)。缸盖(5)上具有用于插入燃料喷射器(1)的孔洞(18)。一弹性构件(6)被制成带有切口的、横截面为C型的圆筒形。在燃料喷射器(1)的顶端(1a)被插入到孔洞(18)中的状态下，弹性构件被装配到燃料喷射器(1)上与突出部分(2)相反的一侧，以便于弹性地支撑着燃料喷射器(1)。一支撑构件(3)支撑着弹性构件(6)，且一卡环(16)阻止弹性构件(6)在受到压缩载荷时相对于燃料喷射器(1)的轴线发生侧向变形，其中的压缩载荷是由发动机构件(5)和支撑构件(3)施加的。

Description

燃料喷射器的支撑结构

技术领域

本发明涉及内燃机燃料喷射器的支撑结构。

背景技术

缸内喷射型内燃机上的燃料喷射器通常被布置在缸盖上制出的一个孔洞中，从而使喷射器的顶端面对着燃烧室。气道喷射型内燃机上的燃料喷射器一般被布置在进气歧管体上制出的一个孔洞中，从而使喷射器的顶端面对着发动机的进气道。在这两种情况下，燃料喷射器都被制成圆柱形，且一支撑构件借助于一弹簧在朝向顶端的方向上顶推着燃料喷射器，并限制燃料喷射器的移位，其中，支撑构件被螺栓等部件固定到缸盖或进气歧管上。

但是，如果燃料喷射器各个部件的尺寸存在不统一的情况，则作用在燃料喷射器上的载荷的方向将偏离燃料喷射器的主轴线，作用在燃料喷射器上的载荷可能是偏心的。此不平衡的载荷使燃料喷射器的保持角度偏离所希望的角度，并会对燃料喷射器的燃料喷射量及喷雾特性带来不利影响。

由日本特许厅于2001年公布的专利文件特表2001-511867提出了这样的方案：利用一套管将燃料喷射器与燃料供应管连接起来，套管装配到燃料喷射器的外周面上。在套管的外侧，一螺旋弹簧被间置在燃料喷射器与燃料供应管之间。为此目的，在燃料喷射器的外周面上制有一个凸缘，其支撑着螺旋弹簧的端部。

燃料喷射器被螺旋弹簧的反作用力支撑着，同时被抵顶到缸盖上，其中，螺旋弹簧的反作用力是借助于凸缘来施加作用的。

现有技术中的燃料喷射器是一种响应于电磁脉冲进行工作的电磁燃料喷射器，且属于顶部供流型燃料喷射器，这种燃料喷射器的底端与燃料供应管相连接。在这种燃料喷射器中，其侧面上突伸出一连接器，其与脉冲信号的输入导线相连接。

在另一方面，不同于现有技术中的情况，在侧旁供流型燃料喷射器中，燃料供应管被连接到燃料喷射器的侧面上，且在燃料喷射器的底端上设置了一个连接器。但是，燃料供应管的连接部件却是从燃料喷射器的侧面突伸出的。换言之，电磁式燃料喷射器不论为何种形式，其侧面上都会突伸出一个部件，该部件例如是电路连接器或管连接部件。在现有技术中，为了避免在顶部供流型燃料喷射器侧面上突伸的螺旋弹簧与连接器发生干涉，将支撑着螺旋弹簧的凸缘制在连接器的上方-即靠近底端的位置处。

因而，必须在轴向上分开地布置一个用于安装螺旋弹簧的空间和至少一个用于安装连接器的空间，这样，燃料喷射器的轴向长度不可避免地会增大。

发明内容

因而，本发明的一个目的是避免燃料喷射器侧面上突伸出的部件与推顶着燃料喷射器的弹性构件发生干涉，并缩短燃料喷射器的轴向长度。

为了实现上述目的，本发明提出了一种用于内燃机燃料喷射器的支撑结构。燃料喷射器被制成圆柱形，并具有一个在其侧向上突伸的突出部分。所述结构包括：一发动机构件，其具有一个用于将燃料喷射器插入的孔洞；一弹性构件，其被制成带有一个切口的圆筒形，因而其横截面为C型，在燃料喷射器的顶端被插入到孔洞中的状态下，弹性构件被装配到燃料喷射器上与突出部分相反的一侧，以便于弹性地支撑着燃料喷射器；一支撑构件，其支撑着所述弹性构件；以及一个防止弹性构件在受到压缩载荷条件下发生侧向变形的构件，其中，所述压缩载荷是由发动机构件和支撑构件施加的，所述侧向是相对于燃料喷射器的轴线而言的；其特征在于，弹性构件包括金属波纹管；防变形构件包括横截面为C型的卡环，其被装配到金属波纹管在垂直方向上的中间部分的下方的外周面上。

在下文的描述以及附图中介绍了本发明的细节内容以及其它的特征和优点。

附图说明

图1的纵向剖视图表示了内燃机的主要部件，该视图用于表示根据本发明的燃料喷射器支撑结构；

图2是燃料喷射器支撑结构的纵向剖视图；

图3中的侧视图表示了根据本发明的保持器和卡环；

图4是沿图3中箭头IV-IV所指的方向对保持器和卡环所作的平面图；

图5是沿图4中的V-V线对保持器与卡环的一部分所作的剖面放大图；

图6中的纵向剖视图表示了根据本发明第二实施方式的燃料喷射器支撑结构；

图7与图6类似，表示的是本发明的第三实施方式；以及

图8中的图线表示了螺旋弹簧的收缩距离与弹性力之间的关系。

具体实施方式

参见附图中的图1，一缸内喷射型内燃机中设置有一缸体15和一布置在缸体上的缸盖5。在缸体15中形成气缸15a，活塞12被安装在气缸15a中。由活塞12、气缸15的壁面、以及缸盖5形成了一个位于气缸15a内的燃烧室13。在缸盖5中形成了向燃烧室13开口的进气道7和排气道8。在进气道7面对着燃烧室13的开孔7a中设置了一个进气阀9。在排气道8面对着燃烧室13的开孔8a中设置了一个排气阀10。

在缸盖5中安装了一个火花塞11，其顶端指向燃烧室13的中心位置。在缸盖5中一定位孔18内安装了一燃料喷射器1，其中该定位孔被制在进气道7的下方。

该内燃机是一台四冲程发动机，其依次执行进气、压缩、膨胀、以及排气冲程。

在进气冲程中，活塞12在气缸15a中向下滑动，同时，进气阀9开启，从而将空气从进气道7吸入到燃烧室13中。在压缩冲程中，进气阀7关闭，活塞12在气缸15a中向上滑动，以对空气进行压缩。燃料喷射器1将燃料喷射到被压缩的空气中。结果就是，在火花塞11的附近形成了空气-燃料混合物。该空燃混合物由于被火花塞11点燃而开始燃烧，活塞12受燃烧气体的压力作用而被压下。活塞的该压下动作对应于膨胀冲程。被压下的活塞借助于活塞连杆而转动曲轴。

在排气冲程中，受旋转曲轴的惯性作用，活塞12被向上推。与此同时，排气阀8开启，燃烧室13中的燃烧气体被作为空气从排气道8排出到外界。在该实施方式中，燃料喷射器1被设置在进气道7的下方，但燃料喷射器1也可被布置在进气道7的上方，从而使其顶端位于燃烧室13的上部。

参见图2，燃料喷射器1属于“顶部供流型燃料喷射器”，其顶端设置有一个用于将燃料喷射到燃烧室13中的喷嘴1a。在燃料喷射器1的底端上形成了一个与燃料供应管3相连接的管连接器1b。被燃料泵加压后的燃料经燃料供应管3输送给燃料喷射器1。

燃料供应管3通过螺栓4固定到缸盖5上。一保持器6被装配到燃料喷射器1上靠近其底端的外周面上。保持器6是波纹管状的金属弹性构件，其一端被燃料供应管3支撑着，另一端在朝向顶端的方向上顶推着燃料喷射器1。

从具有管连接器1b的底端到制有喷嘴1a的顶端之间一即从图中的上端到下端之间，燃料喷射器1的直径出现了几级变化。具体来讲，在中间弹簧座部分20处，直径突然改变，位于弹簧座部分20下方的大径部分22的直径显著大于一圆柱形部分21的直径，其中的圆柱形部分21从大径部分22延伸向上端。

大径部分22的直径在中途发生了改变，大径部分22包括一位于弹簧座部分20正下方的上部、以及一直径略小的下部。燃料喷射器1还包括一顶部30，其位于大径部分22的下方，且其直径被极大地缩小。在顶部30的下端制有一个喷嘴1a。换言之，在弹簧座部分20下方的两个位置处-即大径部分22的中部和大径部分22的下端处，燃料喷射器1的直径被减小了。用于连接信号电缆的连接器2从圆柱形部分21的侧面突伸出，其中的信号电缆可输入脉冲信号。

为了容纳大径部分22和顶部30，缸盖5中的定位孔18具有与燃料喷射器1的两级缩径相对应的高度差。顶部30和孔洞18的尺寸被设计成这样：当燃料喷射器1被插入到定位孔18中时，喷嘴1a不会伸入到燃烧室13中。顶部30外周面与定位孔18壁面之间的间隙被一密封构件19密封住，从而与燃烧室13隔绝。圆柱形部分21穿过制在燃料供应管3上的一个凸台3a。燃料供应管3中的燃料被通过管连接器1b输送给燃料喷射器1，其中的管连接器1b通到凸台3a的内部。

为了防止燃料从燃料供应管3泄漏到圆柱形部分21外周面与凸台3a壁面之间的间隙中，在圆柱形部分21与凸台3a之间设置了一密封构件17。如参照图1所示描述的那样，燃料供应管3通过螺栓4固定到缸盖5上。

保持器6被凸台3a的下端与弹簧座部分20夹置着。当燃料供应管3被固定到缸盖5上时，凸台3下端与弹簧座部件20之间的距离被设置成小于保持器6的自由长度。

由于采用了这样的设置，当内燃机处于使用状态时，保持器6始终在朝向顶端的方向上顶压着燃料喷射器1。如上所述，保持器6是如图3所示的波纹管状金属弹性构件，其为圆筒状，在该圆筒状结构上沿轴向方向垂直地制有一个贯通的切口6a。换言之，保持器6的横截面被设计成图4所示的C型。在保持器6的整个长度范围内，切口6a都被制成固定的宽度，其宽度略大于连接器2的宽度。当保持器6c被装配到燃料喷射器1上时，圆柱形部分21上与连接器2相反侧的曲面被压入到切口6a中。如图2所示，当保持器6被正确地装配好之后，连接器2沿保持器6的侧向从切口6a中突伸出。

通过在保持器6上制出这样的切口6a，就可以将连接器2与保持器布置在同一平面内，同时还能避免发生干涉。保持器6的外径被设定为这样的尺寸：其略小于弹簧座部分20的外径。在燃料喷射器1被安放到定位孔18中之后，保持器6被装配到圆柱形部分21的外周面上。由于燃料供应管3和进气道7接近于燃料喷射器1的周围，所以当保持器6被装配到圆柱形部分21上时，这样的尺寸设计能有利地防止保持器6与那些构件发生干涉。

保持器6必须是弹性构件。如果保持器6不具有弹性，则燃料喷射器1在朝向顶端的方向上将不受顶压，从而不能补偿凸台3a、保持器6、燃料喷射器1、以及定位孔18在尺寸方面的分散性，这样，由于存在不平衡的载荷，燃料喷射器1会在定位孔18中发生倾斜，进而再不能实现理想的喷雾轮廓和所需的燃料喷射量。通过利用一弹性构件来制成保持器6，可补偿各个构件尺寸的分散性，并能使燃料喷射器1始终保持与定位孔18a中台阶部的接触。

下文将参照图8描述保持器6的弹簧特性。

如果在轴向上向处于自由长度的保持器6施加压缩力，则保持器6将收缩，且其弹性力将随着收缩距离而增大。但是，在收缩距离超过图中的距离L0之后，如果保持器6进一步收缩向距离L1和L2，弹性力几乎不再有更大的增加。

在该实施方式中，事先设定保持器6的长度，从而当燃料喷射器1、保持器6、以及燃料供应管3处于图2所示的组装状态时，使保持器6的收缩距离处于图8中两收缩距离L1、L2之间。由于采用了这样的设计，所以，不论凸台3a、保持器6、燃料喷射器1、以及定位孔18的尺寸存在多大的分散性，由保持器6施加到燃料喷射器1上的弹性力都几乎可保持恒定。

再参见图3，一个卡环16被制成嵌卡到保持器6下端的外周面上，以作为防止保持器6扩宽的构件。卡环16被制成与保持器6的横截面形状(如图4所示)相同的C型，且如图5所示，其被插入到一环形槽中，该环形槽是在保持器6下端的外周面上预先制出的。如图4所示，卡环16上开口16a的宽度被设置成等于或小于保持器6上切口6a的宽度。

如图3所示，保持器6上的切口6a在垂直方向上是贯通的，保持器6存在向外膨扩的趋势，因而，当在轴向上施加载荷时，切口6a会扩宽。此条件下，如果切口6a扩宽，则作用在保持器6上的轴向载荷就会向侧向分散，而不会像图2所示那样传递给弹簧座部分20。另外，如果已变形的保持器6的下端向外侧膨扩，则弹簧座部分20、保持器6的下端、以及缸盖5的外表面5a就会相互干涉，从而使保持器6不再顶压着弹簧座部分20。

卡环16具有阻止保持器6在直径增大方向上膨扩变形的作用，并能防止保持器6的下端从弹簧座部分20上脱落下去。在该实施方式中，卡环16被装配到保持器6的下端上，但其也可被装配到除下端之外的其它位置上，只要其在垂直方向上低于保持器6的中间部分即可。

如上所述，在本发明中，在作为弹性构件的保持器6上制出切口6a，且连接器2被制成沿侧向从切口6a中突伸出。在另一方面，阻止保持器6膨大变形的卡环16被装配到保持器6上，从而可保持着顶推燃料喷射器1的作用力，同时能将保持器6和连接器2保持在同一平面内。由于具有这样的设计，安装保持器6和连接器2的空间就变小了，且可缩短燃料喷射器1的轴向长度。另外，保持器6被燃料供应管3支撑着，从而不必使用专用的支撑构件来支撑保持器6，同时还能减少燃料喷射器1支撑结构所需的构件数目。

下面将参照图6介绍本发明的第二实施方式。在第二实施方式中，那些与第一实施方式中部件具有相同构造的部件将用同样的标号指代，且略去对它们的描述。

在该实施方式中，对定位孔18尺寸的设定不同于第一实施方式中的情况。

在该实施方式中，定位孔18被制成略深于第一实施方式的情况，从而使弹簧座部分20略低于缸盖5的外表面5a，并使弹簧座部分20位于定位孔18中。定位孔18的尺寸被设计成这样：外表面5a与弹簧座部分20之间的高度差d对应于保持器6上的至少一级波凹。在该实施方式中，取消了第一实施方式中所用的卡环16。

在该实施方式中，定位孔18中与高度差d相对应的壁面(并非卡环16)可阻止保持器6由于受到轴向载荷而发生膨扩变形。因而，无需设置卡环16，也能获得与第一实施方式相同的效果。

下面将参照图7介绍本发明的第三实施方式。在该实施方式中，除了具有第一实施方式的构造之外，保持器6上还设置有一个定位构件24，并在燃料供应管3的凸台3a中制有一个限位部分25。

定位构件24具有：一本体部分24a，其横截面形状与保持器6相同也为C型，该本体部分24a被装配到连接器2附近的圆柱形部分21上；以及一转动锁止部分24b，其沿侧向从本体部分24a的上端突伸出。在本体部分24a的C型横截面上制出一个切口，其宽度可与连接器2配合。本体部分24a被从与连接器2相反的方向上装配到圆柱形部分21的外周面上。在装配完成的状态下，本体部分24a将从两侧夹持着连接器2。

转动锁止部分24b包括一带状板件，其沿着凸台3a的外周面向上弯折，从而包围着凸台3a的下端23。限位部分25是一垂直沟槽，其可约束转动锁止部分24b，该限位部分25被制在凸台3a的外周面上。通过将转动锁止部分24b的顶端装配到垂直沟槽状的限位部分25中，就可限制燃料喷射器1相对于凸台3a的转动移位。

在组装过程中，本体部分24a和保持器6被装配到燃料喷射器1的圆柱形部分21上，且燃料喷射器1被插入到缸盖5上的定位孔18中，同时，保持器6受到卡环16的约束。燃料供应管3的凸台3a被插接到燃料喷射器1的圆柱形部分21上，且在调整了燃料喷射器1的转角位置、以使得定位构件24的转动锁止部分24b装配到凸台3a的限位部分25中之后，利用螺栓4将燃料供应管3固定到缸盖5上。

按照该实施方式，可阻止燃料喷射器1的转动移位，并能固定连接器2的定向。

因而，当将信号电缆连接到连接器2上时，不必修正连接器2的定向。燃料喷射器1喷雾形状的方向可能会受燃烧室13中进气气流的影响而出现偏移。通过根据该方向偏移、利用突伸部分24b和限位部分25适当地设定燃料喷射器1的转角，燃料喷射器1能在所需方向上精确地形成燃料喷雾。

除了该实施方式中的改动之外，还可对突伸部分24b和限位部分25的构造作出多种形式的改动。例如，针对于限位部分25，可在凸台3a的底面23上制出一个容纳突伸部分24a的沟槽，而并非在凸台3a的外周面上制出垂直沟槽。

作为备选方案，可将转动锁止部分24b向下弯折，并在缸盖5上设置限位部分25。在此情况下，燃料喷射器1被设置在定位孔中，同时对燃料喷射器1的转角进行调整，以使得转动锁止部分24b装配到限位部分25中。

按照该实施方式，除了第一实施方式的优点之外，还易于确定连接器2的定向。定位构件24和限位部分25同样也适用于第二实施方式。

于2004年9月16日提交的特愿2004-269521号日本专利申请中的内容被结合到本申请中作为参考。

尽管上文参照特定的实施方式对本发明进行了描述，但本发明并不仅限于上述的实施方式。本领域技术人员在权利要求书限定的范围内可对上述实施方式作出改动和变型。

例如，尽管上述的各个实施方式都是针对于缸内喷射型内燃机，但通过将定位孔18设置在进气歧管上而非缸盖5中，就可将本发明应用于气道内喷射型内燃机。另外，对上述各实施方式的讨论是基于顶部供流型燃料喷射器1展开的，但本发明同样适用于侧旁供流型燃料喷射器，这种燃料喷射器的侧面上带有管连接器1b。

权利要求书限定了本发明各实施方式的专有特性或专有权。

Claims (7)

1.一种用于内燃机燃料喷射器(1)的支撑结构，所述燃料喷射器(1)被制成圆柱形，并具有在其侧向上突伸的突出部分(2)，所述结构包括：

发动机构件(5)，其具有一个用于将燃料喷射器(1)插入的孔洞(18)；

弹性构件(6)，其被制成带有一个切口的圆筒形且其横截面为C型，并在与突出部分(2)相反的一侧被装配到燃料喷射器(1)上，以便于在燃料喷射器(1)的顶端(1a)被插入到孔洞(18)中的状态下，可弹性地支撑着燃料喷射器(1)；

支撑构件(3)，其支撑着所述弹性构件(6)；以及

防变形构件(16，5)，防止弹性构件(6)在受到由发动机构件(5)和支撑构件(3)施加的压缩载荷条件下，发生相对于燃料喷射器(1)的轴线而言的侧向变形；

其特征在于，弹性构件(6)包括金属波纹管；

防变形构件(16、5)包括横截面为C型的卡环(16)，其被装配到金属波纹管(6)在垂直方向上的中间部分的下方的外周面上。

2.根据权利要求1所述的支撑结构，其特征在于：突出部分(2)从弹性构件(6)的切口(6a)沿侧向突伸。

3.根据权利要求1所述的支撑结构，其特征在于：卡环(16)被装配到弹性构件(6)的外周面上，其中的装配位置在燃料喷射器(1)的轴向上从弹性构件(6)的中间部分偏向顶端(1a)。

4.根据上述权利要求1到3之一所述的支撑结构，其特征在于还包括：横截面为C型的定位构件(24)，在突出部分(2)所在的同一平面内，定位构件(24)从与突出部分(2)相反的一侧装配到燃料喷射器(1)上，其中，定位构件(24)的一个开口部分与突出部分(2)相配合，定位构件(24)包括一沿侧向突伸的转动锁止部分(24b)，其与支撑构件(3)或发动机构件(5)相接合。

5.根据上述权利要求1到3之一所述的支撑结构，其特征在于：支撑构件(3)包括燃料供应管，其向燃料喷射器(1)输送燃料，且被固定到发动机构件(5)上。

6.根据上述权利要求1到3之一所述的支撑结构，其特征在于：发动机构件(5)包括发动机的缸盖(5)或进气歧管。

7.根据上述权利要求1到3之一所述的支撑结构，其特征在于：突出部分(2)包括信号电缆连接器或管连接部件，其中的连接器将信号电缆连接到燃料喷射器(1)上，管连接部件将燃料引流到燃料喷射器(1)中。

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