CN101012797A - 喷油器隔离座 - Google Patents

Abstract

一种用于喷油器的隔离座组件，所述喷油器至少部分地布置在由气缸盖限定的台阶状孔内，所述台阶状孔包括环台。隔离座组件包括凹弹性垫圈以及布置在凹弹簧垫圈与环台之间的弹性环构件。隔离座组件工作以偏压喷油器远离环台以基本上将喷油器从体盖隔离开。凹弹簧垫圈及弹性环构件可以彼此粘接。此外，隔离座组件可包括弹性环构件与环台之间的垫圈构件。垫圈构件工作以将轴向力从喷油器分配至环台。垫圈构件的至少一部分可以被卷曲与凹弹簧垫圈配合，由此在两者之间捕获弹性环构件。

Description

喷油器隔离座

技术领域

本发明涉及用于内燃机的燃油输送系统。

背景技术

可获得各种不同类型的用于内燃机的燃油输送系统，其中常用的一种是进气口燃油喷射系统。进气口燃油喷射系统使用多个喷油器，每个喷油器都向关联燃烧室的进气口输送预定量的燃油。在这种系统中，喷油器安装在歧管或燃油轨(其用于将燃油供至各个喷油器)的承座或喷油器凸台中。

近期在燃油输送及燃烧研究上的进展已使得直接喷射(或DI)燃油输送系统更为流行。DI燃油输送系统提供了一种内燃机气缸盖内的喷油器。该DI喷油器工作以将预定量的燃油直接喷射进入燃油室。因为燃烧室内的气压的数量级大于进气口内的气压的数量级，故相较于进气口燃油喷射系统内的类似组件，DI燃油轨及喷油器在高得多的燃油压力下工作。DI燃油输送系统使更高峰值动力水平、改进的燃油经济性及低排放成为可能。DI燃油输送系统的这些优点得益于对喷射进入燃烧室的燃油的精确计量以及对进入燃烧室的进气气流的改进。

DI燃油输送系统的电磁喷油器以计量脉冲将燃油输送至燃烧室，对该计量脉冲定时以控制输送的燃油量并将上述燃油输送与发动机运转周期的特定点相协调。对喷油器顺序激发会导致燃油轨中的压力波动，这会导致噪音发射振动。在DI燃油输送系统中产生的振动能会通过两条路径传递至发动机构件，即从喷油器传递至气缸盖以及从燃油轨传递至各个附装点(通常为气缸盖)。

发明内容

因此，本发明的隔离燃油输送系统减少了产生噪音的高频振动从喷油器至发动机传递。

提供了一种隔离燃油输送系统，适于与气缸盖结合。气缸盖限定有大致台阶状喷油器孔，所述大致台阶状喷油器孔具有环台。所述隔离燃油输送系统包括燃油轨及喷油器(例如直接喷射喷油器)。所述燃油轨操作以将增压燃油提供至所述喷油器。所述喷油器至少部分地布置在所述大致台阶状喷油器孔内。所述系统还设置有布置在所述喷油器与所述环台之间的喷油器隔离座组件。所述喷油器隔离座组件包括弹簧垫圈(例如贝氏垫圈)及弹性环构件。所述喷油器隔离座组件操作以将所述喷油器偏压远离所述环台以基本上将所述喷油器从所述气缸盖隔离开。

弹簧垫圈与弹性环构件可粘接在一起。此外，弹性环构件可充分地构造以密封地配合喷油器。隔离燃油输送系统还可包括大致环形燃烧密封件。喷油器可包括主体部，该主体部具有从其大体轴向延伸的末端部，其中末端部被充分构造以接收大致环形燃烧密封件。可以设置辅助密封件，其具有大致截头圆锥形状并由弹性材料形成。辅助密封件相对于末端部安装在主体部与大致环形燃烧密封件之间。辅助密封件操作以密封地配合大致台阶状喷油器孔及末端部。

垫圈构件可设置在弹簧垫圈及弹性环构件的组合与环台之间。此外，垫圈构件的至少一部分可被卷曲与喷油器隔离座组件的弹簧垫圈配合，以在两者之间捕获弹性环构件。

参考附图，通过以下对实施本发明的最佳模式的详细描述，将容易地理解本发明的上述特征及优点以及其他特征及优点。

附图说明

图1是根据本发明的具有喷油器隔离座组件及辅助密封件的隔离燃油输送系统的局部横截面侧视图；

图2a是图1示出的隔离座组件的替代实施例的横截面侧视图；和

图2b是图2a示出的隔离座组件的替代实施例的横截面侧视图。

具体实施方式

以下参考附图，其中在各个视图中类似的参考标号表示类似的组件，在图1中示出的隔离燃油输送系统10包括燃油轨12以及直接喷射喷油器14。燃油轨12作为导管工作以将增压燃油传输至喷油器14。在优选实施例中，燃油轨12将在其附装点被隔离。尽管在图1中仅示出了一个喷油器14，但本领域的技术人员将理解的是燃油轨12可作为歧管工作以向多个喷油器14提供增压燃油。喷油器凸台16可工作以相对于燃油轨12保持喷油器14的一端，同时喷油器14的另一端布置在发动机(未示出)的气缸盖18中。喷油器14具有喷油器密封件20，其工作以使增压燃油容纳在燃油轨12中。

气缸盖18限定有大致台阶状的喷油器孔22，该喷油器孔22被构造为足够接收喷油器14的至少一部分。在优选实施例中，燃油轨12相对于将气缸盖18保持喷油器14。喷油器14包括具有从其轴向延伸的末端部26的主体部分24。喷油器孔22包括大致筒状第一孔部28、两阶锥状孔部30以及大致筒状第二孔部32。圆周环台34于第一孔部28与锥状孔部30之间设置在喷油器孔22内。具体而言，构造第二孔部32使得喷油器末端26可通过气缸盖18与燃烧室36连通。

喷油器14包括将喷油器14可操作地连接至外部电势源(例如电子控制单元，未示出)的电连接器38。喷油器14工作以于发动机周期的特定点处将预定量的燃油直接输送至燃烧室36以支持其中的燃烧。大致环形燃烧密封件40设置在末端部26附近，并与第二孔部32密封地配合以防止燃烧室36内的增压气体穿过喷油器孔22。在优选实施例中，燃烧密封件40由聚四氟乙烯(PTFE)制成。但是，本领域的技术人员将理解也可采用其他类似耐热及耐化学材料。燃烧密封件40部分地依靠碳坝(carbon dam)以有效地密封喷油器孔。在发动机运转期间当燃烧的典型或普通产物(特别是碳基化合物)围绕燃烧密封件40堆积时就形成碳坝。

在喷油器孔22内设置圆周环台34作为在气缸盖18内定位或归位喷油器14的手段。喷油器隔离座组件42布置在环台34与喷油器14之间。隔离座组件42包括弹性环构件44以及具有弹簧特性的垫圈46(例如凹弹性垫圈或贝氏垫圈)。环构件44被充分地构造以密封地配合末端部26，且环构件44优选地由具有在50至60肖氏A硬度值的硅基材料制成。硅基材料通常在较宽的温度范围上具有优良的隔离特性。这些特性可包括：低阻尼、低压定、高耐用性及高抗化学特性。本领域的技术人员将理解，在保持在要求保护的范围内，也可使用其他材料来形成环构件44。此外，如果需要测量阻尼，则可由粘弹性材料来形成环构件44。

贝氏垫圈46优选地由钢形成，并略微呈圆锥形以使得贝氏垫圈46具有类弹簧特性。本领域的技术人员将理解，在保持在要求保护的范围内，也可使用其他材料(例如钢、铝、合成材料等)来形成贝氏垫圈46。此外，可利用业界已知的粘合剂将贝氏垫圈46结合至环构件44。

在工作时，贝氏垫圈46偏压喷油器14使其脱离与环台34的接触。通过将喷油器14从气缸盖18(具体而言为环台34)隔离开，将在实质上将喷油器14的振动脉冲从气缸盖18隔离开。可在隔离座组件42内使用多个贝氏垫圈46以使得隔离座组件42产生独特的载荷-挠度特性。例如，在相同方向上堆叠(即“嵌套”)多个贝氏垫圈46将并联地增加弹簧刚度，由此为给挠度移产生更刚性的隔离座组件42。可替代地，将贝氏垫圈46在交替方向上堆叠可类似于串联地增加弹簧，由此实现隔离座组件42的较低弹簧常数及较大位移。

当燃油轨12内的燃油压力随着发动机负载而增大，因为由传动系发射的各种声音大于从燃油输送系统10发出的声音，故隔离燃油输送系统10的需求变的不再重要。此外，对于不需要隔离燃油系统10的工作区域而言希望限制喷油器14在喷油器孔22内的轴向移动。可选择隔离座组件42的刚度或刚性系数使得在高发动机负载高燃油压力工作条件下隔离座组件42将喷油器14“搁置”至环台34，由此限制喷油器14在喷油器孔22内的轴向移动。

可在本发明中结合辅助密封件48。充分地构造辅助密封件48以密封地配合喷油器14的末端部26以及喷油器孔22的锥状孔部30。辅助密封件48大致呈截头圆锥状并由弹性材料形成。辅助密封件48及环构件44均起限制可能穿过燃烧密封件40的气体通过的作用。此外，辅助密封件48与环构件44独立工作或协同工作，起降低横跨燃烧密封件40的压差的作用，由此稳定了燃烧密封件40，并允许其完全建立对第二孔部32的圆形密封。可以集成地形成辅助密封件48及环构件44。

图1所示的隔离座组件42的替代实施例在图2a中示出，并标示为42’。隔离座组件42’包括布置在环构件44与环台34之间的垫片或垫圈50。垫圈50优选地由诸如钢的硬金属形成，并工作以均匀地将喷油器14的轴向推力负载分布至环台34。此外，垫圈50可起减小或消除对环台34的接触磨损或损坏的作用，该接触磨损或损坏由硬材料形成的贝氏垫圈46与通常由相对较软材料(例如铝)形成的环台34之间的相对移动引起。

图2b示出了与图2a所示的隔离座组件42’类似的隔离座组件42”。隔离座组件42”包括垫圈50’。垫圈50’的外周被卷曲、卷起或以其他形式形成在贝氏垫圈46的外周上，以将环构件固定在其间。

除了提供对隔离燃油输送系统10进行振动隔离的手段，隔离座组件42、42’及42”工作以限制气缸盖18与隔离燃油输送系统10内的燃油之间的热传导。隔离座组件42、42’及42”可补偿微小的错位，并可辅助对喷油器14在喷油器孔22内的对中。

虽然对实施本发明的最佳模式进行了详细描述，但熟悉本发明相关技术领域的人员将认识到落入所附权利要求范围内用于实施本发明的各种替代设计及实施例。

Claims (18)

1.一种可隔离燃油输送系统，适于与限定有大致台阶状喷油器孔的气缸盖结合，所述大致台阶状喷油器孔具有环台，所述可隔离燃油输送系统包括：

燃油轨；

喷油器；

其中所述燃油轨可操作以将增压燃油提供至所述喷油器；

其中所述喷油器至少可部分地布置在所述大致台阶状喷油器孔内；

喷油器隔离座组件，所述喷油器隔离座组件可操作地布置在所述喷油器与所述环台之间；

其中所述喷油器隔离座组件包括弹簧垫圈及弹性环构件；且

其中所述喷油器隔离座组件可操作以将所述喷油器偏压远离所述环台以基本上将所述喷油器从所述气缸盖隔离开。

2.如权利要求1所述的可隔离燃油输送系统，其中所述喷油器是直接喷射型喷油器。

3.如权利要求1所述的可隔离燃油输送系统，其中所述弹簧垫圈被粘接至所述弹性环构件。

4.如权利要求1所述的可隔离燃油输送系统，其中所述弹性环构件被充分地构造以密封地配合所述喷油器。

5.如权利要求1所述的可隔离燃油输送系统，还包括：

大致环形燃烧密封件；

其中所述喷油器包括主体部分，所述主体部分具有从其大致轴向延伸的末端部；

其中所述末端部被充分地构造以接收所述大致环形燃烧密封件；

辅助密封件，所述辅助密封件相对于所述末端部安装在所述主体部与所述大致环形燃烧密封件之间；且

其中所述辅助密封件密封地配合所述大致台阶状喷油器孔及所述末端部。

6.如权利要求5所述的可隔离燃油输送系统，其中所述辅助密封件具有大致截头圆锥形状。

7.如权利要求5所述的可隔离燃油输送系统，其中所述辅助密封件由弹性材料形成。

8.如权利要求1所述的可隔离燃油输送系统，其中垫圈构件设置在所述弹性垫圈以及所述弹性环构件的组合与所述环台之间。

9.如权利要求8所述的可隔离燃油输送系统，其中所述垫圈构件的至少一部分被卷曲与所述喷油器隔离座组件的所述弹簧垫圈配合以在两者之间捕获所述弹性环构件。

10.一种用于喷油器的隔离座组件，所述喷油器至少部分地布置在由气缸盖限定的台阶状孔内，所述台阶状孔包括环台，所述隔离座包括：

弹簧垫圈；

弹性环构件，其布置在所述弹簧垫圈与所述环台之间；且

其中所述弹簧垫圈及所述弹性环构件可操作以将所述喷油器偏压远离所述环台以基本上将所述喷油器从所述气缸盖隔离开。

11.如权利要求10所述的隔离座组件，其中所述弹簧垫圈被粘接至所述弹性环构件。

12.如权利要求10所述的隔离座组件，其中垫圈构件设置在所述弹簧垫圈及所述弹性环构件的组合与所述环台之间，所述垫圈构件可操作以将来自所述喷油器的轴向力分配至所述环台。

13.如权利要求12所述的隔离座组件，其中所述垫圈构件的至少一部分被卷曲与所述弹簧垫圈配合，由此以在两者之间捕获所述弹性环构件。

14.如权利要求10所述的隔离座组件，其中所述弹性环构件被充分地构造以密封地配合所述喷油器。

15.一种隔离直接喷射燃油输送系统，包括：

燃油轨；

直接喷射喷油器；

其中所述燃油轨可操作以将增压燃油提供至所述直接喷射喷油器；

其中所述直接喷射喷油器至少部分地布置在大致台阶状喷油器孔内，所述大致台阶状喷油器孔由气缸盖限定；

其中所述大致台阶状喷油器孔包括环台；

喷油器隔离座组件，所述喷油器隔离座组件可操作地布置在所述直接喷射喷油器与所述环台之间；

其中所述喷油器隔离座组件包括凹弹簧垫圈及弹性环构件；且

其中所述喷油器隔离座组件可操作以将所述直接喷射喷油器偏压远离所述环台以基本上将所述直接喷射喷油器从所述气缸盖隔离开。

16.如权利要求15所述的隔离直接喷射燃油输送系统，还包括：

大致环形燃烧密封件；

其中所述直接喷射喷油器包括主体部分，所述主体部分具有从其大致轴向延伸的末端部；

其中所述末端部被充分地构造以接收所述大致环形燃烧密封件；

具有大致截头圆锥形状的辅助密封件，所述辅助密封件相对于所述末端部安装在所述主体部与所述大致环形燃烧密封件之间；且

其中所述辅助密封件密封地配合所述大致台阶状喷油器孔及所述末端部。

17.如权利要求15所述的隔离直接喷射燃油输送系统，其中垫圈构件设置在所述弹性环构件与所述环台之间。

18.如权利要求15所述的隔离直接喷射燃油输送系统，其中所述垫圈构件的至少一部分被卷曲与所述凹弹簧垫圈配合，由此在两者之间捕获所述弹性环构件。

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