CN101790636B - 用于固定燃料喷射器的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在内燃机的缸盖(10)的安装孔(12)内固定燃料喷射器(26)的装置(32)。引导冷却介质(86)的通道(18)在内燃机的缸盖(10)中在安装孔(12)的区域中延伸。燃料喷射器(26)在上导向装置(50)的区域中在缸盖(10)的安装孔(12)中借助夹紧装置(32)固定，其中，该夹紧装置使缸盖(10)中的该安装孔(12)对内和对外密封。

Description

用于固定燃料喷射器的装置

现有技术

DE196 50 865涉及一种用于控制喷射阀控制腔内燃料压力的电磁阀，这种喷射阀可应用在共轨高压喷射系统中。通过燃料喷射器控制腔内存在的燃料压力来控制阀活塞的上下运动，通过该阀活塞来打开或关闭喷射阀的喷射孔。该电磁阀包括电磁铁、运动的衔铁以及和衔铁一起运动的阀芯，该阀芯由阀关闭弹簧向关闭方向加载并与电磁阀的阀座协同作用，从而控制燃料从控制腔的流出。

根据安装情况，燃料喷射器例如可以通过夹钳或取决于发动机生产厂家的缸盖配置的类似装置固定在缸盖上。迄今采用的用于将燃料喷射器固定在内燃机缸盖区域的夹钳解决方案由于公差而导致产生横向力，从而导致燃料喷射器在其安装孔内倾斜。这又会导致燃料喷射器工作时的功能缺陷，这反映在燃料燃烧方面以及燃料喷射器本身的机械部件磨损加剧。

在膨胀套固定中，具有保持体和套夹紧螺母的燃料喷射器固定在内燃机的缸盖中。在燃料喷射器的周边上、特别是在保持体周边，装有可被液压介质加载的膨胀衬套。该膨胀衬套包括至少一个可由液压介质加载的袋状凹部。如果膨胀衬套被液压介质加载，则燃料喷射器在缸盖的安装孔内对中。由于内燃机缸盖内的结构空间总归是狭窄的，特别是在有两个进气阀和两个排气阀的内燃机中，因此，用于以液压介质对膨胀衬套加载的管道的安置是一个技术上的挑战。此外，迄今使用的缸盖由铝压铸制成并且由于安置有多个管道而使缸盖中的壁厚减小，因此，由于壁厚减少而使纯铝缸盖的强度大大降低。因此，现在放入或者压入钢衬套或铝衬套。但通过由于强度原因而采用的钢衬套或铝衬套，产生了附加的公差。此外，在整个寿命期间在间隙形成方面要考虑由于铝和钢的不同热膨胀系数而导致的不同热膨胀特性。总之，迄今从现有技术已知的用于将燃料喷射器固定在缸盖安装孔内的解决方案存在不能忽视的缺点，因此必须找到解决方案。

发明内容

按本发明的建议，燃料喷射器借助至少两部分式构成的夹紧装置装在缸盖孔和冷却介质通道的敞开区域中。为了实现燃料喷射器在缸盖内的精确定位和对中，夹紧装置一方面为了距离补偿、另一方面为了附加密封以防止脏物从外部进入和不希望的冷却介质从内部流出而安装。因此，本发明建议的夹紧装置满足距离补偿功能和附加密封功能。

夹紧装置至少包括一个可旋转的构件和一个固定地安置在喷射器体上的构件。本发明所建议的夹紧装置的这两个构件都是圆柱形构成，其中，这两个可彼此相对运动的构件的靠触面锥形或楔形地构成。由于两个构件锥形或楔形地构成，可旋转的构件的移动由于靠触面锥形构成而导致安置在燃料喷射器周边上的固定构件扩张。由此缩小了燃料喷射器和缸盖之间的间隙，直到发生燃料喷射器的外壳面靠触到缸盖安装孔的内周面上。由于该扩张在周边上均匀地分布，燃料喷射器也均匀地靠触在缸盖的壁上。通过燃料喷射器和缸盖的金属材料接触可以实现燃料喷射器直接在缸盖壁上被导向。这种金属接触同时起到附加径向密封的作用。缸盖内的安装孔和燃料喷射器的外壳面之间的密封可以通过一个有覆层的夹紧元件，例如用弹性体材料覆层，得到进一步改善。弹性体覆层还具有这样的优点：如果在拧紧可旋转的夹紧元件时由于在夹紧装置上施加过高的扭矩而可能发生过强的扩张，则弹性体覆层保护缸盖以防被夹紧元件损坏。

本发明所建议的夹紧装置至少由两部分组成并且不仅满足距离补偿功能而且满足密封功能，该夹紧装置例如可以用在高压存储器喷射系统(共轨)中用的燃料喷射器上，也可以用在基本具有细长圆柱形状的喷射阀中。此外本发明所建议的夹紧装置还可以用在要密封的孔上的圆柱形构件中。

附图说明

附图中示出了本发明的一些实施例并在以下的说明中详细阐述。

图示示出：

图1描述了燃料喷射器在缸盖的安装孔内的安装情况，冷却介质通道在缸盖内延伸，

图2本发明所建议的夹紧装置，具有锥形或楔形的靠触面，处于未夹紧状态，

图3本发明所建议的夹紧装置，处于夹紧状态。

具体实施方式

如图1的左半部所示，在缸盖10中设置有一安装孔12，该缸盖例如由纯铝或铝/钢合金制成。在由铝或铝/钢合金制成的缸盖10的安装孔12内装有嵌入衬套14。嵌入衬套14的壁厚用参考符号16表示。在嵌入衬套14内部设置有用于接收燃料喷射器26的安装空间24。安装孔12的直径用参考符号22表示。通过放入安装孔12内的嵌入衬套14密封了引导冷却介质的通道18。嵌入衬套14的一个台阶安放在一台阶20上，该台阶20在加工缸盖10中的安装孔12时制成。

图1的右半部示出，在缸盖10内的安装孔12中放入了燃料喷射器26，该缸盖由纯铝制成或由铝/钢合金制成。燃料喷射器26相对于其轴线28对称地构造并有外壳面30。本发明所建议的固定装置或夹紧装置32的下壳40固定地、不相对扭转地被接收在燃料喷射器26的外壳面30上。夹紧装置32包括至少一个固定地被接收在燃料喷射器26外壳面30上的下壳40并且还包括一个与该下壳共同作用的上壳38，借助该夹紧装置将燃料喷射器26固定在缸盖10内的安装孔12中。上壳38设计成相对于燃料喷射器26的外壳面30可旋转，而下壳40借助一例如构造为涨紧卡圈的支撑不相对转动地被接收在燃料喷射器26的外壳面30上。

通过用参考符号84标识的工具接入部将扭转运动导入上壳38中。

如从图1右半部的剖面图进一步看到，引导冷却介质86的通道18通过第一通道密封装置58和轴向上与第一通道密封装置隔开距离的第二通道密封装置60密封。两个通道密封装置58及60安装在燃料喷射器26的外壳面30中的圆周槽62内。

通过本发明建议的夹紧装置32得到燃料喷射器26的上导向装置50，该夹紧装置在图3中详细描述的夹紧状态72中把燃料喷射器26固定在安装孔12内，而燃料喷射器26在包含喷嘴夹紧螺母54的下导向装置52处被接收在缸盖10中。如从图1看出，引导冷却介质86的通道18通过第一通道密封装置58或第二通道密封装置60，不仅相对于安装孔12的间隙60在垂直方向上向上密封，而且第二通道密封装置60下方相对于燃料喷射器26的燃烧室侧端部密封。

如此外从图1中看出，夹紧装置32包括：尤其是可旋转地被接受在燃料喷射器26外壳面30上的上壳38，与燃料喷射器26外壳面30上的螺纹区段34共同作用的内螺纹36。当通过在工具接入部84上导入扭矩而将扭转运动导入本发明所建议的夹紧装置32的上壳38中时，上壳38沿轴向向下运动并使下壳40径向向外张开，下壳40固定地被接收在燃料喷射器26的外壳面30上，这使得燃料喷射器26在上导向装置50的区域中在缸盖10的安装孔12中被固定和对中。用参考符号82表示沿垂直方向向下作用在燃料喷射器26上的轴向力。通过施加在燃料喷射器26上的该预载荷产生密封力，该预载荷处于7KN到9KN之间的数量级，这又取决于安装情况。密封力在喷嘴夹紧螺母54和缸盖10之间的交界部位处起作用，必要情况下中间连接一铜密封垫圈。

从图2可看出本发明所建议的夹紧装置在未夹紧状态下的细节视图。

如从图2得知，用铝或铝/钢合金制成的缸盖10只被局部描述。燃料喷射器26安装在缸盖10的安装孔12内。该燃料喷射器26在其外壳面30上包括螺纹区段34，该螺纹区段与夹紧装置32的上壳38的相应构造的内螺纹36啮合。当将一旋转运动引入夹紧装置32的上壳38中时，在锥角48中构成的第一的靠触面42进入到在下壳40上部区域中与其互补地构成的第二靠触面44内。固定地被接收在燃料喷射器26外壳面30上的下壳40由于第一靠触面42进入到下壳40的第二靠触面44中而径向向外扩张。图2描述了夹紧装置32的未夹紧状态64，即在下壳40的外周面和安装孔12的内壁68之间还存在间隙70。如与图1结合已经解释，向本发明所建议的、至少由两部分组成的夹紧装置32的上壳38中的扭转运动导入通过安置在上端部的工具接入部84实现。

固定地、即相对于燃料喷射器26的外壳面30无相对运动地被接收在燃料喷射器26上的下壳40借助例如构造为涨紧卡圈的支撑66不相对旋转地固定在燃料喷射器26的外壳面30上。在支撑66上方设置于燃料喷射器26外壳面30中的环绕槽32内装有密封元件，它构造为O形圈76。根据可供使用的安装空间而定，两个彼此互补地构造的靠触面42，44的锥度46或锥角48在2°到15°之间的数量级内，在锥角48中，彼此互补地构造的靠触面42，44相互接触，该锥角选择得，固定地被接收在燃料喷射器26外壳面上的下壳40的扩张进行得越缓慢。下壳40的径向扩张速度，即其径向变形，此外还取决于在螺纹区段34中构造于燃料喷射器26外壳面上的螺纹的螺距。

彼此互补地构造的两个靠触面42，44的锥角48或锥度46选择得越大，固定地接收在燃料喷射器26上的下壳40的变形运动、即径向扩张进行得越快。

图3描述了用于燃料喷射器在内燃机缸盖中的固定和对中的夹紧装置处于夹紧状态。

如图3所示，本发明所建议的夹紧装置32在夹紧装态72中这样变形：使得通过上壳38进入下壳40中而变形的下壳40靠触在安装孔12的内壁68上，下壳40可包括一弹性体覆层74。由于两个彼此互补地构造的靠触面42，44的锥度46或锥角48以及由于在上壳38进入下壳40中时发生的下壳40径向扩张，如图3所示，弹性体覆层74在接触区域80中靠触到缸盖12的内壁68上。根据所施加的在轴向上作用的轴向力82的大小而定，下壳40的径向扩张发生得较强或不太强。为了避免在拧紧夹紧装置32时特别是损坏缸盖10的安装孔12的内壁68，可以在下壳40的外周面上设置在图3中用虚线标示的弹性体覆层74。通过夹紧装置32的下壳40的上边缘在径向上均匀延伸的变形，一方面实现燃料喷射器26在缸盖10的安装孔12内的上导向装置50，另一方面使燃料喷射器26在安装孔12内相对于其内壁68对中。最后，本发明所建议的夹紧装置在图3所示的夹紧状态72中承担燃料喷射器26的在轴向上衔接于下壳40下方的区域在安装孔12内的密封。

通过如图3所示的夹紧状态72，可以在引导冷却介质86的通道18的图1所示第一密封装置58失效时避免冷却介质经缸盖10或其安装孔12流出到外界环境中。因此，本发明所建议的、至少由两部分构成的、至少包含上壳38和下壳40的夹紧装置32承担另一密封功能。

如从图3还可看出，在夹紧状态72发生夹紧装置32的下壳40的径向扩张，该扩张视被轴向力82加载的上壳38在靠触面42，44的锥度46的区域中进入靠触面多远而不同。夹紧装置32的上壳38和下壳40的第一靠触面42和第二靠触面44所在的锥角48处于2°到15°之间的角度范围，视缸盖10区域中的位置情况而定。

此外从图3看出，缸盖10中的安装孔12的内壁68受到在下壳40的上侧在圆周方向上延伸的弹性体覆层74的保护。根据通过工具接入部84导入夹紧装置上壳38中的拧紧力矩而定，可以通过弹性体覆层74防止缸盖10中的安装孔12的内壁68受损。

在图3的描述中用参考符号78表示在上壳38在靠触面42，44的区域中沿轴向进入下壳40中时该下壳40的径向偏移位态，其变形。在图3的描述中示出已经与图1相结合提到的轴向力82。借助轴向力82将燃料喷射器26置于其下导向装置52中，在那里，轴向力82用于产生密封力。通过该密封力，燃料喷射器26的燃烧室侧端部相对于缸盖10中的安装孔12被密封。此外通过在工具接入部84引人旋转力矩，将一旋转运动引入可旋转地安置的上壳38中。上壳38以其第一靠触面42进入到固定地被接收在燃料喷射器26上的下壳40的第二靠触面44中，并且，如图3所示，下壳40径向扩张。

Claims (6)

1.用于在内燃机的缸盖(10)的安装孔(12)内固定燃料喷射器(26)的装置(32)，其中，内燃机的缸盖(10)具有引导冷却介质(86)的通道(18)，所述通道在缸盖(10)中在用于所述燃料喷射器(26)的安装孔(12)的区域中延伸，所述燃料喷射器(26)在缸盖(10)的所述安装孔(12)中借助夹紧装置(32；38；40)固定和对中，该夹紧装置使该安装孔(12)对内和对外密封，该夹紧装置(32)至少包括一个可旋转地安置的上壳(38)和一个固定地安置的下壳(40)，夹紧装置(32)具有靠触面(42，44)，所述靠触面在一锥度(46)中彼此互补地构造，并且，上壳(38)的第一靠触面(42)在一锥角(48)中构成，该锥角与夹紧装置(32)的固定安置的下壳(40)的第二靠触面(44)所处的锥角互补地构成，其特征在于，在夹紧装置(32)处于夹紧状态(72)时下壳(40)在径向上是张开的并且密封地靠触在内燃机的缸盖(10)中的所述安装孔(12)的内壁(68)上。

2.按权利要求1的装置，其特征在于，通过一工具接入部(84)可将一扭矩引入上壳(38)，而下壳(40)不相对转动地被接收在燃料喷射器(26)上。

3.按权利要求1的装置，其特征在于，夹紧装置(32)的下壳(40)的其外周面上包括一弹性体覆层(74)。

4.按权利要求1的装置，其特征在于，在缸盖(10)中在安装孔(12)的区域中延伸的、引导冷却介质(86)的通道(18)通过至少一个通道密封装置(58，60)密封。

5.按权利要求4的装置，其特征在于，一个第一通道密封装置(58)和一个第二通道密封装置(60)被接收在燃料喷射器(26)的外壳面(30)上的圆周槽(62)内。

6.按权利要求1的装置，其特征在于，在夹紧装置(32)处于夹紧状态(72)时，下壳(40)的周边在径向上均匀地张开。

Images