CN101852154A - 用于直喷式发动机的燃料系统 - Google Patents

Abstract

一种用于直喷式内燃发动机中的燃料输送系统，该系统减少燃料系统部件上的机械应力。该系统包括安装到内燃发动机的发动机组的第一燃油轨和第二燃油轨。一种连接在燃油轨上的装置，该装置减少燃油轨相对于发动机组的运动和减少由此运动产生的机械应力。

Description

用于直喷式发动机的燃料系统

技术领域

本发明主要涉及直喷式内燃发动机，尤其涉及用于这种发动机的燃料系统，该燃料系统减少施加在燃料系统部件上的应力。

背景技术

直喷式内燃发动机在汽车工业中变得越来越受欢迎，主要是由于它们的高效率和燃料经济性。在这种直喷式发动机中，至少一个燃料喷射器安装在钻孔中，该钻孔形成在发动机组(engine block)中，该钻孔朝内燃室直接开放。高压燃油轨连接到燃料喷射器，当在发动机控制单元的控制下打开时，燃料喷射器将燃料直接喷射到内燃发动机中。

由于直喷式发动机的喷射器朝内燃室直接开放，燃油轨中的燃料必然地必须保持在相对高压下。典型地，使用凸轮驱动活塞泵对燃油轨进行增压。

然而，直喷式内燃发动机的一个不足之处在于：燃料系统部件会响应高压燃料喷射脉冲和泵脉冲而相互之间轻微移动。这又会在燃料系统部件上产生应力而导致破裂或者其它部件破损。

发明内容

本发明提供一种减少直喷式内燃发动机中燃油轨运动从而减少那些部件上的机械应力的装置。

简而言之，本发明提供了减少燃料系统中燃油轨运动的几种不同方法。在本发明的一个实施例中，夹具横跨并排的燃油轨延伸并固定在并排的燃油轨上。通过将燃油轨夹在一起，燃油轨相对于其它燃油系统部件的运动被减少。此外，燃油轨可以刚性地夹持在一起，或者可以通过弹性体件弹性地夹持在一起。

在本发明的另一个形式中，移动块通过弹性件附接在燃油轨上。结果，在燃料系统工作期间，移动块的运动阻抑燃油轨的任何运动，从而有效地消除燃料的运动。

在本发明的又一个实施例中，柔性流体导管流体连通性地将燃油轨连接到燃料喷射器，因此，这种柔性流体导管减少或者完全消除由燃料喷射器的运动引起的燃油轨的运动。

附图说明

结合附图来阅读以下详细的说明书，就能够更清楚地理解本发明。其中，在所有的几幅附图中，相同的标记表示相同的元件。

图1是现有技术中直喷式内燃发动机的示意图；

图2是显示本发明第一优选实施例的示意侧视图；

图3是图2中沿线3-3的剖视图；

图4是与图2类似的视图，但显示了它的一个变化例；

图5是图4中沿线5-5的剖视图；

图6是与图2类似的视图，但显示了它的一个变化例；

图7是图6中沿线7-7的剖视图；

图8是与图2类似的视图，但显示了它的一个变化例；

图9是图8中沿线9-9的剖视图；

图10是与图2类似的视图，但显示了它的一个变化例；

图11是图10的燃油轨的局部分解俯视图；

图12是图10中大致沿线12-12的剖视图；

图13是与图2类似的视图，但显示了它的一个变化例；

图14是图13中大致沿线14-14的剖视图；

图15是显示本发明另一实施例的侧视图；和

图16是图15中大致沿线16-16的剖视图。

具体实施方式

首先请参见图1，示意地显示现有技术的直喷式内燃发动机20的一部分。发动机20包括具有多个发动机燃烧室24的发动机组22，活塞(未图示)往复地安装在发动机燃烧室24中。

至少一个燃料喷射器26与每一燃料室24相关。每一燃料喷射器26定位于燃料喷射器钻孔28中，该燃料喷射器钻孔28形成在发动机组22中，燃料喷射器钻孔28向燃料室24开放。此外，每一燃料喷射器26再与具有内部燃料室32的燃油轨30流体连通地联结。高压燃料泵(未图示)为燃油室32提供增压后的燃料，然后将增压后的燃料供给喷射器26。此外，图1中所示的燃料喷射器用于V型发动机，该V型发动机中具有相互并排定位的两个燃油轨30。

典型地，燃料喷射器26刚性地固定到与其相关的燃油轨30上。随着燃料的每次喷射，燃料喷射器26离开燃料室24轻微移动，造成相关的燃油轨30的类似运动。燃油轨30的这种运动又会在燃料系统部件上产生机械应力。

请参见图2和图3，为了减少燃油轨30相对于发动机组的运动，V型夹具40在燃油轨30之间延伸并通过紧固件42(见图3)连接到每个燃油轨30。可以采用任何传统的紧固件42来将夹具40固定到燃油轨30上。可替换地，夹具40可以通过焊接等方式稳固地固定到燃油轨30上。

移动块44通过弹性件或者弹簧46也固定在夹具40上。弹性件46允许移动块44相对于夹具40移动，并因此相对于燃油轨30移动。

在运行中，当燃料喷射器给与其相关的燃油轨30传递运动时，移动块44移动，因此有效地消除了燃油轨30的任何运动。此外，在内燃发动机的运行期间，夹具40本身也单独地减少燃油轨30的运动。

虽然图2和图3示出了两个燃油轨30，当然，可以理解的是，移动块44也可以用于单个的燃油轨。在这种系统中，移动块44在发动机的运行期间抵消或者消除燃油轨的运动。

请参见图4和图5，其显示了本发明的另一个实施例。在该实施例中，夹具50绕着两个燃油轨30延伸，并将燃油轨30固定在一起以阻止运动。虽然夹具50可以采用任何形式，如图中所示，夹具50包括上半体52和下半体54，上半体52和下半体54合在一起环绕燃油轨30。这些夹半体52和54通过紧固件56固定在一起，而紧固件56可以是任何传统的紧固件，如螺栓和螺母。

实践中，通过刚性地将燃油轨30固定在一起，夹具50减少了燃油轨30的运动以及通过此运动而在燃料系统部件上产生的机械应力。

请参见图6和图7，其显示了本发明的又一个实施例。在该实施例中，细长的夹具60具有带状形式，其一端62通过任何传统方法(例如焊接)固定到一个燃油轨30上。夹具60的第二端64再通过紧固件66固定到另一燃油轨30上，弹性体的弹性件68夹在紧固件66和燃油轨30之间。实践中，弹性体的阻尼器68阻抑燃油轨30的振动和运动。

请参见图8和图9，其显示了本发明的再一个实施例。在该实施例中，细长的弹性阻尼器70在两个燃油轨30之间延伸。紧固件72将阻尼器70的一端固定到一个燃油轨30上，而第二紧固件74将阻尼器70的另一端固定到另一个燃油轨30上。例如，紧固件72可以包括穿过阻尼器70的螺栓，而第二紧固件74是与紧固件72螺纹接合的螺母。紧固件72还穿过安装到每个燃油轨30的螺栓限位件76。

实践中，阻尼器70阻抑燃油轨30在如图9中的箭头78所指的横向上的振动。通过阻抑燃油轨30彼此之间的相对运动，阻尼器70有效减少了燃油轨的运动并相应减少了通过该运动造成的部件上的应力。

请参见图10-12，其显示了本发明的又一个实施例。在该实施例中，夹具80具有两个夹持部82和84，夹具80用来最小化燃油轨30的运动。夹持部82和84中的每一个包括凹槽86，凹槽86的外形与燃油轨30的端部88的部分匹配。

结果，如图10和图12所示，夹持部82和84被定位成绕着燃油轨30的端部88，紧固件90将夹持部82和84固定在一起并同时绕着燃油轨30的端部88压缩夹持部82和84。通过上述做法，燃油轨30刚性地固定在一起以阻止运动，因此减少燃料系统部件上的机械应力。

请参见图13和图14，其显示了本发明的再一个实施例。在该实施例中，基本呈V型的夹具100在两个燃油轨30之间延伸并固定到两个燃油轨30上。任何传统的装置都可以用来将夹具100刚性地固定到燃油轨30上，例如紧固件、焊接剂等。

弹性件102，优选由弹性体材料构成，被设置成横穿夹具100的顶部。移动块104再定位在弹性件102中，这样，弹性件102夹在移动块104和夹具100之间。

在运行中，弹性件102允许移动块104相对燃油轨30轻微移动。移动块104通过移动阻抑燃油轨30的运动并减少部件上的应力。

请参见图15和图16，其显示了本发明的又一个实施例。在该实施例中，燃料喷射器26通过柔性流体导管110和与其相关的燃油轨30流体连通地连接。流体导管110可以具有柔性波纹管的形状，也可以采用其它可替换的形状。在运行中，在响应喷射器26的燃料喷射时燃料喷射器26的运动仅造成流体导管110弯曲，因此将燃料喷射器26的任何振动与燃油轨30隔离开。通过上述做法，即便不能完全消除燃油轨30的运动，也极大地减少了燃油轨30的运动，因而减少了由于燃油轨30的运动而造成的机械应力。

请再次参见图15和图16，当燃料喷射器26不再与燃油轨10刚性连接时，优选地将燃料喷射器26固定在发动机组20上以阻止运动。虽然可以采用任何装置将燃料喷射器26固定到发动机组20上，如图15所示，定位器120是外螺纹的并包括径向向内的突出部122。定位器120优选地由非金属材料制成，从而消除喷射器26和发动机组20之间的金属—金属的接触以降低噪声。燃料喷射器26定位在发动机组的钻孔28内时，定位器120的突出部122与燃料喷射器26中的槽口124对准。突出部122与槽口124之间的协作防止燃料喷射器26相对于定位器120的旋转运动或者扭转运动。

为了将定位器120固定到发动机组上，喷射器钻孔28包括在其外端部的内螺纹部分126。结果，将定位器120螺纹地固定到发动机组20上。定位器21简单高效地锁定燃料喷射器26，阻止其相对于发动机组的轴向运动。

可替换地，燃料喷射器26可以由非金属材料制成，燃料喷射器26通过一体地形成在燃料喷射器26上的螺纹与发动机组上的螺纹部分126接合。

如前所述可知，本发明提供了用于减少或者完全消除燃油轨相对于发动机组的运动的各种不同的装置。在内燃发动机的运行期间由燃油轨相对于发动机组的运动造成的燃料系统部件上的应力得以充分地减少。

前面对本发明作出描述，但熟知本领域的技术人员应明白，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，对本发明所作的任何改变都在本发明的范围内。本发明的权利保护范围，应如本申请的申请专利范围所界定的为准。

Claims (19)

1.一种在具有至少一个燃油轨的直喷式内燃发动机中用于减少燃油轨相对于发动机的运动的系统，所述系统包括：

动态载重；

弹性件，所述弹性件将所述载重连接到燃油轨。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述弹性件包括弹簧。

3.如权利要求1所述的设备，其中发动机包括与所述第一燃油轨间隔开的第二燃油轨，且其中所述弹性件将所述载重连接到两个燃油轨。

4.一种减少具有发动机组的直喷式内燃发动机的燃料输送系统中的机械应力的设备，所述设备包括：

安装在发动机组上的第一燃油轨和第二燃油轨；

减少所述燃油轨相对于发动机组的运动的装置。

5.如权利要求4所述的设备，其中所述装置包括夹具，所述夹具绕着两个燃油轨的至少一部分设置。

6.如权利要求5所述的设备，其中所述夹具包括带，所述带具有固定到所述第一燃油轨的一端和连接到所述第二燃油轨的第二端。

7.如权利要求6所述的设备，包括在所述带的所述第二端和所述第二燃油轨之间的弹性体联结器。

8.如权利要求4所述的设备，其中所述装置包括弹性体件，所述弹性体件具有连接到所述第一燃油轨的第一端和连接到所述第二燃油轨的第二端。

9.如权利要求8所述的设备，其中所述弹性体件是细长的且在所述第一燃油轨和所述第二燃油轨之间横向延伸。

10.如权利要求4所述的设备，其中每个燃油轨是细长的，所述燃油轨被定位成相互并排，并且其中所述装置包括横跨在两个燃油轨的一端固定的刚性板。

11.如权利要求10所述的设备，包括横跨在所述两个燃油轨的另一端固定的第二刚性板。

12.如权利要求4所述的设备，包括：在两个燃油轨之间延伸并刚性地固定到两个燃油轨的夹具；移动块；和夹在所述移动块和所述夹具之间的弹性件。

13.一种用于具有发动机组的直喷式内燃发动机的燃料系统，所述燃料系统包括：

燃油轨，所述燃油轨限定内部燃料室；

燃料喷射器，所述燃料喷射器定位在发动机组的钻孔中；

柔性流体导管，所述柔性流体导管将所述燃油轨燃料室流体连通地连接到所述燃料喷射器。

14.如权利要求13所述的系统，其中所述流体导管包括波纹管。

15.如权利要求13所述的系统，包括紧固件，所述紧固件将所述燃料喷射器固定到发动机组。

16.如权利要求15所述的系统，其中所述紧固件包括外螺纹部分，所述外螺纹部分与所述钻孔的内螺纹部分螺纹接合。

17.如权利要求15所述的系统，所述紧固件包括定位销，所述定位销嵌入所述燃料喷射器的定位槽中。

18.如权利要求13所述的系统，其中所述燃料喷射器由非金属材料制成并包括外部螺纹，所述外部螺纹与发动机组中的螺纹孔螺纹接合。

19.如权利要求15所述的系统，其中所述紧固件由非金属材料制成。

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