CN102265022A

CN102265022A - 燃料喷射系统

Info

Publication number: CN102265022A
Application number: CN2009801521785A
Authority: CN
Inventors: D.博诺; G.特雷纳多
Original assignee: Delphi Technologies Holding SARL
Current assignee: Delphi Technologies Operations Luxembourg SARL
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2011-11-30
Also published as: EP2204574A1; EP2204574B1; JP2012513562A; WO2010072651A2; WO2010072651A3; JP5325306B2; ATE548560T1; US20110239990A1; US8720418B2

Abstract

本发明涉及共轨类型的燃料喷射系统，其具有轨主体，该轨主体包括中心孔和与所述中心孔流体连通以便与相应燃料喷射器连通的一个或更多个出口孔。所述轨主体的外周边在截面上是基本卵形的，并且与在基本平行于出口孔轴线的截面上的厚度相比所述轨主体在基本垂直于出口孔轴线的方向上在截面上更厚。通过以此方式增加轨主体的厚度，中心孔与出口孔眼相交的相交处的应力可以被减小高达10%或更多，从而增加系统的容许周期性运行压力。

Description

燃料喷射系统

技术领域

本发明涉及在高压下向内燃发动机的燃烧空间供应燃料时所用的燃料供应系统。具体而言，本发明涉及共轨类型的燃料喷射系统。

背景技术

共轨燃料系统通常包括高压管道形式的共轨主体，该高压管道由适当的高压燃料泵充注至高压。多条连接管路经由管道内的分叉孔眼或出口被连接到共轨主体，每条连接管路均通向相应燃料喷射器。因此，管道的中心孔用作蓄压室，加压燃料从该蓄压室朝向喷射器被分配。

应该理解的是，在每个燃料输送周期期间，共轨承受由燃料高压所导致的显著应力。具体而言，轨的内压导致在管道的孔与分叉孔眼交汇的开口的周边边缘处存在大的拉应力。随着时间流逝，这种应力易于导致在开口附近的裂纹并且因而会导致燃料泄漏。

因此，研究关注于提高共轨对于应力疲劳的抗性。通过增加共轨的强度，可以增加燃料供应系统的容许周期性运行压力。

在大多数公知的燃料供应系统中，共轨主体通常具有圆形截面。提高这种轨的耐用性的最简单方式是增加主体的直径。虽然这是容易实现的，但是制造较厚轨所需钢的量的增加所导致的附加材料成本极大程度上抵消了与耐用性增强有关的任何优势。

提高疲劳强度的另一种方法如JP 10169527所述，使用具有椭圆形截面的管道作为共轨。通过使得圆形管道塑性变形来成形这种椭圆形管道，例如通过压力加工或辊轧成形来成形这种管道。不过，变形过程本身会引起共轨主体内具有残余应力。这样，应力总是保留在分叉开口与蓄压孔交汇的相交部分。即使减少了蓄压室内的高压燃料的内压所引起的在相交部分处的拉应力，残余应力和由于内压所产生的应力的总和可能仍然足够大以致危害到相交部分处的强度。

在上述装置中，由于制造过程的原因，管道和由中心孔所产生的蓄压室均是椭圆形截面，并且管道厚度整体上保持基本一致。相比之下，在US-A1-2001/0029929中，描述了具有基本圆形外截面的共轨管道和大体卵形或扁卵形截面的内部孔。虽然在这种情况下，内部孔的产生不涉及圆形管道的变形并且因而避免了残余应力，但是需要两步制造过程；第一步涉及钻孔以形成圆形孔，并且在第二步通过铰孔或通过电火花加工来去除圆形孔的内壁的相对侧面从而产生卵形截面。

因此将意识到，根据现有技术制造的共轨主体具有缺点。因此，本发明的目标是提供一种可易于制造的具有改进耐用性的共轨主体的燃料喷射系统。

发明内容

相比于这种背景技术，本发明在于如下的燃料喷射系统，其包括共轨主体，该共轨主体具有中心孔和与中心孔流体连通以便与相应燃料喷射器连通的一个或更多个出口孔，其中所述主体的外周边在截面上是基本卵形的，并且与在基本平行于出口孔轴线的截面上的厚度相比，主体壁在基本垂直于出口孔轴线的方向上在截面上更厚。

意外的是，申请人已经发现，通过在不必须增加主体壁在基本平行于出口孔的方向上的厚度的情况下增加轨主体壁在基本垂直于出口孔轴线的方向上的厚度，能够将钻孔的相交处（也就是中心孔与出口孔眼的相交处）的应力减少高达10%或更多。因此，借助于本发明，不仅可以提高轨主体的疲劳强度以优于常规圆形截面主体，而且可以避免由于圆形截面的管道主体的变形所导致的残余应力。此外，因为增加轨主体在基本平行于出口孔的方向上的厚度不会显著提高疲劳强度，所以额外的材料成本可以被保持为最小值。

从另一方面看，本发明在于如下的共轨燃料供应系统的轨主体，该主体包括中心孔和与中心孔流体连通以便与相应燃料喷射器连通的一个或更多个出口孔，其中所述轨主体的外周边在截面上是基本卵形的，并且与在基本平行于出口孔轴线的截面上的壁厚相比，主体壁在基本垂直于出口孔轴线的方向上在截面上更厚。

如可以理解的，在轨主体包括多个出口孔以便与相应燃料喷射器连通时，每个出口孔将基本平行于其他这样的孔，以便对于每个孔而言“平行于出口孔的方向”将是相同的。与公知轨主体相同的是，出口孔通常相交于中心孔，它们彼此基本垂直。

优选地，中心孔在截面上是基本圆形的。以此方式，能够通过例如在没有额外压型步骤的情况下进行深钻孔来形成贯穿轨主体的中心孔。

轨主体的外周边例如可以包括规则卵形形状，例如椭圆形，或扁卵形（其中卵形的短轴周围的外周边是基本线性的）。

有利的是，轨主体壁在基本垂直于出口孔的方向上的厚度是轨主体壁在基本平行于出口孔的方向上的厚度的1.2至1.9倍。更优选地，厚度范围是从1.3至1.8倍。

公知的轨主体通常可以具有大约8.5mm的均匀壁厚。因此，在本发明的优选方面，轨主体壁在基本平行于出口孔的方向上的厚度被保持在大约8.5mm，而在基本垂直于出口孔的方向上的壁厚被增加到从大约10.2mm至16.2mm的范围，更优选地从大约11.75至15mm的范围。

可替代地，另一优选轨主体中，轨主体壁在基本平行于出口孔的方向上的厚度是大约11.75mm，并且在基本垂直于出口孔的方向上的壁厚被增加到大约15mm。

附图说明

现在还将参考附图仅通过示例方式描述本发明，附图中：

图1示出了根据现有技术的共轨系统；

图2a是现有技术轨主体的立体图并且图2b是沿图2a中的线A-A截取的截面图；

图3a是根据本发明的第一方面的轨主体的立体图并且图3b是沿图3a中的线B-B截取的截面图；以及

图4示出了变化轨主体厚度对于应力的影响。

具体实施方式

如图1所示，共轨系统通常包括管状共轨主体2，该主体2具有四个出口孔4a、4b、4c、4d（不可见），每个出口孔均经由高压管道16a、16b、16c、16d被连接到燃料喷射器6a、6b、6c、6d。燃料经由燃料过滤器8进入该系统，其中该燃料过滤器8在燃料传到高压泵10之前去除颗粒污染物，燃料从该高压泵10处被加压并且经由供应管道12被充注到共轨主体2。电子控制单元（ECU）14校准喷射器6a、6b、6c、6d从而为车辆发动机提供所需的喷射特性。

图2是典型共轨主体2的立体图，该共轨主体2例如用于图1的系统中。主体2是管状的，在截面上是基本圆形的，具有相应的圆形中心孔22。与中心孔22连通的四个出口孔4a、4b、4c、4d沿主体2对齐以便经由相应压力管道（未示出）与燃料喷射器连接。

中心孔22最通常地是通过深钻孔由固体铸件制成。类似地，还通常使用钻孔方法来制成出口孔4a、4b、4c、4d。共轨主体的研究表明：应力具体发生在钻孔之间的相交处，即在中心孔22和各出口孔4a、4b、4c、4d之间的相交处。沿图2a中的线A-A截取的截面图2b示出了中心孔22和出口孔4c的相交处30处的大应力区域32。

图3a示出了根据本发明的一方面具有卵形截面的外周边的轨主体42的立体图，并且图3b示出了贯穿主体42的截面。类似于图2a和图2b的轨主体2，主体42仍具有圆形截面的中心孔22以及多个基本平行的出口孔，其中仅示出了出口孔4c。主体42在基本垂直于出口孔4c的轴线的方向上围绕中心孔22的壁厚“A”和在基本平行于出口孔4c的轴线的方向上的壁厚“B”根据下面表1所示的尺寸变化。

表1：

A（mm）	B（mm）	σ（1400bars）
			15	8.5	441,538
15	11.75	440,975
			15	15	443,772
11.75	8.5	460,610
			11.75	11.75	464,687
11.75	15	463,626
			8.5	8.5	499,129
8.5	11.75	500,684
			8.5	15	499,129

图4示出了基于8.5mm的名义壁厚，改变厚度参数A和B对于应力的影响。可以看出，厚度B（平行于出口孔）从8.5mm增加到15mm对于相交处的应力具有很小影响，而厚度A（垂直于出口孔）从8.5mm增加到15mm使得应力能够减少大约12%。此外，同时相等地增加厚度A和厚度B二者（从而与卵形形状不同而保持大致圆形截面）不会如可预期的那样改进应力抗性，改进不如A>B时那么明显。

可以意识到，在不背离由权利要求所限定的本发明范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。例如，轨主体的中心孔在截面上也可以是卵形的，不过是在如下情况下，即与在平行于出口孔轴线的方向上的壁厚相比，主体壁在垂直于出口孔轴线的方向上保持相对较厚。

Claims

1. 一种共轨燃料喷射系统，其具有共轨主体，该主体包括中心孔和与中心孔流体连通以便与相应燃料喷射器连通的一个或更多个出口孔，

其中轨主体的外周边在截面上是基本卵形的，并且与在基本平行于出口孔轴线的截面上的壁厚相比，主体壁在基本垂直于出口孔轴线的方向上在截面上更厚。

2. 根据权利要求1所述的系统，其中所述中心孔在截面上是基本圆形的。

3. 根据权利要求1或权利要求2所述的系统，其中所述轨主体在基本垂直于所述出口孔的方向上的壁厚是所述轨主体在基本平行于所述出口孔的方向上的壁厚的1.2至1.9倍。

4. 根据权利要求3所述的系统，其中所述轨主体在基本垂直于所述出口孔的方向上的壁厚是所述轨主体在基本平行于所述出口孔的方向上的壁厚的1.3至1.8倍。

5. 根据权利要求4所述的系统，其中所述轨主体在基本垂直于所述出口孔的方向上的壁厚是所述轨主体在基本平行于所述出口孔的方向上的壁厚的大约1.3倍。

6. 根据权利要求4所述的系统，其中所述轨主体在基本垂直于所述出口孔的方向上的壁厚是所述轨主体在基本平行于所述出口孔的方向上的壁厚的大约1.8倍。

7. 根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述轨主体的外周边包括扁卵形。

8. 一种用于共轨燃料供应系统的轨主体，该主体包括中心孔和与所述中心孔流体连通以便与相应燃料喷射器连通的一个或更多个出口孔，其中轨主体的外周边在截面上是基本卵形的，并且与在基本平行于出口孔轴线的截面上的壁厚相比，主体壁在基本垂直于出口孔轴线的方向上在截面上更厚。

9. 根据权利要求8所述的轨主体，其中所述中心孔在截面上是基本圆形的。

10. 根据权利要求9所述的轨主体，其中所述中心孔是通过深钻孔形成的。