CN102449298A - 燃料喷射器、夹持组件以及安装燃料喷射器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃料喷射器、一种安装燃料喷射器的方法、一种喷射器和夹持的组合以及一种夹具，以确保将燃料喷射器以适当的旋转方位安装在需要不同的喷射器安装位置的多个内燃机平台中的任一个的喷射器安装孔内。该喷射器包括具有第一几何结构的第一对准特征，该第一对准特征对应于第一发动机平台的第一接合特征且适于由第一接合特征接合以将喷射器固定于第一发动机平台。该燃料喷射器还包括具有第二几何结构的第二对准特征，该第二几何结构不同于第一几何结构且与第一几何结构不相容，该第二对准特征对应于第二发动机平台的第二接合特征，从而确保将燃料喷射器周向地定向在给定的发动机平台所要求的正确旋转位置中。

Description

燃料喷射器、夹持组件以及安装燃料喷射器的方法

技术领域

本发明总体上涉及内燃机燃料喷射系统。更具体地说，本发明涉及一种燃料喷射器和一种燃料喷射器紧固夹持系统，该夹持系统用于将燃料喷射器周向定位并固定在发动机气缸盖的燃料喷射器安装孔内。

背景技术

在很多柴油发动机平台或配置中，期望或者必需特别地定向给定的气缸燃料喷射器以适应燃料管线入口连接的位置、定位喷射器的燃料喷射孔以在气缸内获得期望的燃料支出模式、或者适当地定位电连接。

行业内众所周知的是使用机械装置来获得这种燃料喷射器的方位，例如授予Karl Senft的美国专利第3,343,798号中所教导的，其中使用配合指数(mating index)来将燃料喷射器适当地定位在气缸内。

在生产具有不同发动机配置或平台的发动机的发动机制造厂中，通常所有的发动机都使用给定类型的燃料喷射器。然而，由于不同的发动机平台通常具有不同的燃料喷射器包装要求，例如燃料供应管道相对于燃料喷射器的位置，所以需要根据特定的发动机平台来正确地定位燃料喷射器。例如，对于正在制造的各种发动机平台中的每一种，燃料喷射器的燃料入口可能需要不同的喷射器方位。在Senfit的教导下，对于每种发动机平台，以及可能对于给定气缸盖的每个个体气缸，独特的喷射器配置以及相应的零件型号将是必需的，这就产生了大量的喷射器配置和零件型号。

发明内容

本发明的各种优点可这样实现：提供一种在燃料喷入式内燃机中将燃料喷射器以适当的旋转方位安装在能够接收燃料喷射器的多种内燃机平台中的任一种的喷射器安装孔内的方法，其中发动机平台需要不同的燃料喷射器方位。该方法包括提供一燃料喷射器，该燃料喷射器包括具有第一几何结构的第一对准特征和具有不同于第一几何结构的第二几何结构的第二对准特征，第一对准特征对应于第一发动机平台的第一接合特征，第二对准特征对应于第二发动机平台的第二接合特征。该方法还包括将燃料喷射器插入第一发动机平台的安装孔内；提供一燃料喷射器紧固夹具，该燃料喷射器紧固夹具连接于内燃机且包括与第一对准特征相容的第一接合特征；以及将具有第一对准特征的燃料喷射器与第一接合特征对准并将第一对准特征和第一接合特征接合，从而旋转地定向用于第一发动机平台的燃料喷射器。

本发明还涉及一种燃料喷射器，该燃料喷射器可安装在燃料喷入式内燃机的第一发动机平台的安装孔内和第二发动机平台的安装孔内，包括燃料喷射器本体，该本体包括具有第一几何结构的第一对准特征，该第一对准特征对应于第一发动机平台的第一接合特征且适于由第一接合特征接合以将喷射器固定于第一发动机平台。该燃料喷射器还包括具有不同于第一几何结构的第二几何结构的第二对准特征，第二对准特征对应于第二发动机平台的第二接合特征，其中第二对准特征适于由第二接合特征接合以将喷射器固定于第二发动机平台。

本发明还涉及燃料喷射器和燃料喷射器紧固夹具的组合，该燃料喷射器可安装在燃料喷入式内燃机的第一发动机平台的安装孔内和第二发动机平台的安装孔内，该组合包括适于将燃料喷射器固定在内燃机的安装孔内的燃料喷射器紧固夹具，其中该夹具包括第一接合特征。本发明还包括燃料喷射器，该燃料喷射器包括具有第一几何结构的第一对准特征，该第一对准特征对应于第一发动机平台的第一接合特征并且适合由第一接合特征接合以将喷射器固定在第一发动机平台的安装孔中。该燃料喷射器还包括具有不同于第一几何结构的第二几何结构的第二对准特征，该第二对准特征对应于第二发动机平台的第二接合特征。第二对准特征适合由第二接合特征接合以将喷射器固定在第二发动机平台上。

本发明还涉及一种用于燃料喷入式内燃机上的燃料喷射器紧固夹具，该夹具包括主体、用于将主体连接至发动机的装置以及从主体朝外延伸的杠杆臂。该杠杆臂包括用于骑跨(straddling)燃料喷射器的至少一个叉头和至少两个凸起的凸台，这两个凸台从所述至少一个叉头延伸以将两个相关联的凹入的凹槽接合在燃料喷射器上。

在上述的一个或多个发明中，第一对准特征可以与第二接合特征不相容，并且第二对准特征可以与第一接合特征不相容。而且，第一对准特征可包括一对凹槽，并且第一接合特征可包括适合于接合所述一对凹槽的一对凸台。替换地，或另外地，第二对准特征可为单个凹槽，并且第二接合特征可为单个凸台。第一对准特征可具有一深度，并且第二对准特征具有的深度可大于第一对准特征的深度。此外，或替换地，第一对准特征具有的宽度可大于第二对准特征的宽度。喷射器还包括除了第一和第二对准特征以外的至少一个对准特征，并且这些特征的组合可为所公开的特征及其等同物的任何组合。

附图说明

图1示出体现本发明的柴油发动机盖组件的部分示图；

图2A示出图1中的包围区域的细节示图；

图2B示出类似于图2A的细节示图，示出了具有与图1中相同的喷射器的第二发动机平台的盖组件；

图3示出图2所示的燃料喷射器的俯视图；

图5示出与图3类似的俯视图，示出了本发明的替换实施方式；

图4A和图4B示出本发明的对准特征的图示；

图5和图6示出与图3类似的其他俯视图，示出了本发明的替换实施方式。

具体实施方式

参照图1、图2A和图3，示出了诸如柴油发动机的燃料喷入式内燃机的发动机气缸盖10，该气缸盖具有插入与第一类型的发动机平台对应的燃料喷射器安装孔14内的燃料喷射器12。燃料喷射器12通过燃料喷射器紧固夹持组件20保持在适当位置。燃料喷射器夹持组件20通过本技术领域中已知的任何便利装置(诸如螺栓16)固定于气缸盖10。

夹持组件20包括主体和悬臂22，该悬臂从主体延伸，以接触喷射器并向喷射器施加一安装压力。在示例性的实施方式中，悬臂22为端接于第一叉头24和第二叉头26的叉形夹具。叉头24和26可大致彼此平行地延伸，并且如图1所示，可绕燃料喷射器的外周延伸大约180度，由此将燃料喷射器12定位在燃料喷射器安装孔14内。燃料喷射器12包括径向延伸的外周台肩28。替换地，夹持组件20可以为能够包括本发明的至少一个接合特征的任何形状和类型的，所述接合特征用于接合下面要讨论的本发明的至少一个对准特征。例如，夹持组件可完全围绕喷射器延伸和/或完全在喷射器上方(over)延伸。

在这些图的示例性实施方式中，当组装时，骑跨燃料喷射器延伸的叉头24和26倚靠在外周台肩28上并向台肩28施加一向下施加力，由此将燃料喷射器12牢固地夹持在燃料喷射器孔14内的适当位置。本发明的喷射器包括喷射器本体，该喷射器本体包括具有第一几何结构的第一对准特征和具有第二几何结构的第二对准特征，第一对准特征通过夹持组件20的与第一类型的发动机平台相关联的第一接合特征进行配合接合，第二几何结构不同于第一对准特征的第一几何结构，第二对准特征通过夹持组件的与不同于第一类型的第二类型的发动机平台相关联的第二接合特征进行配合接合。在一示例性实施方式中，第一对准特征可包括一对凹槽或狭槽30，该对凹槽或狭槽形成在外周台肩28中并且优选地定位在台肩28的外周边缘处，如图1、图2A和图3所示。该实施方式的第一接合特征可包括一对接合凸台32，这些接合凸台从叉形叉头24向下延伸，用于接合狭槽30，由此根据特定的发动机平台(即第一类型的发动机平台)的需要将燃料喷射器12对准在燃料喷射器孔14内的预定方位。第一接合特征替代地可从第二叉头26或从叉头之间的夹持部分处延伸。

图2B示出了第二种类型的发动机平台，该第二类型的发动机平台与第一类型的发动机平台的不同之处在于，喷射器必须定向在不同的旋转位置，以将喷射器的某些特征适当地对准发动机的特征，诸如将喷射器中的燃料通道与孔中的通道对准，将喷射器的喷孔与燃烧室/活塞装置对准，电连接和/或任何其他对准要求。本发明的喷射器的示例性实施方式的第二对准特征可包括形成于台肩28中的凹槽31。与第二种类型的发动机平台相关联的第二接合特征可包括具有几何结构的单个凸台33，该单个凸台具有的几何结构配置成与凹槽31的几何结构互补，使得凸台33紧密地配合凹槽31，以确保将燃料喷射器定位在安装孔内的预定对准旋转位置。凹槽31具有的几何结构与一个或两个狭槽30的几何结构截然不同，从而第一接合特征(即接合凸台32)与第二对准特征(即凹槽31)不相容，从而不匹配。同样，第二接合特征(即凸台33)与第一对准特征(即狭槽30)不匹配。

因此，如图4A和4B所示，第一对准特征1和第二对准特征2互相排斥，因而它们不能被特定发动机平台的同一单个接合特征来接合。接合凸台32与对准狭槽30(对准特征1)在实体上(physically)相容并接合，但与对准狭槽31在实体上不相容且不接合，这是由于实体或几何干涉。同样，接合凸台33与对准狭槽31接合，但由于实体或几何干涉与对准狭槽30在实体上不接合。

图4A用示图示出了第一对准特征1和第二对准特征2，分别示出了接合凸台32与对准狭槽30的相容性以及接合凸台33与对准狭槽31的相容性；而图4B分别示出了接合凸台33和接合凸台32与对准狭槽30和31的不相容性(即几何干涉，从而彼此不能有效地配合/接合)，从而防止这些特征的无意匹配和配合。因此，本发明的系统、喷射器和方法确保了燃料喷射器在每个发动机平台1和2上的正确对准，从而仅通过允许相容的对准和接合特征的配合、键入匹配和/或有效接合将燃料喷射器12适当地定向在每个发动机平台所需的正确旋转位置。

通过选择性地将接合凸台32和/或33周向定位在叉头24上，或者通过选择性地将接合凸台32和/或33定位在叉头26上，或者通过选择性地将凸台32和/或33定位在叉头之间，可实现本发明的燃料喷射器12的选择定向，以适应应用燃料喷射器的给定发动机平台。

因此，相同的燃料喷射器12可用于具有不同的周向定位的喷射器安装位置的各种不同的发动机平台上，同时确保将喷射器正确地安装在每种发动机平台的相应安装位置中。

如图3、图5和图6所示，不同喷射器对准特征的各种组合均对应于特定发动机平台的相容的接合特征，可在单个喷射器上形成这些组合，以防止将喷射器安装在特定发动机平台上的不正确的未对准的周向位置中。同样，根据本发明，在单个喷射器上使用两个或多个不同的对准特征允许将特定的喷射器以正确的旋转/周向对准安装在多种发动机平台上，对于每种发动机平台不需要不同的喷射器模型/零件型号。

例如，图5示出了具有一对与凸台不相容的接合凹槽的燃料喷射器。如图5所示，燃料喷射器12除了具有狭槽或凹槽35之外，还包括狭槽或凹槽34。凹槽35具有的深度35b大于其宽度35a。同时凹槽34具有的深度34b小于其宽度34a。因此，与对准凹槽35的结构相对应的接合凸台将与对准凹槽35分度地(indexingly)配合，但不位于凹槽34内，这是因为该接合凸台具有的深度大于凹槽34的深度34b。与对准凹槽34配置的接合凸台将与对准凹槽34分度地配合，但不位于凹槽35内，这是因为该接合凸台具有的宽度大于凹槽35的宽度35a。因此，通过适当地将用于与相关联的对准凹槽接合的接合凸台几何配置(即标定尺寸、设定大小和/或成形)在与每种发动机平台相关联的叉头24或26上，具有对准凹槽35和34的单个燃料喷射器12可与两种发动机平台使用。即，接合凸台的尺寸、大小和/或形状优选地对应于相应凹槽的尺寸、大小和/或形状，以便凸台能够与相似的凹槽配合并接合，同时防止与具有不同尺寸、大小和/或形状的其他凹槽接合。

各种键式装置(对准特征和接合特征的组合)可以通过一种燃料喷射器类型或零件型号来适应各种不同的发动机平台。例如，如图6所示，添加有另外两个凹槽/凸台配置36和38，从而燃料喷射器12可适应四种不同的发动机平台。要注意的是，对准凹槽38不位于与从燃料喷射器的中心成径向的径向线上，而是与另一径向线偏移一距离40，并且凹槽36包括缩减的侧壁。

此外，还务必确保用于凹槽30、31、34、35、36和38的每个接合凸台与所有其他的凹槽在几何上不相容。如上所述，这可以通过几何上设定凸台-凹槽配置的大小来实现，使得凸台和凹槽之间的结构上的几何/实体干涉防止燃料喷射器的不正确定向。因此，通过将喷射器旋转地定位于安装孔中，具有如图6所示的对准凹槽的单个燃料喷射器可用于至少四种不同的发动机平台上，使得与发动机的特定发动机平台对应的对准特征(即，一个或多个凹槽)与发动机的夹持组件上的接合特征(即，一个或多个凸台)对准。

而且，通过采用与两个对应的相容凸台对准的两个或多个对准凹槽，可另外适应第五发动机平台，由此形成键式装置，其中夹持叉头上的凸台同时键入燃料喷射器上的相关联凹槽中。

因此，如图3、图5和图6所示，具有一个零件型号的给定类型的燃料喷射器可包括多个(两个或以上)预定的对准特征，即狭槽或凹槽，从而通过为每种发动机平台的燃料喷射器夹持组件的叉头设置指定的接合特征，即一个或多个凸台，以便该接合特征与相应的对准特征键式/匹配接合，最终确保喷射器位于与每种发动机平台相关联的适当对准的旋转或周向位置中，允许喷射器用于各种发动机平台上。同样，要注意的是，除了文中所示的组合以外，还可使用任何两个或多个对准和接合特征的组合。而且，除了文中所提供的特定实例以外，本发明所公开的两个或多个对准/接合特征的组合还可包括其他的大小、形状和/或尺寸，只要这些特征确保将喷射器固定定位在发动机平台中的正确的旋转位置，同时还允许将同一喷射器固定定位在不同发动机平台中不同的旋转位置。例如，这些特征可具有圆形或弯曲部分。而且，凹槽可形成在夹具上，而凸台可形成在喷射器上。

尽管参照各种特定的实施方式描述了本发明，但要注意的是，在所描述的本发明概念的精神和范围内，可进行各种改变，因此，希望本发明不限于所描述的实施方式，但具有由所附权利要求的语言所限定的整个范围。

Claims (22)

1.一种在燃料喷入式内燃机中将燃料喷射器以适当的旋转方位安装在能够接收所述燃料喷射器的多个内燃机平台中的任一个的喷射器安装孔内的方法，这些发动机平台需要不同的燃料喷射器方位，所述方法包括：

a)提供燃料喷射器，所述燃料喷射器包括具有第一几何结构的第一对准特征和具有不同于所述第一几何结构的第二几何结构的第二对准特征，所述第一对准特征对应于第一发动机平台的第一接合特征，所述第二对准特征对应于第二发动机平台的第二接合特征；

b)将所述燃料喷射器插入所述第一发动机平台的安装孔内；

c)提供燃料喷射器紧固夹具，所述燃料喷射器紧固夹具连接于内燃机且包括第一接合特征，所述第一接合特征与所述第一对准特征相容，以接合所述第一对准特征；

d)将具有所述第一对准特征的燃料喷射器与所述第一接合特征对准，并将所述第一对准特征与所述第一接合特征接合，从而旋转地定向用于所述第一发动机平台的燃料喷射器。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一对准特征与所述第二接合特征不相容，并且所述第二对准特征与所述第一接合特征不相容。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一对准特征包括一对凹槽，并且所述第一接合特征包括适于接合所述一对凹槽的一对凸台。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第二对准特征为单个凹槽，并且所述第二接合特征为单个凸台。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一对准特征具有一深度，并且所述第二对准特征具有的深度大于所述第一对准特征的深度。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一对准特征具有的宽度大于所述第二对准特征的宽度。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述喷射器包括除了所述第一对准特征和所述第二对准特征以外的至少一个对准特征。

8.一种燃料喷射器，能够安装在燃料喷入式内燃机的第一发动机平台的安装孔内和第二发动机平台的安装孔内，包括：

燃料喷射器本体，包括具有第一几何结构的第一对准特征，所述第一对准特征对应于所述第一发动机平台的第一接合特征且适于由所述第一接合特征接合以将所述喷射器固定于所述第一发动机平台，所述燃料喷射器还包括具有不同于所述第一几何结构的第二几何结构的第二对准特征，所述第二对准特征对应于所述第二发动机平台的第二接合特征，所述第二对准特征适于由所述第二接合特征接合以将所述喷射器固定于所述第二发动机平台。

9.根据权利要求8所述的喷射器，其中，所述第一对准特征与所述第二接合特征不相容，并且所述第二对准特征与所述第一接合特征不相容。

10.根据权利要求9所述的喷射器，其中，所述第一对准特征包括一对凹槽，并且所述第一接合特征包括适于接合所述一对凹槽的一对凸台。

11.根据权利要求10所述的喷射器，其中，所述第二对准特征为单个凹槽，并且所述第二接合特征为单个凸台。

12.根据权利要求9所述的喷射器，其中，所述第一对准特征具有一深度，并且所述第二对准特征具有的深度大于所述第一对准特征的深度。

13.根据权利要求12所述的喷射器，其中，所述第一对准特征具有的宽度大于所述第二对准特征的宽度。

14.根据权利要求8所述的喷射器，其中，所述喷射器包括除了所述第一对准特征和所述第二对准特征以外的至少一个对准特征。

15.一种能够安装在燃料喷入式内燃机的第一发动机平台的安装孔内和第二发动机平台的安装孔内的燃料喷射器以及燃料喷射器紧固夹具的组合，包括：

a)所述燃料喷射器紧固夹具，适于将所述燃料喷射器固定在内燃机的安装孔内，所述夹具包括第一接合特征；

b)所述燃料喷射器，包括具有第一几何结构的第一对准特征，所述第一对准特征对应于所述第一发动机平台的第一接合特征且适于由所述第一接合特征接合以将所述喷射器固定在所述第一发动机平台的安装孔中，所述燃料喷射器还包括具有不同于所述第一几何结构的第二几何结构的第二对准特征，所述第二对准特征对应于所述第二发动机平台的第二接合特征，所述第二对准特征适于由所述第二接合特征接合以将所述喷射器固定在所述第二发动机平台上。

16.根据权利要求15所述的喷射器和夹具的组合，其中，所述第一对准特征与所述第二接合特征不相容，并且所述第二对准特征与所述第一接合特征不相容。

17.根据权利要求16所述的喷射器和夹具的组合，其中，所述第一对准特征包括一对凹槽，并且所述第一接合特征包括适于接合所述一对凹槽的一对凸台。

18.根据权利要求17所述的喷射器和夹具的组合，其中，所述第二对准特征为单个凹槽，并且所述第二接合特征为单个凸台。

19.根据权利要求16所述的喷射器和夹具的组合，其中，所述第一对准特征具有一深度，并且所述第二对准特征具有的深度大于所述第一对准特征的深度。

20.根据权利要求16所述的喷射器和夹具的组合，其中，所述第一对准特征具有的宽度大于所述第二对准特征的宽度。

21.根据权利要求16所述的喷射器和夹具的组合，其中，所述喷射器包括除了所述第一第二对准特征和所述第二对准特征以外的至少一个对准特征。

22.一种用于燃料喷入式内燃机上的燃料喷射器紧固夹具，包括：

a)主体；

b)用于将所述主体连接至发动机的装置；

c)从所述主体朝外延伸的杠杆臂，所述杠杆臂包括用于骑跨燃料喷射器的至少一个叉头；

d)至少两个凸起的凸台，所述凸台从所述至少一个叉头延伸以将两个相关联的凹入的凹槽接合在燃料喷射器上。

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