CN102996308A

CN102996308A - 燃料分配器

Info

Publication number: CN102996308A
Application number: CN2012103423225A
Authority: CN
Inventors: M·梅尔; M·格纳; M·法伊格尔; H·施耐德; N·豪特曼; D·乌伦布洛克; H·乌里希
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-09-15
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2032-09-14
Also published as: DE102011082743A1; US9810189B2; US20130068198A1; CN102996308B

Abstract

本发明涉及一种燃料分配器（1），尤其是用于混合压缩的、外部点火的内燃机的燃料喷射设备的燃料分配器，所述燃料分配器包括一个分配器管（6）、一个第一保持器（2）和至少一个第二保持器（3）。所述分配器管（6）具有纵轴线（13）。在此，所述第一保持器（2）和第二保持器（3）关于纵轴线（13）相互轴向间隔开地布置在所述分配器管（6）上。所述分配器管（6）被这样地设计，使得能够实现轴向长度补偿。也可实现的是，至少一个保持器（2、3）被这样地设计，使得能够实现轴向长度补偿。

Description

燃料分配器

技术领域

本发明涉及一种燃料分配器，尤其用于混合压缩的、外部点火的内燃机的燃料喷射设备的燃料分配器。本发明具体涉及设计为中压系统的燃料喷射设备的领域。

背景技术

在汽车的燃料喷射设备中可想到的是，使用为了高压用途而由钢构成的燃料分配器板条。据此能够达到用于超过15MPa（150巴）压力的抗压强度。这种用钢制成的高压轨能够用焊接轨制造，在这里钢管用作基础，在钢管上焊接上各个部件，尤其是密封罩、螺纹保持器、高压接头和到喷射阀的接口。但是这个设计方案与高制造成本相联系。

此外，在这种高压轨中存在问题，即在轨中出现机械应力。用钢制成的轨能够固定在一般用铝制成的缸盖上。如果发动机变热，那么这会导致热膨胀。在这里，轨膨胀，这在轨产生应力。

此外，如果这种轨由部件组装而成，则导致高制造成本。特别地，例如拉拔的管必须以一定尺寸切断，它的端部必须进行加工并且必须钻出出口。另外壁厚必须预设得相对较厚，以便能够吸收内压和附加地吸收受阻的长度膨胀。因而壁厚不能仅仅以内压为导向，因为那样的话壁厚可能出于强度考虑被确定得尺寸过小。杯和保持器可以用精加工的铸钢件或者小的安装组件或深拉件制造。旋转件（Drehteil）或深拉件能够用作连接罩。高压接头能够例如设计为旋转件。但是在最后的焊接工艺前，附件必须相互固定。总之，在这种可以设想的轨制造中得到一种具有许多加工步骤的成本非常密集的制造过程

发明内容

根据本发明的具有权利要求1的特征的燃料分配器具有优点，即能够提供一种具有比较低的制造成本的适用于中压的燃料分配器。具体地得到以下优点，即能够优化分配器管的材料投入、尤其是尺寸。由此得到材料节省并且易化加工、例如成形。

通过在从属权利要求中提及的措施能够实现在权利要求1中所说明的燃料分配器的有利改进方案。

有利地，所述分配器管具有至少一个关于纵轴线布置在第一保持器和第二保持器之间的补偿部位，分配器管的管壁在补偿部位上设计成波纹管形的。由此能够实现长度补偿。具体地，管体的长度膨胀可以通过所述分配器管的结构设计方案、即通过波纹管形的设计方案减小。因此，所述分配器管的机械载荷主要通过内压得到。所述分配器管的壁厚因而能够关于所述内压确定，从而所述管壁因而能够设计得明显更薄。

在有利的方式中，长度膨胀通过不同的结构吸收。有利地，在圆形或稍微椭圆形的分配器管的管壁中开设环绕的曲折式、褶痕式或波浪式波纹管。所述分配器管在这里能够设计成一件式的或多件式的。具体地，所述分配器管能够由多个套筒组成。因此有利的是，所述分配器管的管壁在所述补偿部位上设计成曲折式、褶痕式或波浪式波纹管形的。

还有利地，分配器管的管壁在补偿部位上设计成具有多个褶痕的褶痕式波纹管形的或者说具有多个波纹的波浪式波纹管形的。曲折式、褶痕式或者波浪式波纹管也能够多层地并且因而柔软地设计。具体由此有利的是，管壁设计有至少一个单层的或多层的褶痕或波纹。

也有利的是，至少一个保持器设计成至少在轴向方向上易于弯曲。还有利的是，所述保持器在垂直于轴向方向的径向方向上设计成刚性的。由此可以通过所述保持器一方面实现可靠的强度，另一方面仍然能够实现长度补偿。

还有利的是，所述保持器具有一个螺栓元件和一个套筒，并且所述套筒在轴向方向上的轴向膨胀小于所述套筒在径向方向上的径向膨胀，其中，所述径向方向不仅垂直于轴向方向，而且垂直于所述螺栓元件的螺栓轴线。所述套筒能够例如具有一个适当的翻边轮廓（Hochkantprofil）。因而能够实现在轴向方向上的柔性，并且预给定在径向方向上的刚性。

此外，有利的是，设置至少三个保持器，设计成在轴向方向上易于弯曲的保持器作为外部保持器布置在所述分配器管上，内部保持器在轴向方向上设计成刚性的。在这里优选地恰好一个内部保持器被设计为固定轴承。

此外有利的是，设置至少一个垫圈，喷射阀能够利用垫圈定位在燃料分配器上，所述垫圈具有一个内圈和外圈并且在所述内圈和外圈之间在轴向方向上预设一个间隙。在这里还有利地，所述内圈具有关于所述垫圈的轴线至少部分地倾斜的支承面，并且设置一个O形环，它支承在所述支承面上并且在装配状态中关于垫圈的轴线径向向内地对内圈加载。由此能够实现的是，喷射阀总是坐置在它的位置上并且不承受大的剪切力。所述垫圈和O形环吸收在长度变化中出现的路程的一部分。垫圈在这里在结构上被这样地设计，使得所述垫圈能够吸收径向的小的路程。在这里要注意，所述轴向长度膨胀一般为10μm到100μm，因而必须补偿比较小的路程。

有利地，所述分配器管具有多个深拉的套筒，这些套筒在其端部在轴向方向上搭接地组装在一起。在这里还有利地，在至少一个搭接区域中设置一个液压接头，两个搭接地插接在一起的套筒的端部在搭接区域中搭接。以这种方式，所述液压接头可以位于双倍壁厚的区域中，即位于所述搭接区域中。由此能够减小基础壁厚，因为通向液压开口的钻孔交叉部位于搭接区域中。因此，材料成本以及质量或重量能够减小。

附图说明

在下面的描述中参考附图详细地阐明本发明的优选实施例，在附图中，相应的元件设有一致的附图标记。在附图中：

图1以立体图的方式显示按照本发明的第一实施例的燃料分配器；

图2以剖开的立体图的方式显示图1所示的第一实施例的燃料分配器；

图3以示意图的方式显示按照本发明第二实施例的燃料分配器；

图4以概略的示意性剖视图的方式显示按照本发明第三实施例的燃料分配器；

图5显示沿着以V标示的剖切线剖切在图4中所示的燃料分配器的概略的示意性剖视图；

图6以示意性剖视图的方式显示按照本发明的可能设计方案的燃料分配器的保持器的垫圈；

图7显示所述垫圈的在图6中用VII标示的部分；

图8以立体图的方式显示按照本发明第四实施例的燃料分配器，以及

图9以剖开的立体图的方式显示在图8中所示的燃料分配器。

具体实施方式

图1以立体图的方式显示本发明的燃料分配器1的第一实施例。燃料分配器1在这里可以设计成燃料分配器板条1的形式。燃料分配器1尤其适用于混合压缩的、外部点火的内燃机的燃料喷射设备。具体地，燃料分配器1在这里适用于中压系统。这种中压系统的中压在这里可以位于从3MPa到10MPa或者说从30巴到100巴的范围内。特别地，所述中压可以位于从5MPa到7MPa或者说从50巴到70巴的范围内。但是根据本发明的燃料分配器1也适用于另外的应用情况。

燃料分配器1具有保持器2、3、4、5。燃料分配器1还具有分配器管6，在这个实施例中，分配器管6包括多个深拉的套筒7、8、9。这些套筒7、8、9单个地相互插入。每个套筒7、8、9具有至少一个补偿部位10、11、12，其设计成曲折式、褶痕式或波浪式波纹管形的。在这里可以设置例如环绕的褶痕、曲折部或波纹10、11、12。补偿部位10、11、12用于补偿沿着分配器管6的纵轴线13的长度变化，尤其是长度膨胀。

在补偿部位10、11、12上，套筒7、8、9的各个管壁14、15、16（图2）设计成单壁式的或者也由多个层构成，这些层在纵向膨胀方面是比较软的，但是在内压方面如相同总厚度的各一个单层式波纹管一样坚固。

因此，保持器2至5关于纵轴线13相互轴向间隔开地布置在分配器管6上。此外，分配器管6被这样地设计，使得能够实现轴向长度补偿。也可能的是，一个或多个保持器2至5被这样地设计，使得它们能够实现轴向长度补偿。

图2以剖开的立体图的方式示出在图1中所示的第一实施例的燃料分配器。深拉的套筒7、8、9在它们的端部在轴向方向上搭接地插接在一起。由此得到各自搭接的套筒7、8、9的搭接区域20、21、22。例如，套筒7的管壁14的端部23和套筒8的管壁15的端部24在搭接区域20中搭接。因此，在搭接区域20、21、22中分别得到双倍的壁厚。

在这里要注意，在套筒9与端部件25之间获得搭接区域22。

在这个实施例中，保持器2至5接收液压接头26、27、28、29。液压接头27、28、29在这里在搭接区域20、21、22中通到分配器管6中。因此，液压接头27、28、29设置在具有双倍壁厚的搭接区域20、21、22中。

图3以示意图的方式显示按照本发明第二实施例的燃料分配器1。在这个实施例中，保持器4用作固定轴承4，而保持器2、3、5被设计成使得能够实现对分配器管6的轴向长度补偿。用作固定轴承4的保持器4尽可能居中地布置在分配器管6上。在这里，保持器4是内部保持器3、4中的一个。两个外部保持器2、5都被这样地设计，使得它们能够实现轴向长度补偿。

保持器4实施为刚性保持器4。保持器2、3、5在轴向方向上、即沿着纵轴线13设计成软的，因而在某种程度上用作浮动轴承2、3、5。但是所有的保持器2至5在相对于纵轴线13的径向上实施为尽可能刚性的。在保持器2、3、5的情况中，这例如可以通过各个保持器2、3、5上的适当的翻边轮廓30、31、32实现。另外，在轴向方向上的柔性在这里尤其可以通过翻边轮廓30、31、32的弯曲梁长度

33进行影响。

图4以概略的示意性剖视图显示按照本发明第三实施例的燃料分配器1。在这个实施例中，保持器2具有一个套筒35和一个设计为螺栓36的螺栓元件36。螺栓36的套筒35和螺栓36本身关于螺栓轴线37比较长地设计。与其他保持器组合能够实现固定轴承和浮动轴承原理，如已经根据图3所描述的。对于固定轴承，在这里使用常规的螺栓连接，这也将根据图5进一步说明。

图5显示沿着用V标示的剖切线剖切在图4中所示的保持器2的概略的示意性剖面。外部套筒35具有一个适当的翻边轮廓30。由此套筒35设计成在轴向方向38上比较软，在径向方向39上比较刚性。径向方向39在这里不仅垂直于分配器管6的纵轴线13或者说轴向方向38，而且垂直于螺栓轴线37。

翻边轮廓30’实施成使得套筒35在轴向方向38上具有比较少的材料，但在径向方向39上具有比较多的材料。在这个实施例中，套筒35在轴向方向上的膨胀40明显小于套筒35在径向方向39上的膨胀41。

由此，套筒35提供足够的横截面积，因而螺栓36在径向方向39上得到足够的反支承（Gegenhalt）。另一方面，套筒35在轴向方向38上只提供很少的材料，因而套筒35在轴向方向38上相对柔软并且在受到轴向力时能够翻转。因此，在径向方向39上必须存在相对多的材料。由此获得例如在图5中所示的翻边轮廓30’。

图6以示意性剖视图显示按照本发明的可能设计方案的燃料分配器1的保持器2的垫圈45。具体地，如果一个设计方案设有轴向柔性的或柔软的保持器2、3、5，喷射阀应仍然保留在缸盖的精确相同的部位上。在出现轴向偏移时存在问题，即喷射阀可能侧向翻转例如几百分之一毫米或者喷射阀侧向弯曲，这可能损害喷射阀的功能。通过垫圈45的设计方案能够避免这种情况。垫圈45设计成在径向方向39上是柔软的并且能够补偿径向间隙。在这里，垫圈45与O形环46（图7）协同作用，O形环同样能够补偿该小路程。垫圈45在相对于喷射阀的轴向上是坚硬的，并且无间隙地支持O形环46到它的沟槽中。在该实施例中，能够径向地实现小的补偿。为此，环形垫圈45设计成两部分式的。垫圈45具有外圈47和内圈48。外圈47没有被切开，并且恰好与杯-内直径49相一致。内圈48被切开，其中，在这个实施例中设置切口50。由此内圈48能够通过凸缘装配到喷射阀上。内圈48具有至少部分地倾斜的支承面51。支承面51在这里设计成关于垫圈45的轴线52倾斜。通过倾斜的支承面51，O形环46的压力能够将内圈48无间隙地压到喷射阀的外直径53上。

图7详细地显示垫圈45的在图6中用VII标示的部分。在内圈48和外圈47之间设置间隙55。通过外圈47和内圈48之间的间隙55能够实现希望的径向可运动性。因此，O形环46不会从外圈47和内圈48之间被纯粹挤压出来（rein-extrodieren），在这里恰好存在一个起支承作用的搭接部54。

图8以立体图的方式显示按照本发明第四实施例的燃料分配器1。在这个实施例中，分配器管6设计成多件式的。分配器管6在这里具有多个深拉的套筒7、8、9，它们可以被设计成相同的。此外设置一个端部件25。经深拉的套筒7、8、9在它们的端部搭接。在这里，套筒7、8、9被插接在一起。液压接头26、27、28、29设置在双倍壁厚的搭接区域20、21中。被设计为液压接头26的端部件25可以设计为旋转件。设计为端部罩25’的另一个端部件25’可以被设计为单独的、简单的拉深件。

这个设计方案的优点是，例如在四缸发动机时能够将三个相同的、成本低廉的套筒7、8、9组合在一起。作为另一个优点，可以减小基壁厚度，因为在具有双倍壁厚的搭接区域20、21、22中可以设置可能的断裂部位，断裂部位通过向着液压出口的钻孔交叉部得出。由此能够降低材料成本。另外能够减轻燃料分配器1的重量或质量。

此外，也能够通过冲压制造所设置的孔，它比钻孔更成本低廉。此外，孔位置可以改变，从而能够为不同发动机工程使用单一的刀具部件。在这里还能够将孔实施成椭圆形的，以便减小有害的应力峰值。分配器管6的管横截面也可以实施成稍微椭圆形的，以使得在给定的内压时，分配器管6变圆，并且在钻孔交叉部的内壁上形成起支撑作用的压应力。通过在从椭圆形管横截面变形到圆形横截面时获得的体积变大，可以实现分配器管6的压力缓冲的或存储的功能。由此能够减小分配器管6中的有害的压力幅值。

三个深拉的套筒7、8、9分别在一个端部上具有内直径增大的区段60、61、62，从而套筒7、8、9能够相互插入其中。这也在图9中说明。

图9以剖开的立体图显示在图8中所示的燃料分配器1。按照搭接区域20、21、22设计的一个另外的搭接区域20’被设置用于端部件25。

在搭接区域20’、20、21、22中，在拉深过程中在套筒7、8、9的两端部上或者端部件25的端部上冲压出孔63、64、65。在套筒7、8、9相互插入时，孔63、64、65相互匹配地被定位。例如杯66、67、68、69能够直接或借助中间管安装在这些部位上。由此允许实现液压接头26至29。

分配器管6的端部通过深拉的端部罩25’和高压接头25封闭。由此也能够侧向地实现高压接头。同样能够设置压力传感器或类似装置。

此外，设置保持器2、3、4、5，它们与分配器管6相连接。在这个实施例中，这些保持器与用于所述喷射阀的液压接头26至29分开地实现。

在制造燃料分配器1时，单个零件能够通过定位焊接固定并且接着焊接在一起。这里，可以使用例如焊膏或者焊环。

本发明不限于所描述的实施例。

Claims

1.燃料分配器（1），尤其是用于混合压缩的、外部点火的内燃机的燃料喷射设备的燃料分配器，所述燃料分配器具有一个分配器管（6）、一个第一保持器（2）和至少一个第二保持器（3），其中，所述分配器管（6）具有纵轴线（13），其中，所述第一保持器（2）和第二保持器（3）关于纵轴线（13）相互轴向间隔开地布置在所述分配器管（6）上，

其中，所述分配器管（6）被这样地设计，使得能够实现轴向长度补偿，和/或至少一个保持器（2、3）被这样地设计，使得能够实现轴向长度补偿。

2.根据权利要求1所述的燃料分配器，其特征在于，所述分配器管（6）具有至少一个关于所述纵轴线（13）布置在所述第一保持器（2）和第二保持器（3）之间的补偿部位（10），所述分配器管（6）的管壁（14）在所述补偿部位（10）上设计成波纹管形的。

3.根据权利要求2所述的燃料分配器，其特征在于，所述分配器管（6）的管壁（14）在所述补偿部位（10）上设计成曲折式、褶痕式或波浪式波纹管形的。

4.根据权利要求3所述的燃料分配器，其特征在于，所述分配器管（6）的管壁（14）在所述补偿部位（10）上设计成具有多个褶痕的褶痕式波纹管形的或者说具有多个波纹的波浪式波纹管形的和/或具有至少一个单层或多层褶痕或者说波纹的波纹管形的。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的燃料分配器，其特征在于，至少一个保持器（2、3）设计成至少在轴向方向（38）上易于弯曲的。

6.根据权利要求5所述的燃料分配器，其特征在于，所述保持器（2、3）在垂直于所述轴向方向（38）的径向方向（39）上设计成刚性的。

7.根据权利要求5或6所述的燃料分配器，其特征在于，所述保持器（2、3）具有螺栓元件（36）和套筒（35），并且所述套筒（35）在轴向方向（38）上的轴向膨胀（40）小于所述套筒（35）在径向方向（39）上的径向膨胀（41），其中，所述径向方向（39）不仅垂直于所述轴向方向（38），而且垂直于所述螺栓元件（36）的螺栓轴线（37）。

8.根据权利要求5至7中任意一项所述的燃料分配器，其特征在于，设置至少三个保持器（2、3、4、5），设计成在轴向方向（38）上易于弯曲的保持器（2、5）作为外部保持器（2、5）布置在所述分配器管（6）上，并且一个内部保持器（4）在轴向方向（38）上设计成刚性的。

9.根据权利要求5至8中任意一项所述的燃料分配器，其特征在于，设置至少一个垫圈（45），喷射阀能够利用所述垫圈定位在所述燃料分配器上，所述垫圈（45）具有内圈（48）和外圈（47），并且在所述内圈（48）和外圈（47）之间在轴向方向（38）上设置间隙（55）。

10.根据权利要求9所述的燃料分配器，其特征在于，所述内圈（48）具有关于所述垫圈（45）的轴线（52）至少部分地倾斜的支承面（51），并且设置O形环（46），所述O形环支承在所述支承面（51）上并且在装配状态中关于所述垫圈（45）的轴线（52）径向向内地对所述内圈（48）加载。

11.根据权利要求1至10中任意一项所述的燃料分配器，其特征在于，所述分配器管（6）具有多个深拉的套筒（7、8、9），这些套筒在它们的端部（23、24）上在轴向方向（38）上搭接地插接在一起。

12.根据权利要求11所述的燃料分配器，其特征在于，在至少一个搭接区域（20、21、22）中设置液压接头（26-29），两个搭接地插接在一起的套筒（7、8、9）的端部在所述搭接区域中搭接。