CN103958881A - 燃料喷射器和燃料喷射器组件 - Google Patents

Abstract

说明了一种燃料喷射器（20），包括：具有中心纵轴线（L）的燃料喷射器主体（24）、用于将燃料喷射器（20）联接到燃料喷射器杯（44）的板元件（46）、卡扣环（52）和弹簧元件（60）。所述卡扣环（52）能操作阻挡燃料喷射器主体（24）相对于板元件（46）以中心纵轴线（L）的第一方向（D1）移动。所述弹簧元件（60）能操作将板元件（46）以中心纵轴线（L）的第二方向（D2）偏压，中心纵轴线（L）的第二方向（D2）与中心纵轴线（L）的第一方向（D1）相反，以防止板元件（46）在联接到燃料喷射器杯（44）期间相对于燃料喷射器主体（24）移动。此外，说明了带有燃料喷射器（20）和联接装置的燃料喷射器组件（40）。

Description

燃料喷射器和燃料喷射器组件

技术领域

本发明涉及燃料喷射器和带有燃料喷射器和联接装置的燃料喷射器组件，所述联接装置用于将燃料喷射器液力地和机械地联接到内燃发动机的燃料轨道上。

该专利申请要求欧洲专利申请N0.11180607.1的优先权，所述欧洲专利申请的公开内容作为参考引入。

背景技术

用于将燃料喷射器液力地和机械地联接到燃料轨道上的联接装置已经被广泛地使用，特别是用于内燃发动机中。燃料可以由燃料喷射器组件供应到内燃发动机中。燃料喷射器组件具有可以以不同方式联接到燃料喷射器杯上的燃料喷射器。

为了使得在内燃发动机运行期间保持压力波动在很低水平，内燃发动机用燃料蓄压器供应，燃料喷射器连接到燃料蓄压器，且燃料蓄压器具有相对较大的容积。这样的燃料蓄压器通常称为共轨。

燃料轨道可以包括带有燃料喷射器杯形式的凹部的中空主体。燃料喷射器杯也可以经由管道元件液力地联接到燃料轨道。燃料喷射器附连到燃料喷射器杯。燃料喷射器到从燃料箱经由低或高压燃料泵供应燃料的燃料喷射器杯的连接需要非常精确以获得燃料的正确喷射角度和密封。

发明内容

本发明的目的是说明一种能容易地连接到联接装置的燃料喷射器。

本发明的另一目的是说明一种带有燃料喷射器和联接装置的燃料喷射器组件，所述联接装置用于将燃料喷射器液力地和机械地联接到燃料轨道上，其中，燃料喷射器组件制造简单，并利于燃料喷射器和燃料喷射器杯之间的可靠和精确连接，而不使得燃料喷射器靠在气缸盖上。

所述目的通过独立权利要求的特征来实现。本发明的有利实施例在从属权利要求中说明。

根据一方面，说明了一种燃料喷射器。根据另一方面，说明了一种带有燃料喷射器和联接装置的燃料喷射器组件。所述联接装置具体地配置成将燃料喷射器液力地和机械地联接到内燃发动机的燃料轨道上。所述联接装置包括燃料喷射器杯，所述燃料喷射器杯具体地设计成联接到燃料轨道，且与燃料喷射器的燃料进口部分接合。

燃料喷射器包括具有中心纵轴线的喷射器主体。其还包括板元件、卡扣环和弹簧元件。

所述板元件可以有利地配置成固定地联接到燃料喷射器杯。在燃料喷射器组件的情况下，其固定地联接到燃料喷射器杯。板元件，除了与卡扣环和弹簧元件相互作用之外，能相对于喷射器主体轴向移动。例如，所述板元件具有喷射器主体延伸通过的中心开口。

所述卡扣环设计成阻挡喷射器主体相对于板元件以中心纵轴线的第一方向移动，具体地通过喷射器主体、卡扣环和板元件的直接机械相互作用（例如，形状配合）。例如，所述板元件包括凹槽，且卡扣环设置在所述凹槽中。由此，卡扣环可以配置成将板元件固定地联接到喷射器主体且具体地将燃料喷射器在中心纵轴线的方向固定在燃料喷射器杯中。

所述弹簧元件可有利地操作以将板元件相对于喷射器主体以中心纵轴线的第二方向偏压，与中心纵轴线的第一方向相反。换句话说，使用板元件作为参考，弹簧元件可将喷射器主体相对于板元件以第一方向偏压。由此，在组装好的燃料喷射器组件的情况下，可防止喷射器主体相对于板元件移动。

优选地，板元件借助于弹簧元件压靠卡扣环。有利地，板元件和喷射器主体可以以这种方式相对于彼此在位置上固定。因而，有利地，连接燃料喷射器杯可特别容易。当燃料喷射器杯相对于板元件对齐以将燃料喷射器杯联接到板元件时，板元件相对于燃料喷射器杯的定位可特别容易和可靠。

有利地，可借助于卡扣环和弹簧元件在中心纵轴线的两个方向防止燃料喷射器相对于燃料喷射器杯移动。弹簧元件可以容易地安装。此外，弹簧元件不在燃料喷射器上施加附加的力。

弹簧元件可以轴向上设置在喷射器主体和板元件之间。例如，喷射器主体包括以径向方向延伸的肩部，且弹簧元件轴向上设置在所述肩部和板元件之间。这具有如下益处：所述肩部给弹簧元件提供可靠的支撑表面。

在另一有利实施例中，所述弹簧元件由包括金属的材料制成。这具有如下益处：弹簧元件可具有非常高的机械稳定性，尤其是从长期来看。

在另一有利实施例中，所述肩部由包括金属的材料制成，且肩部和弹簧元件形成金属-金属接触区域。这具有如下益处：弹簧元件和肩部可在接触区域处具有非常高的机械稳定性，尤其是从长期来看。

在另一有利实施例中，所述弹簧元件包括环状部段。所述环状部段具体地与板元件接触。这具有如下益处：弹簧元件的简单结构是可能的。此外，燃料喷射器快速和可靠联接到燃料喷射器杯是可能的。

在另一有利实施例中，所述燃料喷射器设置在环状部段内。所述环状部段优选地完整地围绕喷射器主体周向地延伸。由此，在安装喷射器杯期间，可确保板元件的正确位置。具体地，与没有完整周向环状部段的弹簧元件相比，减少了板元件移动离开期望安装位置的风险。另一益处是弹簧元件可以不可拆卸地联接到燃料喷射器。

在有利实施例中，环状部段的外部周向表面具有以轴向方向延伸的多个凹槽。所述凹槽具体地设计成接合用于将喷射器杯与板元件固定的连接元件，如螺钉。以这种方式能实现板元件和喷射器杯的特别小的径向尺寸。在另一扩展中，凹槽的数量是连接元件的数量的倍数。有利地，燃料喷射器和喷射器杯能够相对于彼此以多个角位置彼此固定。

在另一有利实施例中，所述弹簧元件包括至少一个支腿，其中，所述至少一个支腿与燃料喷射器接触。这具有如下益处：可实现燃料喷射器和弹簧元件之间的良好力传输。

在另一有利实施例中，所述弹簧元件包括多个支腿，所述支腿中的至少两个关于燃料喷射器的中心纵轴线对称设置。例如，弹簧元件关于包括中心纵轴线的镜平面镜面对称。在另一实施例中，弹簧元件具有第一支腿和第二支腿，第一支腿和第二支腿在燃料喷射器的侧视图中设置在中心纵轴线的相对侧上。第一支腿和第二支腿中的每个都具有与环状部段锚定的第一端部部分和远离环状部段的第二端部部分。在从第一端部部分到第二端部部分的过程中，相应支腿可具有U形或V形，第一支腿和第二支腿的U形或V形的开口面向彼此。在有利扩展中，弹簧元件具有两个第一支腿和两个第二支腿，其中，第一支腿对称地设置且第二支腿关于同一镜平面对称地设置。

这具有如下益处：可实现燃料喷射器和板元件之间的很好地平衡的力传输。具体地，燃料喷射器和板元件之间的力传输可相对于燃料喷射器的中心纵轴线对称。因而，可获得燃料喷射器和板元件之间的良好应力分布。

在有利扩展中，第二支腿的第二端部部分支承在第一支腿的第二端部部分上。例如，当弹簧元件被压缩或拉伸时，第二支腿的第二端部部分可操作在第一支腿的第二端部部分上滑动。由此，弹簧元件可具有令人满意的强度和同时特别小的径向尺寸。

根据另一方面，公开了一种组装燃料喷射器组件的方法。所述方法包括根据先前实施例中的至少一个组装燃料喷射器，且在组装燃料喷射器之后，将燃料喷射器杯联接到板元件。具体地，在组装燃料喷射器期间，弹簧元件被压缩且卡扣环被安装。由此，当联接到燃料喷射器杯时，板元件可由压缩的弹簧元件压靠卡扣环。由此，能实现喷射器杯和板元件的特别精确和容易的对齐。

附图说明

本发明的示例性实施例借助于示意性附图在下文阐述。在附图中：

图1以示意图示出了内燃发动机，

图2示出了带有燃料喷射器的燃料喷射器组件的纵向截面，和

图3以透视图示出了弹簧元件。

具体实施方式

在不同的附图中出现的具有相同设计和功能的元件由相同的附图标记表示。

图1示出了分配给内燃发动机22的燃料供给装置10。内燃发动机22可以为柴油发动机或汽油发动机。燃料供给装置10包括燃料箱12，其经由第一燃料管线连接到燃料泵14。燃料泵14的输出端连接到燃料轨道18的燃料进口16。在燃料轨道18中，燃料例如在汽油发动机的情况下在大约200 bar压力下存储，或在柴油发动机的情况下在超过2000 bar压力下存储。燃料喷射器20连接到燃料轨道18上，燃料通过燃料轨道18供应到燃料喷射器20。

图2示出了带有燃料喷射器20的燃料喷射器组件40。

燃料喷射器20具有中心纵轴线L。燃料喷射器20具有燃料喷射器主体24且适合于喷射燃料进入内燃发动机22的燃烧室中。燃料喷射器20包括燃料进口部分26和燃料出口部分28。燃料喷射器20的燃料进口部分26包括密封环50。

此外，燃料喷射器20包括接纳在燃料喷射器主体24的空腔32中的阀针30。在燃料喷射器20的自由端部上形成喷射喷嘴34，其通过阀针30的轴向移动而关闭和打开。在关闭位置，阻止通过喷射喷嘴34的燃料流。在打开位置，燃料可以流动通过喷射喷嘴34进入内燃发动机22的燃烧室中。燃料喷射器20还包括设置在燃料喷射器主体24的外表面处的凹槽36。

燃料喷射器20还包括板元件46和卡扣环52。卡扣环52设置在燃料喷射器主体24的凹槽36中。此外，板元件46与卡扣环52接合。因而，板元件46固定地联接到燃料喷射器主体24。卡扣环52允许板元件46和燃料喷射器主体24之间的形状配合联接，以防止燃料喷射器主体24相对于板元件46以第一方向D1移动。

燃料喷射器20具有以径向方向延伸的肩部58。优选地，肩部58由包括金属的材料制成。

弹簧元件60在轴向上设置在燃料喷射器20的肩部58和板元件46之间。燃料喷射器20的肩部58和弹簧元件60形成接触区域66。弹簧元件60将板元件46压靠卡扣环52，具体地用于在安装到喷射器杯44之前和期间将板元件46的位置相对于喷射器主体24的位置固定。该设置可防止燃料喷射器主体24相对于板元件46以第二方向D2移动，其中，第二方向D2与第一方向D1相反。

优选地，弹簧元件60至少部分地由包括金属的材料制成。如果肩部58也由包括金属的材料制成，肩部58和弹簧元件60的接触区域66形成金属-金属接触区域。籍此，可获得弹簧元件60和肩部58之间的接触区域66处的高机械稳定性。

图3以详细图示出了弹簧元件60。弹簧元件60具有环状部段62和固定地联接到环状部段62的多个支腿64。

环状部段62与板元件46接触。燃料喷射器主体24设置在弹簧元件60的环状部段62内。籍此，弹簧元件60可以借助于与卡扣环52和板元件46相互作用而不可拆卸地联接到燃料喷射器主体24。

在所示实施例中，弹簧元件60具有四个支腿64，两个第一支腿64和两个第二支腿65。在其它实施例中，弹簧元件60可具有不同于四个的多个支腿64。支腿64的数量可取决于燃料喷射器20和板元件46之间的力传输需要。

第一支腿64与燃料喷射器20的肩部58紧密接触。第二支腿65靠在第一支腿64上且距肩部58一定距离。更具体地，第一支腿具有与环状部段62锚定的第一端部部分6410和远离环状部段62且与肩部58接触的第二端部部分6420。第二支腿也具有与环状部段62锚定的第一端部部分6510。第二支腿65中的每个的第二端部部分6520支承在相应第一支腿64的第二端部部分6420上。当弹簧元件60被压缩或拉伸时，第二支腿65的第二端部部分6520可以在第一支腿的相应第二端部部分6420上滑动。

在每种情况下，第一和第二支腿64，65在其相应第一端部部分6410，6510和第二端部部分6420，6520之间弯曲。具体地，它们均具有U形。第一支腿64和第二支腿65的U形的开口面向彼此，从而，每个第一支腿64与相应一个第二支腿65一起形成封闭圆形形状。

优选地，支腿64，65中的至少两个关于燃料喷射器主体24的中心纵轴线L对称设置。在当前情况下，第一支腿64关于包括中心纵轴线L的镜平面以镜面对称的方式设置。此外，第二支腿65关于同一镜平面以镜面对称的方式设置。籍此，燃料喷射器主体24和板元件46之间的力传输可以被很好地平衡。具体地，燃料喷射器主体24和板元件46之间的力传输可以相对于燃料喷射器主体24的中心纵轴线L对称。总体来说，支腿64的数量、其相对于中心纵轴线L的分布、其形状、宽度和厚度可以允许对燃料喷射器主体24相对于板元件46的轴向位置的非常好的控制。

燃料喷射器组件40还包括联接装置42。联接装置42可联接到内燃发动机22的燃料轨道18。联接装置42具有燃料喷射器杯44。燃料喷射器杯44包括内表面48且液力地联接到燃料轨道18。燃料喷射器20的密封环50允许燃料喷射器杯44与燃料喷射器20的燃料进口部分26接合。

燃料喷射器杯44和板元件46包括通孔54。燃料喷射器杯44和板元件46通过螺钉56彼此固定地联接。每个螺钉56由燃料喷射器杯44的一个通孔54接收。每个螺钉56拧入到板元件46中。

弹簧元件60的环状部段62的外部周向表面具有多个凹槽6210。每个螺钉56接合一个凹槽6210。然而，优选地，在螺钉56和弹簧元件60之间没有直接机械接触，即，螺钉56可以设置成从凹槽6210中的外部周向表面隔开。

由于板元件46通过卡扣环52固定地联接到燃料喷射器20且燃料喷射器杯44通过螺钉56固定地联接到板元件46，因而燃料喷射器20在中心纵轴线L的方向上固定在燃料喷射器杯44中。

在下文描述燃料喷射器20和燃料喷射器组件40的组装：

为了组装燃料喷射器20，燃料喷射器主体24设置在弹簧元件60的环状部段62内。此外且具体地在随后，板元件46在燃料喷射器主体24上移动，直到板元件46与弹簧元件60的环状部段62接触，且支腿64中的至少一个与燃料喷射器20的肩部58接触。板元件46被移动，直到弹簧元件60以给定方式压缩。在另一步骤中，卡扣环52移动到燃料喷射器主体24的凹槽36中。

为了组装燃料喷射器组件40，组装好的燃料喷射器20（包括板元件46、卡扣环52和弹簧元件60）移动到燃料喷射器杯44中，使得燃料喷射器杯44和板元件46彼此接合。然后，螺钉56拧入到板元件46中。有利地，在将燃料喷射器20移动到燃料喷射器杯44中期间，板元件46相对于燃料喷射器主体24的位置借助于卡扣环52和压缩的弹簧元件60固定。

弹簧元件60轴向上组装在板元件46和燃料喷射器20的肩部58之间在燃料喷射器组件40的组装状态还允许燃料喷射器20和板元件46之间的对称力传输和良好应力分布。此外，可避免燃料喷射器杯44、螺钉56和燃料喷射器20的敏感部分的机械应力。

在组装过程之后，燃料喷射器杯44的内表面48与密封环50密封接合，且获得如图2所示的状态。在组装过程之后，燃料可以在没有燃料泄漏的情况下流动通过燃料喷射器杯44进入燃料喷射器20的燃料进口部分26。

由于板元件46和燃料喷射器杯44因借助于螺钉56连接而不能相对于彼此移动，燃料喷射器主体24和板元件46之间的卡扣环52防止燃料喷射器20相对于燃料喷射器杯44以第一方向D1移动。由于燃料喷射器组件40的组装过程之后弹簧元件60以给定方式压缩，可防止或至少很大程度地防止燃料喷射器20相对于燃料喷射器杯44移动，甚至在操作期间燃料喷射器20上有很大力的情况下也是如此，例如在内燃发动机22的燃烧室中有高压力或高压力升高的情况下。

本发明并不限于基于所述示例性实施例说明的特定实施例，而包括不同实施例的要素的任何组合。此外，本发明包括权利要求的任何组合以及权利要求公开的特征的任何组合。

Claims (13)

1. 一种燃料喷射器（20），包括：具有中心纵轴线（L）的燃料喷射器主体（24）、用于将燃料喷射器（20）联接到燃料喷射器杯（44）的板元件（46）、卡扣环（52）和弹簧元件（60），其中：

－所述板元件（46）能相对于喷射器主体（24）轴向移动，

－所述卡扣环（52）能操作阻挡燃料喷射器主体（24）相对于板元件（46）以中心纵轴线（L）的第一方向（D1）移动，以及

－所述弹簧元件（60）能操作将板元件（46）以中心纵轴线（L）的第二方向（D2）偏压，中心纵轴线（L）的第二方向（D2）与中心纵轴线（L）的第一方向（D1）相反，以在板元件（46）与燃料喷射器杯（44）对齐期间将板元件（46）相对于燃料喷射器主体（24）保持在固定位置。

2. 根据权利要求1所述的燃料喷射器（20），其中，所述弹簧元件（60）包括环状部段（62），所述环状部段（62）与板元件（46）接触且完整地围绕燃料喷射器主体（24）周向地延伸。

3. 根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器（20），其中，所述弹簧元件（60）包括至少第一支腿（64）和第二支腿（65），其中，第一支腿（64）的端部部分（6420）与燃料喷射器（20）接触且第二支腿（65）的端部部分（6520）支承在第一支腿（64）的端部部分（6420）上。

4. 根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器（20），其中，所述弹簧元件（60）包括至少第一支腿（64）和第二支腿（65），第一支腿（64）和第二支腿（65）一起形成封闭圆形形状。

5. 根据前述权利要求3或6所述的燃料喷射器（20），其中，所述弹簧元件（60）包括关于包括中心纵轴线（L）的镜平面镜面对称地设置的至少两个第一支腿（64）。

6. 根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器（20），其中，所述板元件（46）具有用于接收螺钉（56）或螺栓的至少一个轴向通孔（54）。

7. 根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器（20），其中，燃料喷射器（20）包括以径向方向延伸的肩部（58），且弹簧元件（60）轴向上设置在所述肩部（58）和板元件（46）之间。

8. 根据前述权利要求7所述的燃料喷射器（20），其中，弹簧元件（60）和肩部（58）中的每个由包括金属的材料制成，肩部（58）和弹簧元件（60）形成金属-金属接触区域（66）。

9. 根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器（20），其中，所述板元件（46）包括凹槽（36），且卡扣环（52）设置在所述凹槽（36）中。

10. 一种燃料喷射器组件（40），包括根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器（20）和联接装置（42），所述联接装置（42）用于将燃料喷射器（20）液力地和机械地联接到内燃发动机（22）的燃料轨道（18）上，所述联接装置（42）包括燃料喷射器杯（44），所述燃料喷射器杯（44）设计成液力地联接到燃料轨道（18），且与燃料喷射器（20）的燃料进口部分（26）接合，

其中：

－喷射器杯（44）固定地联接到板元件（46），

－燃料喷射器（20）在中心纵轴线（L）的方向固定在燃料喷射器杯（44）内且借助于燃料喷射器主体（24）经由板元件（46）和卡扣环（52）与燃料喷射器杯（44）机械相互作用而阻挡燃料喷射器（20）相对于燃料喷射器杯（44）以中心纵轴线（L）的第一方向（D1）移动。

11. 根据权利要求10所述的燃料喷射器组件（40），其中，所述弹簧元件（60）能操作借助于燃料喷射器主体（24）经由板元件（46）和弹簧元件（60）与燃料喷射器杯（44）机械相互作用而防止燃料喷射器（20）相对于燃料喷射器杯（44）以中心纵轴线（L）的第二方向（D2）移动，中心纵轴线（L）的第二方向（D2）与中心纵轴线（L）的第一方向（D1）相反。

12. 根据权利要求10或11所述的燃料喷射器组件（40），其中，喷射器杯（44）借助于以中心纵轴线（L）的方向延伸的螺钉（56）或螺栓而固定地联接到板元件（46）。

13. 一种用于组装燃料喷射器组件（40）的方法，具有如下步骤：

组装根据权利要求1至9中任一项所述的燃料喷射器（20），以及随后将燃料喷射器杯（44）联接到板元件（46）。