CN104169564A - 直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造 - Google Patents

直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够有效地防止相对于配管和连接零件的钎焊部的应力集中的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造。本发明是在燃料配管的端部钎焊有连接头部的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造，其特征在于，在与前述连接头部的燃料配管插入部相连的燃料配管端部具有拉制加工部，且在前述拉制加工部的外径(D1)相对于燃料配管径(D)为0.8D≦D1≦0.9D的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造中，具有从前述拉制加工部的外径(D1)的燃料配管插入部末端开始的管轴方向长度(L1)满足L1≥0.06D的直管部。

Description

直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造
技术领域
本发明涉及用于在直喷式发动机用燃料供给装置中，将高压燃料泵和燃料轨道之间连接的高压燃料通路的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造，更详细地说，涉及在由钢管或者不锈钢管构成的燃料配管的端部钎焊有连接头部的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造。
背景技术
作为以往的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造，一般是在由钢管或者不锈钢管构成的燃料配管的端部，钎焊有具有球面状或者弯曲面状的推压座面，且在该推压座面的背面侧具有燃料配管插入部的连接头部的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造。
图5是例示该直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造的图，已知在由钢管或者不锈钢管构成的燃料配管21的端部，钎焊有在前端部具有球面状或者弯曲面状的推压座面22-1，且在该推压座面的背面侧具有用于确保钎焊面积的燃料配管插入部(一般称为“裙部”)22-2的连接头部22的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造(参见专利文献1等)。即、这种直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造是使在前端部具有球面状或者弯曲面状的推压座面22-1且具有形成在该推压座面的背面侧的燃料配管插入部22-2的连接头部22的前述燃料配管插入部22-2嵌合在由钢管或者不锈钢管构成的燃料配管21的端部的直管部，将该嵌合部钎焊而构成的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造。
另外，图6是例示用于直喷式发动机用高压燃料配管的环眼接头的末端构造的图，在由钢管或者不锈钢管构成的燃料配管23的端部钎焊有环眼接头主体(相当于前述的“连接头部”)24的直喷式发动机用高压燃料配管的环眼接头，所述环眼接头主体(相当于前述的“连接头部”)24在内部具有环状凹槽24-1，且将其周侧壁部24-2做成鼓出圆弧状，并且具有与前述环状凹槽24-1相通的连接孔24-3和贯穿设置在轴芯部的安装孔24-4，进而形成为使前述连接孔24-3的孔周壁一体地突出在外侧，具有短筒壁(相当于前述的“裙部”)24-5，所述短筒壁(相当于前述的“裙部”)24-5具有与燃料配管23的直径相比为小径的内径，在该环眼接头的情况下，是对燃料配管23的连接端部实施一级的拉制加工，使该部分与环眼接头主体24的短筒壁24-5的内部嵌合，将该嵌合部钎焊而构成的环眼接头(参见专利文献2)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：DE102005045731A1
专利文献2：日本特开平4-347091号
然而，在以往的前述的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造、用于直喷式发动机用高压燃料配管的环眼接头的末端构造存在下面记载的问题。
在图5所示的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造的情况下，通过在连接头部22的推压座面22-1的背面侧设置用于确保钎焊面积的燃料配管插入部(裙部)22-2，可确保足够的钎焊面积，发挥能够提高相对于连接头部22的钎焊强度这样的效果，但是，由于是使燃料配管21的端部的直管部嵌合在连接头部22的燃料配管插入部(裙部)22-2来钎焊，所以，燃料配管21必须采用细的管，为此，存在不能充分确保内部容积，在脉动、压力损失这样的性能方面不满足要求这样的问题。
另外，在图6所示的用于直喷式发动机用高压燃料配管的环眼接头的末端构造的情况下，对燃料配管23的端部的直管部实施一级的拉制加工，进行细径化，使该细径管部与环眼接头主体24的短筒壁24-5的内部嵌合，将该嵌合部钎焊而构成，据此，存在应力集中在短筒壁24-5的近旁的燃料配管23的末端部的拉制加工部，燃料配管23从该部分破损的可能性大这样的问题。
本发明是为解决这样的以往的问题做出的发明，其目的是提出一种不仅能够提高针对连接头部的钎焊强度，还考虑脉动、内部容积的问题、性能方面等，即使燃料配管采用细径的管，且对配管末端部进行拉制加工，也能够有效地防止针对与连接头部的钎焊部的应力集中的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造。
发明内容
有关本发明的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造是在由钢管或者不锈钢管构成的燃料配管的端部，钎焊有在前端部具有球面状或者弯曲面状的推压座面，且在该推压座面的背面侧具有燃料配管插入部的连接头部的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造，其特征在于，在与前述连接头部的燃料配管插入部相连的燃料配管端部具有一级的拉制加工部，且在前述拉制加工部的外径D1相对于燃料配管径D为0.8D≦D1≦0.9D的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造中，具有从前述拉制加工部的外径D1的燃料配管插入部末端开始的管轴方向长度L1满足L1≥0.06D的条件的直管部。
另外，本发明作为其它的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造，是在由钢管或者不锈钢管构成的燃料配管的端部，钎焊有在前端部具有球面状或者弯曲面状的推压座面，且在该推压座面的背面侧具有前述燃料配管插入部的连接头部的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造，其特征在于，在与前述连接头部的燃料配管插入部相连的燃料配管端部具有二级的拉制加工部，且连接头部侧的第一级的拉制加工部在该加工部的外径D1相对于燃料配管径D为0.8D≦D1≦0.9D的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造中，具有从前述第一级的拉制加工部的外径D1的燃料配管插入部末端开始的管轴方向长度L1满足L1≥0.06D的条件的直管部，与该第一级的拉制加工部相连的第二级的拉制加工部具有与前述第一级的拉制加工部的外径D1相比为大径的外径D2的直管部。
另外，本发明将前述配管拉制加工部的从与外径D1的管轴方向长度L1的连接头部相反一侧末端到拉制加工结束端为止的管轴方向直线长度L2在0.14D以上，以及前述配管拉制加工部的全长L1+L2在1.5D以下作为优选的方式。
发明效果
本发明是在由钢管或者不锈钢管构成的燃料配管的端部，钎焊有在前端部具有球面状或者弯曲面状的推压座面，且在该推压座面的背面侧具有燃料配管插入部的连接头部的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造，在与前述连接头部的燃料配管插入部相连的燃料配管端部设置一级的拉制加工部，且使前述拉制加工部的外径D1相对于燃料配管径D为0.8D≦D1≦0.9D的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造中，设置使从前述拉制加工部的外径D1的燃料配管插入部末端开始的管轴方向长度L1满足L1≥0.06D的条件的直管部，据此，能够有效地防止相对于与连接头部的钎焊部的应力集中。另外，在与前述连接头部的燃料配管插入部相连的燃料配管端部设置二级的拉制加工部，且在连接头部侧的第一级的拉制加工部，在与前述同样，使该加工部的外径D1相对于燃料配管径D为0.8D≦D1≦0.9D的拉制加工部中，设置从前述第一级的拉制加工部的外径D1的燃料配管插入管插入部末端开始的管轴方向长度L1满足L1≥0.06D的条件的直管部，且在与前述第一级的拉制加工部相连的第二级的拉制加工部设置与前述第一级的拉制加工部的外径D1相比为大径的外径D2的直管部，据此，能够得到作用于燃料配管的应力的分散效果，因此，即使在相对于高压燃料配管弯折方向产生载荷(位移)，也避免了应力集中，燃料配管破损的问题基本被消除。
附图说明
图1是表示有关本发明的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造的一实施例的剖视图。
图2同样是表示直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造的其它的实施例的剖视图。
图3是表示本发明的实施例1中的弯折应力和外径比的关系的图。
图4是表示本发明的实施例2中的因拉制加工造成的压力损失ΔP的增加和配管拉制加工部的全长(L1+L2)的关系的图。
图5是表示以往的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造的一例的剖视图。
图6是表示将以往的用于直喷式发动机用高压燃料配管的环眼接头的末端构造的一例局部剖开来表示的剖视图。
具体实施方式
在本发明中，燃料配管1、11由钢管、不锈钢管构成，所述钢管、不锈钢管是由预先被切断为规定尺寸的高压配管用碳素钢钢材等、奥氏体系不锈钢钢材等构成的外径D为t/D(t：壁厚、D：管外径)为0.1～0.2的钢管、不锈钢管。另外，由前述高压配管用碳素钢钢材等构成的钢管、由奥氏体系的不锈钢材等构成的不锈钢管能够使用电焊管或半无缝管或无缝管等。另外，在碳素钢制的钢管的情况下，作为腐蚀对策一般是在内面以及/或外面设置Ni、Zn、Sn或者这些基合金的对策。
有关本发明的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造中的连接头部2、12如图1以及图2所示，通过塑性加工或切削加工，在连接侧端部具有球面状或弯曲面状或者圆锥状的推压座面2-1、12-1，且具有与该推压座面2-1、12-1相连的螺母受压面2-2、12-2以及与前述螺母受压面2-2、12-2相连的燃料配管插入部(裙部)2-3、12-3。
图1所示的本发明的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造是以在通过冲压成形而形成在与前述连接头部2的燃料配管插入部2-3相连的燃料配管端部上的第一级拉制加工部1-1设置直管部1-1a为特征性的结构必要条件的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造。
即、本发明是以在第一级拉制加工部1-1的外径D1相对于燃料配管径D为0.8D≦D1≦0.9D的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造中，具有从拉制加工部1-1的外径D1的燃料配管插入部2-3末端开始的管轴方向长度L1满足L1≥0.06D的条件的直管部1-1a，从该直管部1-1a的与连接头部2相反一侧的末端到拉制加工结束端为止的管轴方向直线长度L2在0.14D以上，以及前述第一级拉制加工部1-1的全长L1+L2在1.5D以下为特征的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造。
这里，将第一级拉制加工部1-1的管轴方向长度L1规定为0.06D以上是因为在不足0.06D时，应力向钎焊部集中。另外，将第一级拉制加工部1-1的全长L1+L2限定在1.5D以下，是因为若超过1.5D，则与未被拉制加工的情况相比，为2倍以上的压力损失。
另外，就第一级的锥管部1-1b的角度θ1而言，与第一级拉制加工部1-1的全长L1+L2相应地适宜设定。
上述图1所示的本发明的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造构成为，在通过冲压成形而形成在管端部的第一级拉制加工部1-1的外径D1相对于燃料配管径D为0.8D≦D1≦0.9D的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造中，在形成了具有满足从第一级拉制加工部1-1的外径D1的燃料配管插入部末端开始的管轴方向长度L1为L1≥0.06D的条件的直管部1-1a的第一级拉制加工部1-1的燃料配管1的端部，外嵌具有通过塑性加工或切削加工而在连接侧端部具有球面状或者弯曲面状或圆锥状的推压座面2-1，且具有与该推压座面2-1相连的螺母受压面2-2以及与前述螺母受压面2-2相连的燃料配管插入部(裙部)2-3的连接头部2，将该嵌合部钎焊。
在上述的图1所示的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造的情况下，通过从第一级拉制加工部1-1的外径D1的燃料配管插入部末端开始的管轴方向长度L1满足L1≥0.06D的条件的直管部1-1a的作用，能够有效地防止相对于燃料配管1和连接头部2的钎焊部的应力集中。
另外，上述图2所示的本发明的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造是以在与前述连接头部2的燃料配管插入部2-3相连的燃料配管端部两阶段地形成拉制加工部为特征性的结构必要条件的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造。即、构成为，在第一级拉制加工部1-1的外径D1相对于燃料配管径D为0.8D≦D1≦0.9D的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造中，在形成有具有从第一级拉制加工部11-1的外径D1的燃料配管插入部末端开始的管轴方向长度L1满足L1≥0.06D的条件的直管部11-1a的第一级拉制加工部11-1和与前述第一级拉制加工部11-1相连，并具有与该第一级的拉制加工部11-1的外径D1相比为大径的外径D2的直管部11-2a的第二级的拉制加工部11-2的燃料配管11的端部，外嵌通过塑性加工或切削加工而在连接侧端部具有球面状或者弯曲面状或圆锥状的推压座面12-1，并具有与该推压座面12-1相连的螺母受压面12-2以及与前述螺母受压面12-2相连的燃料配管插入部(裙部)12-3的连接头部12，将该嵌合部钎焊。
另外，在上述图2所示的将拉制加工部二阶段地形成在燃料配管端部的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造的情况下，与图1所示的末端构造的从直管部1-1a的与连接头部2相反一侧的末端开始到拉制加工结束端为止的管轴方向直线长度L2相当的从第一级的直管部11-1a的与连接头部12相反一侧的端部开始到拉制加工结束端为止的包括第二级的拉制加工部11-2在内的管轴方向直线长度L2中的第一级的锥管部11-1b和第二级的锥管部11-2b的各自的角度θ2、θ3也是与拉制加工部11-1的全长L1+L2相应地适宜设定。
在上述的图2所示的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造的情况下，在外径D1相对于燃料配管径D为0.8D≦D1≦0.9D的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造中，不仅能够通过具有从第一级拉制加工部11-1的外径D1的燃料配管插入部末端开始的管轴方向长度L1满足L1≥0.06D的条件的直管部11-1a的第一级拉制加工部11-1的作用，有效地防止相对于与连接头部12的钎焊部的应力集中，还能够通过第二级的拉制加工部11-2的作用，得到作用于该燃料配管11的应力的分散效果，因此，即使在相对于高压燃料配管11弯折方向产生载荷(位移)，也避免了应力集中，燃料配管11的破损的问题基本被消除。
实施例
下面，根据实施例，更具体地说明本发明。但是，本发明并非是因下述的实施例而受到限制的发明，在本发明的主旨的范围内可自由地进行设计变更。
实施例1
制作图1所示的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造，调查相对于燃料配管和连接头部的钎焊部的应力集中的降低效果。
在本实施例中，燃料配管使用由奥氏体系不锈钢钢材构成的外径D为t/D(t：壁厚、D：管外径)为0.15的不锈钢管，在具有D1＝7mm(一定)、L1＝0～4mm、外径比＝0～0.5的第一级拉制加工部的燃料配管1的端部，钎焊通过塑性加工而在连接侧端部具有圆锥状的推压座面，且具有与该推压座面相连的螺母受压面以及与前述螺母受压面相连的燃料配管插入部(钎焊长度M＝7mm)的不锈钢制的连接头部。本实施例中的弯折应力和L1以及外径比表示在表1，弯折应力和外径比的关系表示在图3。
通过表1以及图3所示的数据可知，通过在第一级拉制加工部设置从外径D1的燃料配管插入部末端开始的管轴方向长度L1满足L1≥0.06D的条件的直管部，使得弯折应力的变化变小。该结果证明，若在第一级拉制加工部设置满足L1≥0.06D的条件的直管部，则能够有效地防止相对于燃料配管和连接头部的钎焊部的应力集中。
[表1]
实施例2
制作与实施例1相同的图1所示的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造，调查因拉制加工长度(L1+L2)而造成的压力损失的变化。
在本实施例中，燃料配管1使用由奥氏体系不锈钢钢材构成的不锈钢管，在具有使外径D以及第一级拉制加工部的直管部的外径D1分别为D1＝4.8～8.0mm的第一级拉制加工部的燃料配管1的端部，钎焊通过塑性加工而在连接侧端部具有圆锥状的推压座面，且具有与该推压座面相连的螺母受压面以及与前述螺母受压面相连的燃料配管插入部(钎焊长度M＝7mm)的不锈制的连接头部。本实施例中的因拉制加工而造成的压力损失ΔP的增加和配管拉制加工部的全长(L1+L2)的关系表示在图4。
通过图4所示的数据可以明确，根据压力损失ΔP的计算，使因拉伸燃料配管的管端部而造成的压力损失的增大在100％以下(损失2倍)，若规定拉制加工长度(L1+L2)，则为L1+L2≦1.5D。因此，在本发明中，是将第一级拉制加工部1-1的全长L1+L2规定在1.5D以下的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造。
实施例3
制作图2所示的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造(二级拉伸)，调查相对于燃料配管和连接头部的钎焊部的应力集中的降低效果。
在本实施例中，燃料配管使用由奥氏体系不锈钢钢材构成的外径D为t/D(t：壁厚、D：管外径)为0.15的不锈钢管，在具有D1＝7mm、D2＝7.5mm、L1＝1mm、L2＝6mm的二级的拉制加工部的燃料配管的端部，与实施例1、2同样，钎焊有通过塑性加工而在连接侧端部具有圆锥状的推压座面，且具有与该推压座面相连的螺母受压面以及与前述螺母受压面相连的燃料配管插入部(钎焊长度M＝7mm)的不锈制的连接头部。
相对于制作的末端构造，调查相对于燃料配管和连接头部的钎焊部的应力集中的降低效果，结果为，判明了在第一级拉制加工部的作用基础上，通过第二级的拉制加工部的作用，能够得到作用于该燃料配管的应力的分散效果，即使在相对于高压燃料配管弯折方向产生载荷(位移)，也避免了应力集中。
产业上利用的可能性
本发明在由钢管或者不锈钢管构成的燃料配管的端部，钎焊有在前端部具有球面状或者弯曲面状的推压座面，且在该推压座面的背面侧具有燃料配管插入部的连接头部的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造中，通过在与前述连接头部的燃料配管插入部相连的燃料配管端部设置具有满足特定的条件的直管部的一级的拉制加工部，能够有效地防止相对于与连接头部的钎焊部的应力集中，另外，通过设置与前述一级的拉制加工部相连的二级的拉制加工部，能够进一步得到作用于燃料配管的应力的分散效果，因此，是即使在相对于高压燃料配管弯折方向产生载荷(位移)，也避免应力集中，大大地有助于降低直喷式发动机用燃料配管的破损风险的发明。
符号说明
1、11：高压燃料配管；1-1、11-1：第一级拉制加工部；1-1a、11-1a、11-2a：直管部；1-1b、11-1b、11-2b：锥管部；2、12：连接头部；2-1、12-1：推压座面；2-2、12-2：螺母受压面；2-3、12-3：燃料配管插入部(裙部)；11-2：第二级拉制加工部；θ1、θ2、θ3：锥管部的角度。

Claims (3)

1.一种直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造，所述直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造在由钢管或者不锈钢管构成的燃料配管的端部，钎焊有在前端部具有球面状或者弯曲面状的推压座面且在该推压座面的背面侧具有燃料配管插入部的连接头部，其特征在于，在与前述连接头部的燃料配管插入部相连的燃料配管端部具有一级的拉制加工部，且在前述拉制加工部的外径D1相对于燃料配管径D为0.8D≦D1≦0.9D的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造中，具有从前述拉制加工部的外径D1的燃料配管插入部末端开始的管轴方向长度L1满足L1≧0.06D的直管部。
2.一种直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造，所述直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造在由钢管或者不锈钢管构成的燃料配管的端部，钎焊有在前端部具有球面状或者弯曲面状的推压座面且在该推压座面的背面侧具有前述燃料配管插入部的连接头部，其特征在于，在与前述连接头部的燃料配管插入部相连的燃料配管端部具有二级的拉制加工部，且连接头部侧的第一级的拉制加工部在该加工部的外径D1相对于燃料配管径D为0.8D≦D1≦0.9D的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造中，具有从前述第一级的拉制加工部的外径D1的燃料配管插入部末端开始的管轴方向长度L1满足L1≧0.06D的条件的直管部，与该第一级的拉制加工部相连的第二级的拉制加工部具有与前述第一级的拉制加工部的外径D1相比为大径的外径D2的直管部。
3.如权利要求1或2所述的直喷式发动机用高压燃料配管的末端构造，其特征在于，前述配管拉制加工部的从与外径D1的管轴方向长度L1的连接头部相反一侧末端到拉制加工结束端为止的管轴方向直线长度L2在0.14D以上，以及前述配管拉制加工部的全长L1+L2在1.5D以下。
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