CN104204500B - 用于在内燃机上固定构件的固定件、用于这样的固定件的轴套和燃料喷射设备 - Google Patents
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Abstract
轴套(2)，用于固定件(1)，该固定件用于在安装结构(6)上固定构件(31)、特别是燃料分配器(31)。轴套(2)具有内部套件(7)，该内部套件由金属材料形成；以及外部套件(8)，该外部套件由金属材料形成；以及包括可弹性变形的阻尼件(9)。外部套件(8)具有连续凹槽(20)，其中内部套件(7)设置在所述连续凹槽中。阻尼件(9)设置在内部套件(7)与外部套件(8)之间。此外还提出一种具有这样的轴套(2)的固定件(1)。此外还提出一种燃料喷射设备(30)，包括燃料分配器(31)和至少一个固定件(1、1A、1B)，所述固定件用于在内燃机(6)上固定燃料分配器(31)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在内燃机上固定至少一个构件特别是燃料分配器的固定件。特别是本发明涉及内燃机的燃料喷射设备的领域。
背景技术
由文献US 7,682,117 B2已知一种隔离固定件，用于连接燃料喷射设备的燃料分配器条与内燃机，该燃料喷射设备用于直接喷射燃料。在此提供相互朝向的用作预紧力限制的夹紧元件，给所述夹紧元件分别配置由弹性体组成的缓冲环。通过在夹紧元件之间提供的间隙限制在固定时的轴向预压紧位移。
由文献US 7,682,117 B2已知的固定件由此可以应用两个环形弹性体构件用于结合两个金属套进行缓冲，其中预紧力是受限的。该限制在此通过限定的间隙是可调节的。在螺纹连接中桥接该间隙并且预压紧环形弹性体构件。关于轴向坚固性以及关于预定的间隙高度可以调节弹性体构件的夹紧力或预紧力。一旦金属套针对模块，那么附加的螺纹预紧力不再引入到弹性体构件，而是引入到金属构件。由此保护弹性体构件免于在太高的拧紧力矩下过渡扩张和失灵。
由文献US 7,682,117 B2已知的用于分离预紧力和螺纹预紧力的功能原理自然具有多个缺点。弹性体构件按照方案见到高的预紧力或者预扩展，以便确保轴向最小夹紧力。这已经在装配之后引起弹性体构件的极大的预负荷。基于弹性体构件和金属套的单件公差、特别是高度测量此外在弹性体构件中出现预扩展的公差有关的分散。首先薄的弹性体构件在此关于该公差链是非常敏感的，由此设计余地失去。公差有关的最强的预紧最大边界模式特别有断裂危险的，而相应的最小边界模式引起关于内燃机的小的夹紧力。同样少地可能的是，使用任意弯曲的弹性体构件，因为这些弹性体构件在运行力的导入方面引起燃料分配器和喷射阀的更高的几乎静止的移动，这又可能导致在喷射阀的密封上提高的磨损。作为另一缺点，弹性体材料在弹性体构件与金属套之间的边界层上可以与硬的金属面相切地移动。该效应导致弹性体在接触面上的强烈的磨损并由此导致弹性体构件的高的故障风险。
发明内容
具有权利要求1特征的按照本发明的轴套、具有权利要求8的特征的按照本发明的固定件以及具有权利要求13的特征的按照本发明的燃料喷射设备具有的优点在于，确保了关于寿命而改善的减振。特别是可以避免现有技术的示出的缺点。在此可以有利地确保在构件特别是燃料分配器与内燃机之间的振动技术上的解耦。由此可以降低噪音排放。
通过在从属权利要求中实现的措施，在权利要求1中给出的轴套、在权利要求8中给出的固定件以及在权利要求13中给出的燃料喷射设备的有利改进是可能的。
有利的应用范围用于混合压缩、外源点火的内燃机。优选应用范围用于汽油直喷。在此可以将燃料分配器设计为燃料分配器条。燃料分配器用作用于多个高压喷射阀的共同的燃料储存器。与燃料分配器连接的喷射阀在运行中将对于燃烧过程需要的燃料在高压下喷射到内燃机的燃烧室中。燃料为此提前通过高压泵压缩并且控制燃料量的通过高压管路供应到燃料分配器中。在运行中产生的问题在于，在可听的频率范围中可以激励燃料分配器振动。这主要通过喷射阀中的噪声源发生，喷射阀是燃料喷射设备的组成部分。固体声音在此例如由喷射阀通过轨杯、燃料分配器和固定件扩展到安装结构，由此发出干扰噪音，干扰噪音可能甚至可以到达车辆内部。安装结构通常就是内燃机的气缸头。在此然而燃料分配器通过间隔衬套或通过另外的连接件的连接也是可能的。在可听的频率范围中振动的产生可以有利地通过按照本发明的轴套避免或至少减少。在此可以关于寿命确保固体声传递的可靠减少。由此可以避免特别是进入到车辆内部中的噪声。
有利地可以将轴套设计为构件，其中各单件相互连接。这简化了操作和装配。此外由此结构方式有关地也产生了内部套件、外部套件以及阻尼件的相互限定的定位。该设计方案也实现了轴套与固定件的固定主体的有利连接。
内部套件和外部套件可以有利地由两个相互嵌套的金属套制造，所述金属套插入一个模具中。随后可以将塑料特别是弹性体塑料导入到该模具中，从而填充在内部套件与外部套件之间的间隔。通过特别的制造方法例如通过硫化可以有利地实现，用于阻尼件的材料特别是弹性体部分与金属表面材料锁合连接。在脱模之后，相互固定连接的套件和阻尼件由此形成由金属套件和阻尼件组成的构件。因为在金属材料与阻尼件的可弹性变形的材料之间的接触面相互固定连接，所以在该设计方案中的接合位置具有特别高的耐磨性。此外可弹性变形的阻尼件首先没有在预紧力下。而且在装配状态下阻尼件不必须必要地吸收螺栓力，因为在固定机构特别是螺栓之间的力锁合可以完全通过内部套件引导到内燃机上。
有利地，阻尼件阻止在内部套件与外部套件之间的金属接触，从而确保在构件特别是燃料分配器与内燃机之间的完全的弹性隔离。沿所有空间方向上的隔离作用可以由此实现，即用于可弹性变形的阻尼件的材料具有高的材料缓冲。由此也可以在阻尼件的非常小的厚度的情况下——该厚度可以例如位于在几个十分之一毫米的范围中——实现显著的隔离作用。由此可以预定可弹性变形的阻尼件的层厚小于1毫米。
由此有利的是，阻尼件与内部套件材料锁合连接，并且阻尼件与外部套件材料锁合连接。在此此外有利的是，阻尼件通过硫化与内部套件连接并且阻尼件通过硫化与外部套件连接。通过有利的方式阻尼件可以基于至少一个弹性体或橡胶构成。在此阻尼件小的厚度是可实现的。
此外有利的是，外部套件在所述连续凹槽上具有凸肩，内部套件在所述连续凹槽上具有凸肩，该凸肩配置给外部套件的凸肩；并且内部套件在内部套件的凸肩上通过阻尼件支撑在外部套件的凸肩上。通过这种方式可以预定形成阻尼件的弹性体层或诸如此类的有利轮廓。阻尼件的轮廓在此可以通过所述制造工艺限定。通过在套件之间的凸肩可以限制在轴向负荷下套件相互的不允许高的相对移动，从而阻止阻尼件特别是弹性体层中的过度剪切并由此阻止其失灵。
也有利的是，内部套件和外部套件在连续凹槽上具有相互匹配的支撑轮廓。由此可以附加地预定轴向横截面变化，通过该轴向横截面变化在金属套件与设计为层特别是弹性体层的阻尼件之间的轴向接触面总体上增大。由此可以在驱动力导入的情况下进一步提高对阻尼件相对于剪切磨损的保护。
支撑轮廓优选设计为绕轴套的纵轴线环形。相互匹配的支撑轮廓可以在此有利地具有槽和配置给槽的肋或薄片和/或相互配置的凸肩。槽、肋、薄片或凸肩在此优选环形地设计在套件上。在此可以沿纵向提供多个这样的支撑轮廓。支撑轮廓可以在此设计为不同的或重复的。
为了设计固定件，有利地轴套与固定件的固定主体连接。在此有利地轴套的外部套件与固定主体连接，其中采用有利的接合方案。由此可以省去用于连接的硬焊，其中问题在于，硬焊例如可以通过焊接炉破坏通道中的弹性体。
有利的是，轴套的外部套件压入到固定主体中。这具有附加的优点，即在应用多个轴套的情况下可以关于参考压入轴套或者关于参考调节轴套。由此可以关于参考面实现固定件的好的平面性。由此又产生的优点在于，至少尽可能避免在不平的固定位置的情况下基于装配阻尼件如果可能出现的附加的预加载。为了实现足够的挤压长度，该接合方法首先结合轴套的实心的特别是铸造的套件适合。
也有利的是轴套的外部套件与固定主体敛缝。在此也可以压入和敛缝外部套件。通过有利的方式可以实现具有以下敛缝的压入。这具有的优点在于，更小的挤压长度是可实现的。在此优选可以将固定主体的固定部段压到轴套上直至外级。通过压模的压装可以将在上棱边区域中的材料可塑地变形超过固定主体的固定部段的上侧。由此具有更小的挤压长度的轴套的可靠固定是可能的。
还有利的是，轴套的外部套件通过螺纹件与固定主体连接。螺纹件可以特别是构成为螺母。为此轴套的外部套件具有外螺纹。为了提高有效的夹紧长度有利的是，螺纹件特别是螺母具有环形槽。
另一有利的连接可以通过激光焊接实现。在此有利的是，轴套的外部套件与固定主体焊接。激光焊接也可以结合压装实现。在激光焊接中应该注意：局部热量引入不导致阻尼件的可弹性变形材料的破坏。不同与焊接借助于连续炉可以在激光焊接中很好地限制局部热引入。激光焊缝可以在此不仅构成在上侧上而且构成在下侧上。如果可能可以应用线缝。
由此可以实现多个优点。
从燃料分配器到安装结构特别是内燃机的噪声传递相对于刚体螺纹连接下降。
燃料分配器的振动可以更强地被缓冲，由此燃料分配器表面的声波辐射下降。
基于内燃机的振动负荷的燃料分配器和高压喷射阀的振动负荷下降，因为也沿该方向缓冲振动传递。由此关于该构件的设计和可靠性产生优点。
通过硫化工艺弹性体层或类似层特别好地粘附在金属套件上，由该弹性体层或类似层形成阻尼件。由此避免切线的相对移动。此外降低了在接触面上裂缝形成的风险和磨损的风险。
相比于预紧件或限制预紧力的套管的应用，并且在这些插入的隔离件之间一种设计是可能的，其中在装配状态下没有有螺纹预紧力引起的负荷作用到阻尼件上，因为燃料分配器通过外部套件与阻尼件形锁合连接。由此产生特别是磨损固定的设计方案并且相比于在强预紧力之下产生更低的故障风险。
相比于应用预紧件和插入的隔离件此外可以降低构件的数量。
此外可以在制造技术方法范围中任意构成阻尼件的形式。
可弹性变形的阻尼件通过有利的方式由橡胶形成。术语橡胶在此可以一般地理解。可以将术语橡胶不仅理解为天然橡胶而且理解为合成类型。有聚合材料组成的阻尼件的设计方案也是可能的。在此特别是考虑热塑性弹性体。也可能的是应用纯热塑性塑料。如果阻尼件由纯热塑性塑料制造，那么虽然产生差的缓冲特性，为此但是产生更好的稳定性并继而耐久力。
在金属套件与可弹性变形的阻尼件之间通过硫化的材料锁合连接在由橡胶组成的设计方案中有利地是可能的。
附图说明
本发明的优选实施例在以下描述中参照附图进一步阐明，在附图中相应的元件设有一致的附图标记。附图示出：
图1：根据本发明的第一实施例在摘要的示意的截面图中的用于将构件在内燃机上固定的具有轴套的固定件；
图2：根据本发明的第二实施例在摘要的示意的截面图中的轴套；
图3：根据本发明的第三实施例在摘要的示意的截面图中的燃料喷射设备和内燃机；
图4：根据本发明的第四实施例在摘要的示意的截面图中的具有轴套的固定件；
图5：根据本发明的第五实施例在摘要的示意的截面图中的具有轴套的固定件；以及
图6：根据本发明的第六实施例在摘要的示意的截面图中的具有轴套的固定件。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的第一实施例在摘要的示意的截面图中的具有轴套2的固定件1。
固定件1具有固定机构3，固定机构在该实施例中设计为螺栓3。固定机构3具有头部3和栓(螺纹栓)5。通过固定机构3将轴套2固定在安装结构6上。安装结构6在该实施例中是内燃机6，特别是内燃机6的气缸头6。
轴套2具有内部套件7和外部套件8。此外轴套2具有可弹性变形的阻尼件9。
套件7、8分别由金属材料形成。在此套件7、8也可以由相同金属材料形成。可弹性变形的阻尼件9优选由橡胶形成，也就是弹性体层。专门地阻尼件9可以由合成橡胶形成。通过由橡胶组成的设计方案形成可弹性变形的阻尼件9的该层可以一方面材料锁合地与内部套件7连接，而另一方面材料锁合地与外部套件8连接。可弹性变形的阻尼件9如此在内部套件7与外部套件8之间设置，使得一方面设计为薄层而另一方面无处存在内部套件7与外部套件8之间的直接接触。
在该实施例中，内部套件7沿着轴套2的纵轴线10设置在外部套件8内。根据设计方案也可以考虑的是，内部套件7沿着纵轴线10在一侧或两侧上从外部套件8突出。
因为在套件7、8中间设置的可弹性变形的阻尼件9在固定件1的装配中以小的预紧力施加到安装结构6上，因为固定机构3的头部4完全支撑在内部套件7的上侧11上，其中内部套件7又以下侧12支撑在安装结构6的支承面13上。由此装配简化，因为螺栓3的实际扭矩与额定扭矩的偏差对阻尼件9具有作用。
固定件1具有优选示出的固定主体14。轴套2以适合的方式与固定主体14连接。根据图3至6描述了用于轴套2与固定主体14连接的可能设计方案。
外部套件8具有连续凹槽20。连续凹槽20可以特别是构成为级孔20。外部套件8在连续凹槽20上具有凸肩21。内部套件7在连续凹槽20上具有凸肩22。内部套件7的凸肩22配置给外部套件8的凸肩21。在轴套2的制造中相互定位套件7、8，其中在连续凹槽20上保留在两个套件7、8之间的间隙。该间隙以用于阻尼件9的材料特别是橡胶填充。特别是将材料喷射到间隙中是可能的。阻尼件9那么位于在凸肩21、22之间，从而内部套件7以其凸肩22通过阻尼件9支撑在外部套件8的凸肩21上。在运行中在外部套件8与内部套件7之间出现的相对移动通过在凸肩21、22上的相互作用有效限制。因为阻尼件9优选与套件7、8材料锁合连接，所以产生在套件7、8之间相对移动的有效限制。在由橡胶组成的阻尼件9的设计方案中可以通过硫化连接阻尼件与内部套件7以及通过硫化连接阻尼件与外部套件8。
图2示出根据本发明的第二实施例在摘要的示意的截面图中的轴套2。在该实施例中内部套件7和外部套件8在连续凹槽20上具有相互匹配的支撑轮廓23、24。外部套件8的支撑轮廓24在实施例中构成为槽24。内部套件7的支撑轮廓23设计为配置给槽24的肋23。由此设定层9的相应的构成，其形成可弹性变形的阻尼件9。机械负荷的吸收由此改善。由此产生轴套2的组件的改善的集合。支撑轮廓23、24优选关于纵轴线10对称地设计。
支撑轮廓23也可以构成为薄片。此外支撑轮廓23、24也可以设计为凸肩。
图3示出了根据本发明的第三实施例在摘要的示意的截面图中的燃料喷射设备30，其具有燃料分配器31和固定件1、1A、1B。燃料喷射设备30在此固定在内燃机6上。该固定在此通过固定件1、1A、1B确保。固定件1、1A、1B具有固定主体14、14A、14B，在其上分别设计固定部段32、32A、32B。固定件1、1A、1B此外具有轴套2、2A、2B。在该实施例中，轴套2、2A、2B的纵轴线10、10A、10B相互平行并且分别垂直于内燃机6的支承面13定向。该固定通过固定机构3(图1)实现，该固定机构出于显示简化的原因在图3中未示出。
相应于根据图3阐明的固定也可以将其他构件31作为燃料分配器31与内燃机6或另一安装结构6连接。在此可以采用一个或多个固定件1、1A、1B。根据安装结构6的设计方案也可以将纵轴线10、10A、10B通过其他方式相互设置。
轴套2、2A、2B被压入到固定主体14、14A、14B的相应固定部段32、32A、32B中。在此通过压入深度关于支承面13的公差调整是可能的。由此可以调整固定部段32、32A、32B与支承面13的不同间隔。由此具有更大公差的制造是可能的。
图4示出了在摘要的示意的截面图中的具有轴套2的固定件1。轴套2可以在此例如相应于根据图1所述的第一实施例或根据图2所述的第二实施例设计。出于简化显示的原因在图4中仅仅示意地示出了轴套2。轴套2与固定主体14的固定部段32连接。在此可以将轴套2压入到固定部段32中。由此轴套2的外部套件8通过压入与固定部段32连接。此外在该实施例中设有夹紧件35。夹紧件35可以设计为扇形或环形的夹紧件。夹紧件35接合在轴套2的外部套件8与固定部段32之间的接合位置上。由此将轴套2的外部套件8与固定主体14夹紧。在该设计方案中如果必要也可以取消将轴套2压入到固定主体14中。
有利地，外部套件8具有外部的环形凸肩36，固定部段32在夹紧中支撑在其上。
图5示出了根据第五实施例具有轴套2的在图4中示出的固定件。在该实施例中设有螺纹件40。螺纹件40设计为环形的螺纹件40。特别是可以将螺纹件40设计为螺母(螺纹螺母)。轴套2的外部套件8具有外螺纹41，螺纹件40螺纹连接到其上。固定部段32一方面支撑在环形凸肩36上。另一方面固定部段32由螺纹件40施加。由此轴套2的外部套件8与固定主体14通过螺纹件40连接。螺纹件40优选具有环形槽42形式的穿刺42。通过穿刺42可以提高螺纹件40的有效的夹紧长度。
图6示出了根据第六实施例具有轴套2的在图4中示出的固定件1。在该实施例中，轴套2的外部套件8通过激光焊接与固定主体14焊接。在此固定主体14一方面支撑在外部套件8的环形凸肩36上。通过激光焊接可以产生一个或多个焊缝43、44。焊缝43、44可以沿绕纵轴线10的圆周方向延伸。由此可以设计环形的焊缝43、44。自然地气体设计方案也是可考虑的。特别是也可以通过激光焊接产生多个焊点43、44。
本发明不限于所述实施例。
Claims (11)
1.燃料喷射设备(30)，包括燃料分配器(31)和至少一个固定件(1、1A、1B)，所述固定件用于在内燃机(6)上固定燃料分配器(31)，其中，所述固定件(1、1A、1B)具有固定主体(14)和至少一个轴套(2)，其中所述轴套(2)与固定主体(14)连接，并且其中所述轴套(2)通过固定机构(3)能够与内燃机(6)连接，所述固定机构通过轴套(2)的内部套件(7)延伸，其特征在于，所述轴套(2)构造有内部套件(7)，该内部套件至少基本上由金属材料形成；构造有外部套件(8)，该外部套件至少基本上由金属材料形成；并且构造有可弹性变形的阻尼件(9)，其中外部套件(8)具有连续凹槽(20)，其中内部套件(7)至少部分设置在所述连续凹槽(20)内，并且其中阻尼件(9)设置在内部套件(7)与外部套件(8)之间。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射设备，其特征在于，阻尼件(9)与内部套件(7)材料锁合连接；和/或阻尼件(9)与外部套件(8)材料锁合连接。
3.根据权利要求1或2所述的燃料喷射设备，其特征在于，阻尼件(9)通过硫化与内部套件(7)连接；和/或阻尼件(9)通过硫化与外部套件(8)连接。
4.根据权利要求1或2所述的燃料喷射设备，其特征在于，阻尼件(9)基于至少一个弹性体和/或橡胶构成。
5.根据权利要求1或2所述的燃料喷射设备，其特征在于，外部套件(8)在所述连续凹槽(20)上具有凸肩(21)，内部套件(7)在所述连续凹槽(20)上具有凸肩(22)，该凸肩(22)配置给外部套件(8)的凸肩(21)；并且内部套件(7)在内部套件(7)的凸肩(22)上通过阻尼件(9)支撑在外部套件(8)的凸肩(21)上。
6.根据权利要求1或2所述的燃料喷射设备，其特征在于，内部套件(7)和外部套件(8)在连续凹槽(20)上具有相互匹配的支撑轮廓(23、24)。
7.根据权利要求6所述的燃料喷射设备，其特征在于，相互匹配的支撑轮廓(23、24)具有槽(24)和配置给槽(24)的肋(23)或薄片(23)和/或相互配置的凸肩(21、22)。
8.根据权利要求1所述的燃料喷射设备，其特征在于，轴套(2)的外部套件(8)压入到固定主体(14)中。
9.根据权利要求1或8所述的燃料喷射设备，其特征在于，轴套(2)的外部套件(8)与固定主体(14)敛缝。
10.根据权利要求1所述的燃料喷射设备，其特征在于，轴套(2)的外部套件(8)通过螺纹件(40)与固定主体(14)连接。
11.根据权利要求1或8所述的燃料喷射设备，其特征在于，轴套(2)的外部套件(8)通过激光焊接与固定主体(14)焊接。
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