CN104204503B - 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以及燃料喷射设备 - Google Patents
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Abstract
用于固定件(3)的轴套(5),该固定件用于在安装结构(6)上固定燃料分配器(2),该轴套包括第一套件(11)和第二套件(12)。第一套件(11)具有刚性套体(13)和阻尼件(14),该阻尼件与第一套件(11)的套体(13)材料锁合连接。第二套件(12)具有刚性套体(15)和阻尼件(16),该阻尼件与第二套件(12)的套体(15)材料锁合连接。
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,以便减少从燃料分配器条到发动机结构的噪声或固体声传递,其方法是实现弹性的解耦。优点是降低燃料分配器条的可听的噪声。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。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已知的固定件自然具有缺点,即基于弹性体构件和金属套的单件公差、特别是关于高度测量在装配状态下在弹性体构件中出现预扩展的公差有关的分散。特别是在弹性体构件设计为薄层弹性体构件的情况下这些弹性体构件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固定主体的小的夹紧力。任意弯曲的弹性体构件的应用相对到也是不利的,因为这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,这又导致密封特别是对喷射阀的密封上提高的磨损。此外产生的缺点在于,在弹性体构件与金属套之间的边界层上出现弹性体材料与硬的金属面相切的移动。这导致弹性体在接触面上的强烈的磨损并由此导致高的故障风险。
发明内容
按照本发明具有权利要求1特征的轴套、按照本发明具有权利要求12特征的固定件和按照本发明具有权利要求13特征的燃料喷射设备具有的优点在于,确保关于寿命方面的改善的减振并且由此确保鲁棒的降噪。特别是可以避免现有技术的所述缺点。在此可以通过有利的方式减小阻尼件的预扩展的公差有关的分散。
通过在从属权利要求中实现的措施,在权利要求1中提出的轴套、在权利要求12中提出的固定件和在权利要求13中提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。特别是汽油直喷是优选应用范围。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。与燃料分配器通过适合方式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地通过高压管路供应到燃料分配器中。在此原则上产生的问题在于,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。这样的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。
有利地轴套可以有正好两个套件也就是第一套件和第二套件组成在装配中相互组合。相应的套件的刚性套体和阻尼件因此对于装配是一体的套件。这简化了装配。此外按照结构方式提供阻尼件关于刚性套体的限定的位置。由此从一开始防止装配错误。此外也在运行期间通过材料锁合连接防止阻尼件相对于刚性套体的打滑或压出。由此可以阻止阻尼件材料的磨损。这降低了轴套的故障风险。
有利的是,第一套件的阻尼件通过硫化与第一套件的刚性套体连接。有利地通过相应的方式第二套件的阻尼件通过硫化与第二套件的刚性套体连接。由此可以设计在相应套件的阻尼件与刚性套体之间的可靠材料锁合连接。特别是可以通过硫化弹性体层形成相应的阻尼件。由此也可以通过弹性体部分实现阻尼件更复杂的轮廓,这通过分开的缓冲构件是不可能的。
有利的是,第一套件的刚性套体至少基本上由金属材料形成。此外有利的是,第二套件的刚性套体至少基本上由金属材料形成。由此金属套体可以用于吸收如果可能的高的机械固定力。刚性套体在此同时限制在固定时阻尼件的预紧力。此外有利的是,第一套件的阻尼件由橡胶形成,和/或第二套件的阻尼件由橡胶形成。在此可以一般地理解术语橡胶。特别是作为橡胶可以采用天然橡胶或合成橡胶材料。套件可以通过这种方式设计为橡胶-金属-套件。金属套体在此用于限制预紧路径或预紧力限制。
套件组合螺纹力吸收的功能、用于固定燃料分配器的固定主体在套件的两个阻尼件之间的形锁合支承的功能以及振动隔离的功能。套件可以通过将弹性体层硫化到金属套体上来制造。这可以通过用于弹性体的硬化工艺的适合的形式发生。由此弹性体部分固定到粘附在金属套体上,由此接触面具有特别高的耐磨性。由此可以避免可弹性变形的阻尼件的剪切,如该剪切可以在分开的缓冲构件的情况下基于相切的相对移动出现。由此降低了失灵风险。
优选沿所有空间方向确保在振动技术上隔离的作用。这特别是涉及关于轴套的纵轴线的径向,沿该方向加载固定主体。套体在此优选如此构成,使得在套件的固定主体与两个刚性套体之间相应的阻尼件的分别至少一部分也是有效的。由此避免了在套件的固定主体与刚性套体之间的直接接触,特别是金属接触。基于阻尼件在刚性套体上的粘附可以使得阻尼件的表面具有适合的图案,该阻尼件在装配状态下与固定主体连接。
也有利的是,第一套件的刚性套体具有盘形部段,该盘形部段垂直于纵轴线定向;并且具有套形部段,该套形部段沿纵轴线延伸。通过相应的方式也有利的是,第二套件的刚性套体具有盘形部段,该盘形部段垂直于纵轴线定向;并且具有套形部段,该套形部段沿纵轴线延伸。通过套形部段的长度可以在刚性套体之间提供间隙,通过该间隙实现阻尼件的预紧。在此可以已经限定地限定阻尼件的设计方案,从而减小在此方面的公差。
在此也有利的是,第一套件的阻尼件部分地与第一套件的刚性套体的盘形部段连接并且部分地与第一套件的刚性套体的套形部段连接。通过相应的方式也有利的是,第二套件的阻尼件部分地与第二套件的刚性套体的盘形部段连接并且部分地与第二套件的刚性套体的套形部段连接。特别是分别正好一个阻尼件可以在第一套件或第二套件的刚性套体的不仅盘形部段而且套形部段上延伸。在该设计方案中可以特别简单到制造阻尼件。特别是可以将刚性套体以适合的形式插入,其中在待制造的阻尼件的区域中产生间隙。该间隙随后可以填充用于阻尼件的材料。由此以小的制造成本产生比较小的总公差。
自然也有利的是,第一套件的阻尼件与第一套件的刚性套体的盘形部段连接,并且第一套件具有至少一个第二阻尼件,该第二阻尼件与第一套件的刚性套体的套形部段连接。通过相应的方式有利的是,第二套件的阻尼件与第二套件的刚性套体的盘形部段连接,并且第二套件具有至少一个第二阻尼件,该第二阻尼件与第二套件的刚性套体的套形部段连接。由此可以有目的地实现用于阻尼件的自由空间,阻尼件可以在预紧时或在按照运行弹性变形用于减振时扩展到该自由空间中。由此在两个或更多阻尼件之间的机械解耦是可能的,所述两个或更多阻尼件与相应套件的刚性套体连接。
根据另一可能的设计方案,第一套件的至少另一阻尼件有利地可以与第一套件的刚性套体的盘形部段连接。附加地或备选地,第一套件的至少另一阻尼件有利地可以与第一套件的刚性套体的套形部段连接。由此可以在盘形部段或套形部段上设定划分为多个阻尼件。由此可以基于可用的自由空间改善阻尼件的弹性可变形性。特别是可以由此增大弹簧路径。
也有利的是,在至少一个阻尼件上设计凹部。一方面,这样的凹部可以支持阻尼件的弹性可变形性。另一方面也可以通过这样的凹部实现一定的图案,以便改善关于固定主体的连接的可加载性,该固定主体压紧在阻尼件之间。
根据轴套的设计方案也有利的是,第一套件的刚性套体和第二套件的刚性套体设计为同类件。特别是在此有利的是,第一套件和第二套件设计为同类件。由此轴套的制造和装配简化。
备选地也有利的是,第二套件的刚性套体设计为具有中间的通孔的盘形刚性套体。预紧力的限制可以在此通过在第一套件的刚性套体的套形部段与第二套件的盘形刚性套体的之间预定的间隙来预定。
根据设计方案由此产生重要的优点。
相对于刚性螺纹连接降低了从构件特别是燃料分配器到安装结构特别是内燃机的气缸头的固体声传递。
此外更强到缓冲燃料分配器的振动,由此燃料分配器的表面的声辐射下降。
燃料分配器和喷射阀特别是高雅喷射阀的振动负荷基于内燃机的振动负荷下降,以为也沿该方向缓冲振动传递。由此产生关于这些构件的设计和可靠性的优点。
通过硫化工艺阻尼件特别是可以设计为缓冲层的阻尼件特别好地粘附在优选金属套件上。由此避免了在阻尼件与优选金属固定主体之间的接触面上的相切的相对移动。由此在该接触面上裂缝形成的风险和磨损风险也下降,从而避免了构件失灵。
此外相比于具有分离的缓冲构件的设计方案可以大幅降低轴套的构件的数量。
此外可以改善沿轴向相关的构件公差,期对于夹紧力是重要的,因为仅仅需要两个用于基本功能的套件,所述套件经由适合的固定机构与安装结构连接。与之不同地,在分离的缓冲构件的情况下产生用于预紧路径的有用于金属套的两个公差宽度和用于缓冲构件的两个公差宽度组成的总公差。由此可以将总公差有利地降低到阻尼件的两个公差宽度,因为为了制造套件用于阻尼件的材料可以被引入到模具中,刚性套体插入到其中。由此消除了刚性套体的构件公差。总而言之,由此在不理情况下作用到阻尼件上的最大可能的负荷改善,该负荷可以关于路径有关的构件公差出现。此外可以在制造技术边界的范围中任意地构成分离的、设计为缓冲层的阻尼件的形状。表面轮廓例如槽纹或凹槽可以以简单的方式设计,以便提高特别是沿径向的柔韧性并且由此实现用于降噪的优化的隔离作用。
附图说明
在以下描述中参照附图进一步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。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具有燃料分配器和固定件的燃料喷射设备,该固定件用于在内燃机上固定燃料分配器;
图2:根据本发明的第一实施例在示意的截面图中的固定件的轴套的套件的在图1中以II表示的部分;
图3:根据本发明的第二实施例的轴套的在图2中摘要地示出的套件;
图4:根据本发明的第三实施例的轴套的在图2中摘要地示出的套件;
图5:根据本发明的第四实施例的轴套的在图2中摘要地示出的套件。
具体实施方式
图1示出了根据第一实施例在摘要的示意的截面图中的具有燃料分配器2和固定件3的燃料喷射设备1,该固定件用于在内燃机4上固定燃料分配器2。固定件3具有轴套5。燃料喷射设备1特别适用于混合压缩、外源点火的内燃机4。固定件3在该实施例中通过气轴套5固定在安装结构6上。在此固定通过适合的固定机构7特别是螺栓7实现。特别是内燃机4的气缸头6可以用作安装结构6。在该实施例中连同燃料分配器2此外在内燃机4上固定一系列喷射阀8。
固定件3具有固定主体9。轴套5具有第一套件11和第二套件12。
在该实施例中,第一套件11形成轴套5的上套件11,而第二套件12形成轴套5的下套件12。上套件11与安装结构6远离地设置,而下套件12位于在安装结构6上。固定主体9在装配中固定在套件11、12之间。根据特别是轴套5的固定件3的设计方案,下套件也可以通过第一套件11形成,而上套件通过第二套件12形成。
第一套件11具有刚性套体13和与刚性套体13材料锁合连接的阻尼件14。第一套件11的刚性套体13由金属材料形成。第一套件11的阻尼件14由橡胶特别是天然橡胶或合成橡胶材料形成。阻尼件14优选通过硫化与刚性套体13连接。阻尼件14构成为弹性可变形的阻尼件14。
第二套件12具有刚性套体15和与刚性套体15材料锁合连接的阻尼件16。第二套件12的阻尼件16在此通过硫化与第二套件12的刚性套体15连接。第二套件12的刚性套体15由金属材料形成。第二套件22的刚性套体15的金属材料可以是相同的金属材料,该金属材料用于第一套件11的刚性套体13。自然也可以采用不同的金属材料。此外阻尼件16优选由橡胶特别是天然橡胶或合成橡胶材料形成。在此阻尼件14、16可以由相同或由相互不同的材料形成。
固定主体9具有通孔17,该通孔设计为贯通孔17。套件11、12由不同侧沿纵轴线18装入到贯通孔17中。为了装配在此将固定螺栓7螺纹连接到安装结构6中。如果在装配中套件11、12的阻尼件14、16还在没有预紧力的情况下与固定主体9贴靠,那么沿纵轴线18在套件11、12之间保留间隙19。间隙19用于阻尼件14、16的预紧。因为固定螺栓7如此程度地螺纹连接到安装结构6中,直至套件11、12的刚性套体13、15到达模块上。另一拧紧力矩导致固定力,该固定里随后由轴套5的套件11、12的刚性套体13、15吸收并且不再加载阻尼件14、16。阻尼件14、16的预紧力由此单独到通过预定的间隙19限定。由此,阻尼件14、16的预紧力不依赖于固定螺栓7的拧紧力矩。此外根据按照结构产生的公差很小,从而通过间隙19可以比较准确到预定阻尼件14、16的预紧力。由此一方面避免了阻尼件14、16的过载,而另一方面避免了阻尼件14、16的太小的预紧力。由此一方面阻止了阻尼件14、16的过载。另一方面,实现了关于固定主体9沿至少一个径向20的足够的固定力,该径向垂直于纵轴线18定向。
在装配状态下,轴套5的套件11、12的阻尼件14、16确保了振动的径向和轴向的隔离,以便在空间上优化隔离作用。在此阻止了在固定主体9与套件11、12的刚性套体13、15之间的直接接触。由此特别是阻止了金属到金属的接触。
在下文中参照图2至5进一步描述轴套5的第一套件11的可能的设计方案。在此可以根据第一套件11设计第二套件12。第二套件12自然也可以与第一套件11不同地设计。特别是第二套件12的刚性套体15可以设计为具有至少近似中间的通孔21的盘形的刚性套体15。该通孔用于引导通过固定螺栓7。
图2示出了根据本发明的第一实施例在示意的截面图中的固定件3的轴套5的第一套件11的在图1中以II表示的部分。刚性套体13具有轴向扩展部22。刚性套体13的轴向扩展部22在此与第一套件11的轴向扩展部22相同。通过轴向扩展部的长度调节间隙19。第一套件11的轴向扩展部22以及第二套件12的轴向扩展部24用于固定主体9的厚度23的桥接并且用于预定轴向间隙19。为了桥接固定主体9的厚度23,也可以更大地选择第一套件11的轴向扩展部22,如果相应更短地选择第二套件12的轴向扩展部24,并且反之亦然。固定主体9的厚度23以及间隙19可以几乎分为第一套件11和第二套件12。在临界情况下,在第二套件12的相应小的轴向扩展部24的情况下第二套件12成为盘形的套件12。阻尼件16那么设计为盘形阻尼件16并且设置在盘形的套体15上。阻尼件16在该情况下仅仅还沿轴向。
第一套件11的刚性套体13具有盘形的部段30和套形的部段31。盘形的部段30垂直于纵轴线18定向。套形的部段31沿着纵轴线18延伸。阻尼件14在该实施例中具有盘形的部段32和套形的部段33。盘形的部段32垂直于纵轴线18定向。阻尼件14的套形的部段33沿着纵轴线18延伸。由此,阻尼件14在该实施例中部分地与刚性套体13的盘形的部段30连接,并且部分地与刚性套体13的套形的部段31连接。在盘形的部段30与套形的部段31之间刚性套体13具有棱边34。阻尼件14在该实施例中也设定在棱边34的区域中。阻尼件14在棱边34上具有棱边部段35。用于设计阻尼件14的材料可以在制造中例如喷射到刚性套体13上。由此阻尼件14的棱边部段35无间隙地接合到棱边34上。
在装配状态下阻尼件14的盘形的部段32吸收固定主体9的轴向移动,如通过双箭头36所说明的那样。阻尼件14的套形的部段33相对地吸收固定主体9的径向移动,如通过双箭头37所说明的那样。通过在阻尼件14与刚性套体13之间的材料锁合连接在此阻止在阻尼件14与刚性套体13之间的相对移动。
图3示出了根据第二实施例的轴套5的在图2中摘要地示出的套件11。在该实施例中,阻尼件14与刚性套体13的盘形的部段30连接。此外设有第二阻尼件40,其与刚性套体13的套形的部段31连接。在该实施例中,阻尼件14设计为盘形的阻尼件14。第二阻尼件40设计为套形的阻尼件40。在该实施例中在刚性套体13的棱边34的区域中设有关于邻接的阻尼件14、40的自由空间41。关于固定主体9的振动由此实现了阻尼件14、40扩展到自由空间41中,如通过箭头42、43所说明的那样。由此避免了高的动态坚固性,该高的动态坚固性在完全的容纳的情况下损坏隔离作用。层状的阻尼件14、40可以在此几乎沿箭头42、43的方向振动。通过具有多个阻尼件14、40的设计方案总体上增大了自由表面。关于相应的应用情况由此可以改善减振。
图4示出了根据第三实施例的轴套5的在图2中摘要地示出的套件11。在该实施例中,阻尼件14与刚性套体13的盘形的部段30连接。第二阻尼件40与刚性套体13的套形的部段31连接。在此在阻尼件14、40之间在棱边34上设有自由空间41。此外阻尼件14具有凹部44、45。通过凹部44、45实现阻尼件14的图案。相应地第二阻尼件40也具有凹部46、47。如果例如基于固定主体9的振动作用于第二阻尼件40,那么第二阻尼件40的可弹性变形的材料此外可以沿箭头48、49的方向振动或者移动到凹部46中。相应地适用于凹部47。由此改善了第二阻尼件40的可弹性变形性。相应地优化了阻尼件14的性能。
特别是通过阻尼件14的凹部44、45也可以改善到固定主体9上的固定力。
图5示出了根据第四实施例的轴套5的在图2中摘要地示出的套件11。在该实施例中,阻尼件14与刚性套体13的盘形的部段30连接。此外设有另一阻尼件50,其与刚性套体13的盘形的部段30连接。此外阻尼件40与刚性套体13的套形的部段31连接。此外另一阻尼件51设置在刚性套体13的套形的部段31上,该套形的部段优选通过硫化与刚性套体13连接。由此阻尼件14、50与刚性套体13的盘形的部段30材料锁合连接,并且阻尼件40、51与刚性套体13的套形的部段31材料锁合连接。在阻尼件14、50之间设有环形的自由空间52。此外在阻尼件50、51之间在刚性套体13的棱边34的区域中设有自由空间41。此外在阻尼件40、51之间设有自由空间53。
阻尼件14、40、50、51优选环形地设计。基于自由空间41、52、53阻尼件14、40、50、51可以通过附加的自由度更好地变形。例如另一阻尼件50可以沿箭头54、55的方向振动。
图案和划分也可以沿轴向实现并且不必是圆环形的。也可能的是形成颗粒状的图案。
本发明不限于上述实施例。
Claims (14)
1.用于固定件(3)的轴套(5),该固定件用于在安装结构(6)上固定构件(2),该轴套包括第一套件(11)和第二套件(12),其中,第一套件(11)具有刚性套体(13)和至少一个阻尼件(14),该阻尼件与第一套件(11)的套体(13)材料锁合连接,并且第二套件(12)具有刚性套体(15)和至少一个阻尼件(16),该阻尼件与第二套件(12)的套体(15)材料锁合连接,其特征在于,第一套件(11)和第二套件(12)设计为通用件;和/或第一套件(11)的刚性套体(13)和第二套件(12)的刚性套体(15)设计为通用件,其中,第一套件(11)的刚性套体(13)具有盘形部段(30),该盘形部段至少近似垂直于纵轴线(18)定向;并且具有套形部段(31),该套形部段至少近似沿纵轴线(18)延伸,其中,第一套件(11)的阻尼件(14)与第一套件(11)的刚性套体(13)的盘形部段(30)连接,并且第一套件(11)具有至少一个第二阻尼件(40),该第二阻尼件与第一套件(11)的刚性套体(13)的套形部段(31)连接,及其中,在第一套件和/或第二套件的所述刚性套体的棱边的区域中设有在邻接的阻尼件(14,40)之间的自由空间(41)。
2.根据权利要求1所述的轴套,其特征在于,第一套件(11)的阻尼件(14)通过硫化与第一套件(11)的刚性套体(13)连接,和/或第二套件(12)的阻尼件(16)通过硫化与第二套件(12)的刚性套体(15)连接。
3.根据权利要求1或2所述的轴套,其特征在于,第一套件(11)的刚性套体(13)至少由金属材料形成,和/或第二套件(12)的刚性套体(15)至少由金属材料形成。
4.根据权利要求1或2所述的轴套,其特征在于,第一套件(11)的阻尼件(14)由橡胶形成,和/或第二套件(12)的阻尼件(16)由橡胶形成。
5.根据权利要求1或2所述的轴套,其特征在于,第一套件(11)的阻尼件(14)部分地与第一套件(11)的刚性套体(13)的盘形部段(30)连接并且部分地与第一套件(11)的刚性套体(13)的套形部段(31)连接。
6.根据权利要求1或2所述的轴套,其特征在于,第一套件(11)的至少一个第三阻尼件(50)与第一套件(11)的刚性套体(13)的盘形部段(30)连接,和/或第一套件(11)的至少一个第四阻尼件(51)与第一套件(11)的刚性套体(13)的套形部段(31)连接。
7.根据权利要求1或2所述的轴套,其特征在于,在至少一个阻尼件(14、16、40、50、51)上设计凹部。
8.根据权利要求1或2所述的轴套,其特征在于,第二套件(12)的刚性套体(15)设计为具有中间的通孔(21)的盘形刚性套体(15)。
9.根据权利要求1所述的轴套,其特征在于,所述构件(2)是燃料分配器。
10.根据权利要求4所述的轴套,其特征在于,所述橡胶是天然橡胶或合成橡胶材料。
11.用于在安装结构(6)上固定构件(2)的固定件(3),该固定件包括固定主体(9)和至少一个根据权利要求1至10之一所述的轴套(5),其中固定主体(9)为了连接固定主体(9)与轴套(5)至少部分地压紧在第一套件(11)的至少一个阻尼件(14)与第二套件(12)的至少一个阻尼件(16)之间。
12.根据权利要求11所述的固定件(3),其特征在于,所述安装结构(6)是内燃机(4)。
13.根据权利要求11所述的固定件(3),其特征在于,所述构件(2)是燃料分配器。
14.燃料喷射设备(1),包括燃料分配器(2)和至少一个根据权利要求11至13之一所述的固定件(3),该固定件用于在内燃机(4)上固定燃料分配器(2)。
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