CN104254684B - 具有燃料分配器和多个燃料喷射阀的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包括燃料分配器(2)和多个燃料喷射阀(3，4)的布置(1)、特别是用于在内燃机中高压喷射的燃料喷射装置。所述燃料喷射阀(3，4)中的每一个设置在燃料分配器(2)的杯形件(9，10)上。在此，所述燃料喷射阀(3，4)中的至少一个通过保持弓形件(16)固定在相应的杯形件(9)上。保持弓形件(16)具有至少一个弓形部段(17)，所述至少一个弓形部段布置在杯形件(9)的内侧(18)和燃料喷射阀(3)的外侧(19)之间。此外，设置至少一个阻尼复合元件(11)，所述至少一个阻尼复合元件布置在保持弓形件(16)的弓形部段(17)和燃料喷射阀(3)的外侧(19)之间。阻尼复合元件(11)具有至少一个能弹性变形的阻尼层(22)。因此，实现了去耦，所述去耦阻尼振动地并且因此降低噪音地起作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有燃料分配器和多个燃料喷射阀的装置、特别是用于在内燃机中高压喷射的燃料喷射装置。本发明特别是涉及用于混合压缩的、火花点火的内燃机的燃料喷射装置的领域，在所述燃料喷射装置中实现了将燃料直接喷射到燃烧室中。
背景技术
由EP 2 151 572 A2公开了一种燃料分配板条和布置在燃料分配板条上的多个燃料喷射阀。为了使燃料喷射阀与燃料分配板条连接，具有在两侧的舌片的凸缘状的元件围绕上部的燃料输入管接头接合。此外，设置保持弓形件，所述保持弓形件从上沿着纵轴线包围喷射器接口的圆柱状的基体，其中，凸缘的舌片插入保持弓形件的开口中。因此，使得燃料喷射阀固定在喷射器接口的圆柱状的基体中。
由EP 2 151 572 A2公开的构型具有的缺点是，燃料分配板条在运行中可以激发在可听的频率范围内的振动。这特别是通过在燃料喷射阀中的噪声源发生。在此，固体声音从燃料喷射阀传输经过喷射器接口、燃料分配板条和蓄压管保持器必要时也传输到安装结构上，从这里发射干扰的噪音。所述干扰的噪音也许可以甚至进入到车辆的内部。在此，可固定燃料分配板条的安装结构例如可以是气缸头。
发明内容
按照本发明，提出了一种具有燃料分配器和多个燃料喷射阀的装置，其中，所述燃料喷射阀中的每一个设置在所述燃料分配器的杯形件上，并且所述燃料喷射阀中的至少一个通过保持弓形件固定在对应的杯形件上，其中，设置至少一个阻尼复合元件，所述至少一个阻尼复合元件具有至少一个能弹性变形的阻尼层，其中，所述保持弓形件具有至少一个弓形部段，所述至少一个弓形部段布置在所述杯形件的内侧和所述燃料喷射阀的外侧之间，其中所述保持弓形件被U形地构造并且至少所述保持弓形件的弓形部段具有至少近似椭圆的或者至少近似圆形的横截面；所述至少一个阻尼复合元件布置在所述保持弓形件的弓形部段和所述燃料喷射阀的外侧之间。
根据本发明的装置具有的优点是，确保了改进的振动阻尼。特别是得出优点，特别是在燃料喷射阀的区域中产生的振动可以关于在燃料分配器上的传递被极为有效地阻尼并且减少了干扰的噪音。
通过在下述说明中执行的措施实现在上述技术方案中给出的装置的有利的进一步方案。
所述装置特别是适合于用于直接喷射汽油的内燃机。在此，燃料分配器可以特别是构造为燃料分配板条。燃料分配器用于储存高压下存在的燃料和用于将燃料分配到燃料喷射阀、特别是高压喷射阀上。燃料喷射阀将高压下的用于燃烧过程所需的燃料喷射到相应的燃烧室中。在此，燃料通过高压泵压缩并且控制流量地通过高压管路输送到燃料分配器中。
所述装置能够以有利的方式构造为燃料喷射装置。在此，燃料分配器能够以适当的方式与安装结构连接。安装结构可以是内燃机的气缸头。然而也实现了通过间隔衬套或者通过其他的连接元件连接。
燃料喷射阀可以在一定程度上悬挂在杯形件上。在此，特别是实现了在杯形件上的万向节固定。保持弓形件可以特别是构造为U形的保持弓形件。通过保持弓形件可以传递准静态的力用于固定。在此，也确保了，燃料喷射阀在驱动力的作用下相对于杯形件的相对偏移保持在确定的极限值之下，以便保护密封元件、例如O形密封环免受磨损。
此外，阻尼复合元件实现了在燃料喷射阀和燃料分配器之间的振动技术上的去耦和阻尼，其中，此外确保了其他的要求。优选地，在每个燃料喷射阀中设置通过保持弓形件和对应的阻尼复合元件的固定。
阻尼复合元件以有利的方式设置在保持弓形件的弓形段和燃料喷射阀的外侧之间。在此，此外有利的是，杯形件的内侧上构造一个缺口，保持弓形件的弓形段插入到所述缺口中。因此，沿着燃料喷射阀的纵轴线在安装的状态中实现在弓形部段和杯形件之间的形状配合的连接。替代燃料喷射阀直接贴靠在保持弓形件的弓形部段上，通过阻尼复合元件实现间接的贴靠。在运行中产生的振动因此被阻尼。燃料喷射阀由于快速重复的驱控特别是可以被激发振动。在杯形件上的振动传递通过阻尼复合元件来阻尼。因此，实现了对传递到燃料分配器上的振动的阻尼并且可以实现噪声减小。
此外，有利的是，在燃料喷射阀的外侧上构造支撑面，所述支撑面在轴向的横截面中关于燃料喷射阀的纵轴线倾斜，阻尼复合元件的第一外侧与燃料喷射阀的外侧上的支撑面相互作用并且阻尼复合元件的背向第一外侧的第二外侧与保持弓形件的弓形段相互作用。此外，有利的是，燃料喷射阀的外侧构造为圆锥形的并且阻尼复合元件的第一外侧贴靠在燃料喷射阀的圆锥形的外侧上。阻尼复合元件在此可以具有平的或直角的轮廓。因此，实现使阻尼复合元件尽可能大面积地贴靠在燃料喷射阀的外侧上。这实现了给阻尼层较均匀地加载负荷，因此，得到好的阻尼效果。此外，因此有利地可以相对于燃料喷射阀固定阻尼元件的位置。因此，简化了安装并且在使用寿命内确保了阻尼效果。因此也确保了相对于保持弓形件的公差补偿。
然而也有利的是，保持弓形件的弓形段具有椭圆的或者圆形的横截面并且阻尼复合元件的第二外侧至少部分地贴靠在弓形段上。因此，可以关于弓形段固定阻尼复合元件的位置。因此，在运行中避免阻尼复合元件相对于保持弓形件的弓形段移动。此外，避免点状或者线状的负荷并且因此避免在阻尼复合元件和保持弓形件之间的表面压力。此外，实现用于使燃料喷射阀相对于保持弓形件和阻尼复合元件定位的公差补偿。
有利的是，通过在燃料喷射阀和对应的杯形件之间的机械固定进行的机械的力传递始终通过阻尼复合元件的阻尼层实现。因此，实现了有效的阻尼，其中特别是阻止例如金属在金属上直接接触。
也有利的是，阻尼复合元件具有至少一个金属层，所述至少一个金属层与阻尼层连接。阻尼层可以例如由粘弹性的材料构成。金属层可以由金属片构成。阻尼层能够以适当的方式与金属层连接。优选地，阻尼层直接与金属层连接。在此，通过硫化实现连接。为此有利的是，阻尼层基于橡胶材料。在此橡胶材料的概念可以通常地来理解并且除天然橡胶之外也包括合成的橡胶材料。
通过在杯形件和燃料喷射阀之间的接口上使用阻尼复合元件，实现对在燃料喷射阀上产生的噪音源相对于燃料分配器去耦或者隔离。因此，仅有少量的固体声音部分从燃料分配器传输到气缸头或者必要时设置的其他的安装结构中。这两个作用的结果是，减小了从所述装置到发动机上的声音发射和声音传播。
也有利的是，至少一个阻尼层构造为位于外部的阻尼层。在此，位于外部的阻尼层可以直接贴靠在燃料喷射阀上或者直接贴靠在保持弓形件的弓形部段上。也实现了具有两个位于外部的阻尼层的阻尼复合元件的构型，所述阻尼层形成阻尼复合元件的第一外侧和第二外侧。
也有利的是，设置至少一个另外的金属层并且在所述金属层和所述另外的金属层之间布置至少一个阻尼层。在此，也实现了具有多个阻尼层的构型。通过在两个金属层之间布置阻尼层，实现这个阻尼层相对于环境并且防止磨损地有利地被保护。
此外有利的是，阻尼复合元件构造为部分环形的阻尼复合元件，阻尼复合元件具有端部段和连接端部段的弯曲部段，并且阻尼复合元件在其端部段上与在其弯曲部段上相比以较大的宽度来构造。因此，通过端部段可以确保宽的支承区域，在所述支承区域上实现了有效的阻尼。与此相对，弯曲部段实现了阻尼复合元件的高的柔韧性，因为弯曲部段构造为相对窄的。因此，特别是结合U形的保持弓形件可以在保持弓形件的两个弓形部段上通过宽的端部段实现阻尼，而阻尼复合元件的窄的弯曲部段实现公差补偿。
附图说明
在下面的说明中参考附图详细地说明本发明的优选的实施例，在所述附图中，相应的元件设有相同的附图标记。附图中：
图1以示意性的截面图相应于本发明的第一实施例示出具有燃料分配器和多个燃料喷射阀的装置；
图2以示意性的截面图相应于本发明的第一实施例示出图1中所示的装置的扼要的示意性的截面图；
图3相应于本发明的第二实施例示出图2中所示的局部图；
图4以示意性的截面图相应于本发明的第三实施例示出图2中所示的阻尼复合元件；
图5以示意性的截面图相应于本发明的第四实施例示出图4中所示的阻尼复合元件；
图6以示意性的截面图相应于本发明的第五实施例示出图4中所示的阻尼复合元件；
图7以扼要的示意性的截面图相应于本发明的第六实施例示出图1中所示的装置的杯形件、保持弓形件和阻尼复合元件。
具体实施方式
图1以示意性的截面图示出具有燃料分配器2和多个燃料喷射阀3，4的装置1。装置1可以特别是用作用于在内燃机中高压喷射的燃料喷射装置。燃料分配器2可以在预定的旋紧点上通过保持件5，6或这一类的部件固定在安装结构7、特别是气缸头7上。为了简化视图，在图1中仅仅示出两个燃料喷射阀3，4。然而也可以设置更多数量的燃料喷射阀。燃料分配器2在这个实施例中构造为具有长形的、特别是管状的基体的燃料分配器2。在燃料分配器2上连接高压管道8，通过所述高压管道在运行中使处于高压下的燃料引导到燃料分配器2中。
燃料分配器2具有多个杯形件9，10。在杯形件9上设置燃料喷射阀3。在杯形件10上设置燃料喷射阀4。燃料喷射阀3，4不是直接地，而是仅仅间接地与燃料分配器2的杯形件9，10连接。在此，分别借助阻尼复合元件11，12实现机械的力传递。在图1中示意性地说明力传递路径。下面借助于图2详细地说明相应于第一实施例的在燃料分配器2和燃料喷射阀3，4之间的连接的结构构型。
图2相应于第一实施例示出图1中所示的装置1的简要的示意性的截面图。在此，燃料喷射阀3部分地插入到杯形件9中。燃料喷射阀3的纵轴线15在此优选地在中心地延伸穿过杯形件9。为了将燃料喷射阀3固定在杯形件9上，在插入状态中将保持弓形件16安装在杯形件9上。在安装状态中，保持弓形件16的弓形部段17则位于杯形件9的内侧18和燃料喷射阀3的外侧19之间并且不直接贴靠在该外侧上。此外，阻尼复合元件11布置在保持弓形件16的弓形部段17和燃料喷射阀3的外侧19之间。
在这个实施例中，阻尼复合元件11具有金属层20，21和阻尼层22。在此，阻尼层22布置在金属层20，21之间。在此，阻尼层22可以与金属层20，21连接。在这个构型中，阻尼层22相对于环境并且防止磨损地有利地被保护。此外，得到有利的力传递。传递的力特别是可以被均匀化并且避免点状或者线状的峰值负荷。因此，确保在使用寿命内有利的阻尼性能。
在燃料喷射阀3的外侧19上构造支撑面25。支撑面25在轴向的横截面中关于燃料喷射阀3的纵轴线15倾斜。支撑面25特别是可以构造为圆锥形的支撑面25。阻尼复合元件11具有彼此背离的第一外侧26和第二外侧27。阻尼复合元件11的第一外侧26与燃料喷射阀3的外侧19的支撑面25相互作用。在此，阻尼复合元件11以其第一外侧26平地贴靠在燃料喷射阀3的支撑面25上。因此，确保有利的力传递。此外，确保阻尼复合元件11相对于燃料喷射阀3的位置上地定位。阻尼复合元件11的第二外侧27与保持弓形件16的弓形部段17相互作用。保持弓形件16的弓形部段17具有至少近似圆形的横截面。弓形部段17的横截面也可以构造为至少近似椭圆的。在杯形件9的内侧18上设置凹槽28，保持弓形件16的弓形部段17插入到所述凹槽中。因此，保持弓形件16相对于杯形件19被固定。因此借助阻尼复合元件11，燃料喷射阀3也关于杯形件19被固定。
因此，确保燃料喷射阀3固定在燃料分配器2上。特别是，通过操控燃料喷射阀3产生的振动在此在至杯形件9的传递路径上由阻尼复合元件11阻尼。因此，实现了有效的噪声减小。
图3根据第二实施例示出具有燃料喷射阀3、燃料分配器2的杯形件9、保持弓形件16和阻尼复合元件11的装置1的在图2中所示的局部图。在这个实施例中，阻尼复合元件11这样布置在保持弓形件16的弓形部段17和燃料喷射阀3的外侧19之间，使得阻尼复合元件11部分地支撑在支撑面25上并且部分地支撑在外侧19的圆柱曲面状的部件29上。在此，阻尼复合元件11在轮廓上来看构造为弧形的。也就是说，阻尼复合元件11的第二外侧27至少部分地贴靠在保持弓形件16的弓形部段17上。
通过例如根据图2和图3所描述的阻尼复合元件11的布置确保了，通过燃料喷射阀3和燃料分配器2的对应的杯形件9之间的机械固定进行的机械的力传递始终通过阻尼复合元件11的阻尼层22实现。因此，振动可靠地通过阻尼层22来阻尼。对于燃料喷射阀4和对应的杯形件10设置相应的构型。因此优选地，对于该装置1的每个燃料喷射阀3，4都设置这样一个与对应的阻尼复合元件11，12的固定。
图4以示意性的截面图根据第三实施例示出图2中所示的阻尼复合元件11。在这个实施例中，阻尼复合元件11包括金属层20和阻尼层22。在此，阻尼层22与金属层20连接。例如阻尼复合元件11的第一外侧26设置在阻尼层22上，而第二外侧27设置在金属层20上。于是，阻尼层22贴靠在燃料喷射阀3的外侧19的支撑面25上。然而相反的构型或者布置也是可能的。此外正如根据图3所示地，阻尼复合元件11也可以构造为弯曲的。
图5以示意性的截面图相应于第四实施例示出图4中所示的阻尼复合元件11。在这个实施例中，阻尼复合元件11具有金属层20和阻尼层22，23。阻尼复合元件11的第一外侧26构造在阻尼层22上。第二外侧27构造在阻尼层23上。因此在这个构型中，阻尼层22，23位于外部，而金属层20位于内部。因此，在一定的界限内能够使接触配合件、即一方为燃料喷射阀3和另一方为保持弓形件16相匹配。
图6以示意性的截面图相应于第五实施例示出图4中所示的阻尼复合元件11的示意剖视图。在这个实施例中，阻尼复合元件11包括两个金属层20，21和两个阻尼层22，23。阻尼层23位于金属层20，21之间。金属层20位于阻尼层22，23之间。阻尼层22用作位于外部的阻尼层22，而阻尼层23用作位于内部的阻尼层23。金属层21用作位于外部的金属层21，而金属层20用作位于内部的金属层20。例如，第一外侧26可以构造在阻尼层22上。第二外侧27在这种情况下构造在金属层21上。然而也可以考虑相反的构型。
应当指出的是，如同也根据图2和3的情况，以轮廓示出在图4至6中所示的阻尼复合元件11。从这个轮廓出发可以考虑多种变型。尤其可能的是在一个或多个位置上和/或绕着一个或者多个轴线的弯曲或者弯曲边缘的构造。根据图7详细地说明阻尼复合元件11的几何结构的另一个适配方案。
图7以扼要的示意性的截面图相应于第六实施例示出装置1的杯形件9、保持弓形件16和阻尼复合元件11。为了简化视图，在此没有示出对应的燃料喷射阀3。保持弓形件16构造为U形的保持弓形件16。保持弓形件16具有弓形部段17，17A。杯形件9具有合适的凹槽30，31，32，33，保持弓形件16能够在一定程度上通过所述凹槽插到杯形件9中。凹槽30至33可以例如通过孔实现。两个弓形部段17，17A优选地彼此平行地取向。
在这个实施例中，阻尼复合元件11构造为部分环形的阻尼复合元件11。在此，阻尼复合元件11具有端部段34，35。此外，阻尼复合元件11具有弯曲部段36，所述弯曲部段使端部段34，35彼此连接。阻尼复合元件11在其端部段34，35上的宽度大于在其弯曲部段36上的宽度。因此，端部段34，35构造为加宽了的端部段34，35，所述端部段形成一方面用于燃料喷射阀3和另一方面用于弓形部段17，17A的宽的支承区域34，35。与此相比，弯曲部段36形成窄的弯曲部段36作为连接部件(支柱)。
因此，可以在与相应的应用情况相匹配的构型中选择阻尼复合元件11。在此，设置一个或者多个金属层20，21以及一个或者多个阻尼层22，23。此外，可以是环形的或部分环形的构型。阻尼层22，23可以构造为粘弹性的阻尼层22，23。阻尼层22，23优选地构造为薄的粘弹性的阻尼层22，23。在金属层20，21和/或相邻的构件、即保持弓形件16或燃料喷射阀3相对移动时，分别位于其间的阻尼层22，23彼此相对地动态强大地被加负荷，从而振动能量的大部分通过材料阻尼消散。在此，阻尼层22，23特别是可以由弹性体构成。
因此，固体传声能量的散逸导致对燃料喷射阀3，4和燃料分配器2的振动形式进行阻尼并且因此导致所有通过该层传播的固体传声的减小。这个特性实现了燃料喷射阀3，4和燃料分配器2之间的去耦或隔离。因此，一开始就可以阻止纯金属接触，通过所述纯金属接触能够固体传声。因为机械力始终通过阻尼层22，23传递。
阻尼层22，23的特性、例如厚度或材料特有的属性可以在一些优化参数方面来调整。在此，优化参数首先是要阻尼的频率含量和温度、特别是运行温度。
因此，可以实现重要的优点。减少了燃料分配器2的噪声。尽管进行了去耦，还是可以保持燃料喷射阀3，4的相对刚性的连接。也就是说，仅仅轻微地提高了用于燃料喷射阀3，4的柔韧性，其中，满足所有功能要求(特别是小的相对运动)和强度要求(特别是O形密封圈的磨损)。因此，同时可以满足由燃料喷射阀3，4和燃料分配器2的设计中得出的声学要求、功能要求和强度要求。
噪声阻尼能够以有利的方式在借助保持弓形件16的固定中实现。
通过有利的片状实施方案，可以进行对杯形件9，10和燃料喷射阀3，4的半径调整和/或结构调整，以便阻止线接触。阻尼层22，23可以作为弹性体层在金属层20，21之间固定地被硫化并且因此被保护免受磨损。
安装耗费低，因为阻尼复合元件11，12仅需在安装燃料喷射阀3，4之前被装入。
去耦可以在燃料分配器2的管道连接的设计上实现，其方式是，阻尼复合元件11，12装入在悬挂的燃料喷射阀3，4和用于燃料分配器2的功能块之间的接合位置上。
本发明不局限于所述的实施例。
Claims (12)
1.一种具有燃料分配器(2)和多个燃料喷射阀(3，4)的装置(1)，其中，所述燃料喷射阀(3，4)中的每一个设置在所述燃料分配器(2)的杯形件(9，10)上，并且所述燃料喷射阀(3，4)中的至少一个通过保持弓形件(16)固定在对应的杯形件(9)上，其中，设置至少一个阻尼复合元件(11)，所述至少一个阻尼复合元件具有至少一个能弹性变形的阻尼层(22)，其特征在于，所述保持弓形件(16)具有至少一个弓形部段(17)，所述至少一个弓形部段布置在所述杯形件(9)的内侧(18)和所述燃料喷射阀(3)的外侧(19)之间，其中所述保持弓形件(16)被U形地构造并且至少所述保持弓形件(16)的弓形部段(17)具有至少近似椭圆的或者至少近似圆形的横截面；所述至少一个阻尼复合元件(11)布置在所述保持弓形件(16)的弓形部段(17)和所述燃料喷射阀(3)的外侧(19)之间。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述杯形件的内侧(18)上构造缺口(28)，所述保持弓形件(16)的弓形部段(17)插入到所述缺口中。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在所述燃料喷射阀(3)的外侧(19)上构造支撑面(25)，所述支撑面在轴向的横截面中关于所述燃料喷射阀(3)的纵轴线(15)倾斜，所述阻尼复合元件(11)的第一外侧(26)与所述燃料喷射阀(3)的外侧(19)上的支撑面(25)相互作用并且所述阻尼复合元件(11)的背向所述第一外侧(26)的第二外侧(27)与所述保持弓形件(16)的弓形部段(17)相互作用。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述燃料喷射阀(3)的支撑面(25)构造为锥形并且所述阻尼复合元件(11)的第一外侧(26)至少基本贴靠在所述燃料喷射阀(3)的锥形支撑面(25)上。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述阻尼复合元件(11)的第二外侧(27)至少部分地贴靠在所述弓形部段(17)上。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，通过所述燃料喷射阀(3)和所述对应的杯形件(9)之间的机械固定进行的机械的力传递始终通过所述阻尼复合元件(11)的阻尼层(22)实现。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述阻尼复合元件(11)具有至少一个金属层(20)，所述至少一个金属层与所述阻尼层(22)连接。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，至少一个阻尼层(22，23)构造为位于外部的阻尼层(22，23)。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，设置至少一个另外的金属层(21)并且在所述金属层(20)和所述另外的金属层(21)之间布置至少一个阻尼层(22，23)。
10.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述阻尼复合元件(11)构造为部分环形的阻尼复合元件(11)，所述阻尼复合元件(11)具有端部段(34，35)和连接所述端部段(34，35)的弯曲部段(36)。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述阻尼复合元件(11)在其端部段(34，35)上的宽度大于在其弯曲部段(36)上的宽度。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置(1)是用于在内燃机中高压喷射的燃料喷射装置。
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