CN104564414B - 发动机的密封系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种密封系统，包括缸盖、连接器、燃料喷射管线和管帽。连接器定位在缸盖中，并且燃料喷射管线延伸进入连接器从而在燃料喷射管线和连接器之间至少部分地限定燃料泄漏通路。燃料喷射管线延伸通过管帽，管帽可缩地推动管帽自身进入座接位置，在座接位置管帽与燃料喷射管线建立第一密封连接，并且与连接器建立第二密封连接，以阻止水分进入燃料泄漏通道。另外，响应于在燃料泄漏通道中的加压泄漏燃料，管帽允许其自身远离座接位置到离座位置的运动，从而允许加压泄漏燃料流出燃料泄漏通道。

Description

发动机的密封系统
技术领域
本发明涉及一种用于发动机的密封系统。
发明内容
本发明公开一种密封系统，包括缸盖、连接器、燃料喷射管线和管帽。连接器定位在缸盖中，并且燃料喷射管线延伸进入连接器，以便在燃料喷射管线和连接器之间至少部分地限定燃料泄漏通路。燃料喷射管线延伸通过管帽，管帽能够变形地推动管帽自身进入座接位置，在座接位置，管帽建立与燃料喷射管线的第一密封连接，并且建立与连接器的第二密封连接，以阻止水分进入燃料泄漏通道。另外，响应于在燃料泄漏通道中的加压泄漏燃料，管帽允许其自身远离座接位置到离座位置的运动，从而允许加压泄漏燃料流出燃料泄漏通道。
通过使用管帽以防止来自外部环境的水分进入，较少可能生锈而阻塞燃料泄漏通道。否则，如果燃料泄漏通路由于真的生锈被阻塞，那么可能发生缸盖的破裂。最后，通过所公开的密封系统，管帽对于来自外部环境的水分的进入提供阻止(即，防锈)，但是对于泄漏燃料排出到外部环境提供最小阻止(即，到外部环境的燃料泄漏通道)。
附图说明
对附图的具体描述如下，其中：
图1是发动机的燃料系统的透视图，视图进一步显示密封系统；
图2是密封系统的透视图，显示侧面进料管、燃料喷射管线和管帽；
图3是密封系统的分解透视图，显示侧面进料管，燃料喷射管线和管帽；
图4是沿着图2的线4-4获得的密封系统的剖面图，显示在阻止水分进入的座接位置的管帽；
图5是沿着图2的线5-5的密封系统的剖面图，显示在允许燃料排出到外部环境的离座位置的管帽；和
图6是沿着类似于图2的线5-5获得的第二密封系统的剖面图，显示在允许燃料排出到外部环境的离座位置的第二管帽。
具体实施方式
参照图1，这里显示发动机106的示意图，发动机106用于提供功率给包括公路卡车、工程车辆、船舶、固定式发电机、汽车、农用车、娱乐车辆的各种机器。发动机106可以是产生废气的任何类型的发动机，诸如，例如，内燃机，诸如汽油发动机；柴油发动机；气体燃料燃烧发动机，诸如天然气发动机；或任何其他类型的废气产生发动机。而且，发动机106可以是任何尺寸的，具有任何数量的缸(未显示)和任何配置(例如，“V”、直列和径向)。并且发动机106可以包括各种传感器，诸如温度传感器、压力传感器和质量流量传感器。发动机控制单元(ECU)(未图示)是发动机106的大脑或主控制器，并且其功能包括控制燃料系统125和向操作者或技术人员提供诊断信息。
发动机106的齿轮系(未显示)驱动高压燃料泵110，例如Denso燃油泵。在操作过程中，燃料泵110将加压燃料传输到共轨119，假设至少一个选择性控制阀179，183被打开。共轨119作为蓄积器，用于在多个燃料喷射管线124中保持恒定燃料压力。而且，共轨119提供泄漏关闭位置；允许燃料泵110具有一个或两个出口，而不是六个出口(每一个出口用于多个燃料喷射器129的每一个)；并且作为蓄积器，用于在燃料系统125中保持恒定压力。
接下来，喷射管线124将燃料从共轨119引导到燃料喷油嘴129，燃料喷油嘴129被校准从而在所需时间排出所需的燃油量到燃烧室(未显示)。要做到这一点，燃料喷射器129例如与诸如ECU的控制器配合。其中，燃料系统125提供用于改进的排放的可变定时控制和用于改进的启动的在燃料喷射的启动时的较好控制。
参照图2-5，这里显示密封系统104，包括缸盖105、连接器138、喷射管线124和管帽130。连接器138定位在缸盖105中，并且喷射管路124延伸进入连接器138，从而在其间至少部分地限定燃料泄漏通道142。喷射管线124延伸通过管帽130，并且管帽130能够弹性变形地推动自身进入座接位置，在座接位置，管帽130与喷射管线124建立第一密封连接180并且与连接器138建立第二密封连接178，从而阻止水分进入(参见图4中的箭头和液滴148)到燃料泄漏通路142。另外，管帽130允许自身响应于在燃料泄漏通道142中的加压泄漏燃料(参见图5中箭头和液滴160)远离座接位置到离座位置的运动，从而允许加压泄漏燃料从燃料泄漏通道142流出。离座位置可以是其中管帽130围绕其周向仅部分地离座(unseat)的位置，或者是其中管帽围绕其整个周向离座的位置。
在没有管帽130的情况下，相当数量的水分(例如，来自电源垫圈(power washer))可能会积聚在燃料泄漏通道142中，并且导致例如侧面进料管144生锈，侧面进料管144定位在缸盖105中且在喷射管路124的下游。生锈可能阻止燃料从燃料泄漏通路142流出，并且潜在地导致在缸盖105中的裂缝的生长，这种现象被称为缸盖结构失效。
然而，上述问题是可以避免的，因为，如所讨论的，管帽130在座接位置时阻止水分的进入—从而防止生锈，并且还允许在离座位置时排出泄漏燃料—从而允许泄漏燃料流过燃料泄露通道142。这种布置导致对于泄漏燃料排出到外部环境的最小阻力，但是对于来自外部环境的水分的进入的相当大阻力。
如图所示，喷射管线124被夹在连接器138和侧面进料管144之间，并且侧面进料管144被夹在喷射管线124与缸盖105之间。侧面进料管144延伸通过O形圈143。缸盖105和侧面进料管144在其间限定燃料泄漏通道142的第一部分153。在所示的实施例中，第一部分153部分地通过O形圈143限定。侧面进料管144和连接器138在其间限定燃料泄漏通路142的第二部分155，并且喷射管线124和连接器138在其间限定燃料泄漏通路142的第三部分157。第一部分153被定位在第二部分155的上游，并且第二部分155定位在第三部分157的上游。第一，第二和第三部分153，155，157允许当管帽130在离座位置时泄漏燃料流过第一，第二和第三部分153，155，157且通过管帽130。
参照图3-5，流过燃料泄漏通道142的泄漏燃料从定位在侧面进料管144和喷射管路124之间的第一接合处169流出(参见图5中箭头和液滴160)。侧面进料管144具有向内和圆锥形端部176(即，中空部分)，用于接收喷射管线124的向外和圆锥形端部172(即，实心部分)，从而形成第一接合处169。如图所示，在圆锥形端部172，176接合时在喷射管线124和侧面进料管144之间形成第一接合处169，从而提供周向密封效果。由于不良密封(即，不足的转矩或轴向力)，在第一接合处169可能存在高压燃油泄漏的危险，并且在这种情况下，高压燃料泄漏进入燃料泄漏通路142。燃料从发动机106和特别地从燃料泄漏通道142排出或泄露指示发动机106的操作者保养操作可能是必要的。
另外，第二接合处167定位在侧面进料管144和燃料喷射器129之间。燃料喷射器129具有向内和圆锥形端185(即，中空部分)187，用于接收侧面进料管144的向外和圆锥形端部(即，实心部分)。如图所示，在锥形端部185，187接合时，第二接合处167形成在燃料喷射器129和侧面进料管144之间，由此提供周向密封效果。每次燃料喷射器129被致动和柱塞推压燃料到燃料喷射器129的前端，被称为喷射器泄漏出的燃料的少量燃料，从高压区域泄漏通过柱塞到低压区域。喷射器泄漏出的燃料由多个O形圈170限制到在燃料喷射器129和缸盖105之间的喷射器泄漏出通道136。泄漏出的燃料流入在侧面送料管144和缸盖105之间的喷射器泄漏出通道136，并且然后其流出缸盖105且进入在摇臂轴支架壳体(未显示)中的通道。O形圈143和多个O形圈170防止喷射器泄漏出的燃料泄漏出发动机106的缸盖。
连接器138包括拧入缸盖105的螺母154。虽然螺母154的部分被显示为具有六个侧面，在其它实施例中，螺母154可以具有更多或更少的侧面。连接器138可以还包括套筒156，其中喷射管线124延伸通过套筒156与螺母154。套筒156包括径向延伸通过套筒156的槽159。槽159包括在燃料泄漏通道142中且流体地连接燃料泄露通道142的第二部分155和第三部分157。
管帽130从座接位置朝向离座位置远离的运动由在管帽130和喷射管路124之间的第一密封连接180被破坏所引起，例如通过微小间隙，尽管不一定是周向间隙。在这种情况下，可能的是在管帽130和喷射管路124之间的干涉配合被破坏。可选地，管帽130远离座接位置朝向离座位置的运动由在管帽130和连接器138之间的第二密封连接178被破坏所引起。或者更具体地，从座接位置到离座位置的运动由在管帽130和螺母154之间的第二密封连接178被破坏所引起。在一个实施例中，管帽130是含氟弹性管帽，从而给予管帽130弹性性能，用于允许正如刚才所描述的管帽130在座接位置和离座位置之间运动。
管帽130与连接器138可滑动地接合并且当在座接位置时靠着螺母154座接。另外，连接器138包括周向槽126，且管帽130与周向槽126可滑动地接合。管帽130包括朝向喷射管线124径向向内延伸的周向管帽凸缘132。连接器138包括面对表面145，其中当管帽130在座接位置时，周向管帽凸缘132与面对表面145至少部分地接合。
管帽130包括内直径部150和从其延伸的外直径部152。内直径部150与喷射管线124配合从而形成第一密封连接180，而外直径部152与连接器138配合从而形成第二密封连接178。外直径部152包括朝向喷射线124径向向内延伸的周向管帽凸缘132，且连接器138包括远离喷射管线124径向向外延伸的周向连接器凸缘140。当管帽130在座接位置时，周向管帽凸缘132和连接器凸缘140彼此接合，并且进一步地，当管帽130在离座位置时，周向管帽凸缘132和连接器凸缘140彼此至少部分地接合。连接器138包括周向槽126，连接器凸缘140离开周向槽126径向地延伸。管帽130与周向槽126可滑动地接合。
参照图6，显示沿着类似于图2的线5-5的线获得的第二密封系统204的剖视图，显示在离座位置的第二管帽230，允许燃料排出到外部环境。密封系统104和第二密封系统204之间的区别在于：第二密封系统204包括叠盖第二螺母254的第二管帽230。尽管如此，第二密封系统204具有在结构和功能上与密封系统104类似的一些部件，在适用情况下通过使用相同的附图标记指示。
喷射管线124延伸通过管帽230，并且管帽230可弹性变形地推动自身进入座接位置，在座接位置，管帽230与喷射管线124建立第一密封连接280，且与连接器238建立第二密封连接278，从而阻止水分进入燃料泄漏通路142。另外，响应于在燃料泄漏通道142中的加压泄漏燃料，管帽230允许自身远离座接位置运动到离座位置，从而允许加压泄漏燃料流出燃料泄漏通道142。离座位置可以是其中管帽230仅仅部分地围绕其周向离座的位置，或者其中管帽围绕其整个周向离座的位置。
管帽230包括内直径部250和从其延伸的外直径部252。内直径部250与喷射管线124配合从而形成第一密封连接280，而外直径部252与连接器238配合从而形成第二密封连接278。外直径部252包括朝向喷射管线124径向向内延伸的周向管帽凸缘232，且连接器238包括远离喷射管线124径向向外延伸的周向连接器凸缘240。当管帽230在离座位置时，管帽凸缘232和连接器凸缘240彼此接合，并且进一步地，当管帽230在离座位置时，周向管帽凸缘232和连接器凸缘240至少部分地彼此接合。连接器238包括周向槽226，连接器凸缘240离开周向槽226径向延伸。管帽230与周向槽226可滑动地接合。
虽然本公开内容已经在附图和前面的描述中说明和详细描述，这样的图示和描述在特征上应当被认为是示例性的，而非限制性的，应当理解，示例性实施例已经显示和描述，并且符合本公开的精神的所有改变和修改希望得保护。应当指出的是，本公开内容的替代实施例可以不包括描述的全部特征，但是仍然从这些特征的至少一些优点中受益。本领域的普通技术人员可以容易地设计出包括本发明的一个或多个特征且落在由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围内的他们自己的实现方式。

Claims (19)

1.一种密封系统，包括：
缸盖；
设置在缸盖中的连接器；
燃料喷射管线，该燃料喷射管线延伸进入连接器从而在燃料喷射管线和连接器之间至少部分地限定燃料泄漏通路；和
管帽，其中燃料喷射管线延伸通过管帽，管帽可缩地推动管帽自身进入座接位置，在该座接位置，管帽与燃料喷射管线建立第一密封连接，并且与连接器建立第二密封连接，所述第一密封连接和所述第二密封连接适于阻止水分进入燃料泄漏通道；
其中，所述管帽适于响应于在燃料泄漏通道中的加压泄漏燃料从座接位置运动到离座位置，从而允许所述加压泄漏燃料流出燃料泄漏通道。
2.根据权利要求1所述的密封系统，其中
所述连接器还包括周向槽，并且管帽能够滑动地接合所述周向槽。
3.根据权利要求1所述的密封系统，其中
所述管帽还包括朝向燃料喷射管线径向向内延伸的周向管帽凸缘，所述连接器还包括面对表面，并且当管帽处于座接位置时，周向管帽凸缘与面对表面至少部分地接合。
4.根据权利要求1所述的密封系统，其中
所述管帽可缩地在管帽与连接器之间建立密封连接，从而建立所述第二密封连接。
5.根据权利要求1所述的密封系统，其中
所述连接器还包括螺母，并且管帽可缩地建立与螺母的密封连接，从而建立所述第二密封连接。
6.根据权利要求1所述的密封系统，其中
所述连接器还包括套筒和螺母，所述燃料喷射管线延伸通过套筒和螺母，并且所述套筒进一步包括径向延伸通过该套筒并且被包含在燃料泄漏通道中的槽。
7.根据权利要求1所述的密封系统，其中
管帽和燃料喷射管线形成干涉配合。
8.根据权利要求1所述的密封系统，其中
管帽从座接位置到离座位置的运动是由管帽和燃料喷射管线之间的第一密封连接被破坏引起的。
9.根据权利要求1所述的密封系统，其中
管帽从座接位置离开到离座位置的运动是由管帽和连接器之间的第二密封连接被破坏引起的。
10.根据权利要求8所述的密封系统，其中
管帽是含氟弹性体管帽，从而给予管帽用于允许该管帽在座接位置和离座位置之间运动的弹性性能。
11.根据权利要求1所述的密封系统，其中
管帽还包括内直径部和从内直径部延伸的外直径部，内直径部与燃料喷射管线配合以形成第一密封连接，并且外直径部与连接件配合以形成第二密封连接。
12.根据权利要求11所述的密封系统，其中
外直径部进一步包括朝向燃料喷射管线径向向内延伸的周向管帽凸缘，并且连接器还包括径向向外远离燃料喷射管线延伸的周向连接器凸缘，当管帽处于离座位置时，周向管帽凸缘和周向连接器凸缘彼此接合。
13.根据权利要求1所述的密封系统，其中
管帽还包括朝向燃料喷射管线径向向内延伸的周向管帽凸缘，连接器还包括从燃料喷射管线径向向外延伸的周向连接器凸缘，并且当管帽处于离座位置时，周向管帽凸缘和周向连接器凸缘至少部分地彼此接合。
14.根据权利要求13所述的密封系统，其中
连接器还包括周向槽，管帽能够滑动地接合所述周向槽，并且周向连接器凸缘径向地延伸远离周向槽。
15.根据权利要求1所述的密封系统，还包括
定位在缸盖中且定位在燃料喷射管线下游的侧面进料管，缸盖和侧面进料管在该二者之间限定燃料泄漏通道的第一部分，并且该第一部分被构造为当管帽处于离座位置时允许加压泄漏燃料流过该第一部分和通过管帽。
16.根据权利要求15所述的密封系统，其中
流过燃料泄漏通道的加压泄漏燃料从位于侧面进料管和燃料喷射管线之间的接合处流出。
17.根据权利要求15所述的密封系统，其中
侧面进料管和连接器在二者之间限定燃料泄漏通道的第二部分，所述第一部分被定位在所述第二部分的上游，并且所述第二部分被配置为当管帽处于离座位置时允许加压泄漏燃料流过所述第二部分和通过管帽。
18.根据权利要求17所述的密封系统，其中
燃料喷射管线和连接器在二者之间限定燃料泄漏通道的第三部分，所述第二部分被定位在所述第三部分的上游，并且所述第三部分被配置为在管帽处于离座位置时允许加压泄漏燃料流过所述第三部分和通过管帽。
19.根据权利要求18所述的密封系统，其中
连接器还包括套筒和螺母，燃料喷射管线延伸通过套筒和螺母，套筒进一步包括径向延伸通过套筒并且被包含在燃料泄漏通道中的槽，并且所述槽流体地连接燃料泄漏通道的第二部分和第三部分。
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