CN104564415B

CN104564415B - 发动机的密封系统

Info

Publication number: CN104564415B
Application number: CN201410554066.5A
Authority: CN
Inventors: 阿皮达·杜加德; 尤麦士·A·托尔; 保罗·M·文斯伊恩
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2019-04-12
Anticipated expiration: 2034-10-17
Also published as: US9279384B2; US20150107548A1; EP2863047B1; CN104564415A; EP2863047A1

Abstract

本发明公开一种用于发动机的密封系统，包括缸盖、连接器、燃料喷射管线、密封件保持器和密封件。连接器定位在缸盖中，并且燃料喷射管线延伸到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。密封件保持器可缩地朝向就座位置推动密封件，在就座位置中，密封件在燃料喷射管线和连接器之间建立密封连接，以便阻止水分进入燃料泄漏通道。而且，响应于在燃料泄漏通道中的加压泄漏燃料，密封件保持器允许密封件远离就座位置移动到离座位置，在离座位置中，燃料喷射管线和连接器之间的密封连接被断开，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、密封件保持器和密封件。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。密封件保持器可缩地朝向就座位置推动密封件，在就座位置中，密封件在燃料喷射管线和连接器之间建立密封连接，以便阻止水分进入燃料泄漏通道。而且，响应于在燃料泄漏通道中的加压泄漏燃料，密封件保持器允许密封件远离就座位置移动到离座位置，在所述离座位置中，在燃料喷射管线和连接器之间的密封连接被断开，从而允许加压泄漏燃料流出燃料泄漏通道。

通过使用密封件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，那么可能发生缸盖破裂。最后，通过所公开的密封系统，密封件保持器和密封件配合，从而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、燃料喷射管线和密封件保持器；

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、密封件保持器和密封件；

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就座位置的密封件；和

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中的密封件。

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。发动机控制单元的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。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，喷射器管线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，密封系统104包括缸盖105、连接器138、喷射器管线124和密封件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。密封件保持器128能够弹性变形地朝向就座位置推动密封件162(参见图4)，在就座位置中，密封件162在喷射器管线124和连接器138之间建立密封连接，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。

而且，响应于在燃料泄漏通道142中的加压泄漏燃料(参见箭头和液滴160)，密封件保持器128允许密封件162远离就座位置移动到离座位置(参见图5)，在离座位置中，喷射器管线124和连接器138之间的密封连接被断开，从而允许加压泄漏燃料流出燃料泄漏通道142。在一些情况下，响应于加压泄漏燃料，密封件保持器128和密封件162可以突然完全地脱开连接器138。

连接器138包括螺母154，螺母154被拧入缸盖105。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，取决于特定应用和密封件保持器128的形状，螺母154可以具有更多或更少的侧面。在所示的实施例中，当在就座位置时密封件162(例如，0形圈)靠着螺母154就座，或者更具体地，密封件162靠着螺母154的倒角171就座。在密封件162处于就座位置时，防止水分从外部环境进入燃料泄漏通道142。在没有密封件162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中且在喷射器管路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)密封件162在就座位置时阻止水分的进入-从而防止生锈，并且其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。

密封件保持器128包括偏压板151，偏压板151包括孔146，孔146被定位从而容纳喷射器管路124。如图所示，例如，偏压板151是圆盘形的，但其也可以是八字轮(octogonally)形的，从而镜像螺母154的面对表面145的形状。偏压板151进一步包括释放凹口175，所述释放凹口175定位在偏压板151的外侧部分处并且远离连接器138突起，从而提供用于移除密封件保持器128的维护位置。图示实施例示出三个释放凹口175，但是其他实施例可以具有更多或更少的释放凹口。密封件保持器128可以由弹簧钢形成且进行热处理，给予密封件保持器128弹性性能，用于允许密封件162在就座位置和离座位置之间移动。此外，密封件保持器128可由板通过模切且弯曲而形成。

如图所示，喷射器管线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被夹在喷射器管线124与缸盖105之间。侧面进料管144延伸通过0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。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，并且喷射器管线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允许当密封件162在离座位置时泄漏燃料流过第一，第二和第三部分153，155，157且通过密封件162。

参照图3-4，流过燃料泄漏通道142的泄漏燃料从第一接合处169流出(参见图5中箭头和液滴160)。第一接合处169定位在侧面进料管144和喷射管路124之间。侧面进料管144具有向内和圆锥形端部176(即，中空部分)，用于容纳喷射器管线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接合时在喷射器管线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，用于容纳侧面进料管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0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。0形圈143和多个0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还可以包括套筒156，其中喷射器管线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。

密封件保持器128包括偏压板151和从偏压板151延伸且围绕连接器138定位的多个安装凸片139。偏压板151包括孔146，孔146接收喷射器管线124。密封件162被定位在偏压板151和连接器138之间。偏压板151和安装凸片139配合以便弯曲，允许密封件162在就座位置(参见图4)和离座位置(参见图5)之间移动。图示实施例示出三个安装凸片139，但是考虑到螺母154的形状，例如，其他实施例可以具有更多或更少安装凸片139。

如图4所示，例如，每个安装凸片139包括重叠部分164，每个重叠部分164与连接器138的面对表面145和侧面表面149重叠。而且，每个重叠部分164围绕形成在面对表面145和侧面表面149的交界处的连接器138的边缘182形成弯曲部173。每个安装凸片139包括弯曲部173，每个弯曲部173相对于面对表面145径向向外定位，以便形成锐角。弯曲部173配置成弯曲，由此允许密封件162在就座位置和离座位置之间移动。

安装凸片139围绕连接器138相对于彼此大致均匀地间隔。每个安装凸片139包括向内弯曲部137，向内弯曲部137径向向内延伸且围绕连接器138的保持边缘131卷绕，使得向内弯曲部137保持密封件保持器128到连接器138。另外，每个安装凸片139包括向外弯曲部141，向外弯曲部141远离向内弯曲部137径向向外延伸。向外弯曲部141提供用于安装密封件保持器128的维护位置。如图所示，向内弯曲部137定位在偏压板151和向外弯曲部141之间。

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

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，延伸到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；

密封件保持器；和

密封件，其中密封件保持器可缩地朝向就座位置推动密封件，在就座位置中，密封件在燃料喷射管线和连接器之间建立密封连接，以便阻止水分进入燃料泄漏通道，

其中，响应于在该燃料泄漏通道中的加压泄漏燃料，密封件保持器允许密封件远离就座位置移动到离座位置，在离座位置中，燃料喷射管线和连接器之间的密封连接被断开，以便允许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

所述密封件是O形圈，且O形圈围绕燃料喷射管线。

3.根据权利要求1所述的密封系统，其中

所述密封件保持器还包括偏压板，偏压板还包括孔和释放凹口，孔接收燃料喷射管线，且释放凹口定位在偏压板的外侧部分处且远离连接器突起，从而为移除密封件保持器提供维护位置。

4.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，所述螺母还包括倒角，并且密封件在就座位置时靠着所述倒角就座。

5.根据权利要求1所述的密封系统，其中

所述密封件保持器还包括偏压板，所述偏压板可缩地朝向连接器推动密封件，且所述偏压板还包括接收燃料喷射管线的孔。

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，燃料喷射管线延伸通过套筒和螺母，并且套筒进一步包括径向延伸通过套筒并且包括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

所述密封件保持器进一步包括偏压板，连接器还包括螺母，密封件在离座位置时被远离螺母但是靠着偏压板定位，并且密封件在就座位置时被定位成靠着螺母和偏压板。

8.根据权利要求1所述的密封系统，其中

所述密封件保持器由弹簧钢形成且被热处理，以便给予密封件保持器弹性性能，用于允许密封件在就座位置和离座位置之间移动。

9.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的下游的侧面进料管，缸盖和侧面进料管在其间限定燃料泄漏通道的第一部分，并且第一部分被构造为在密封件在离座位置时允许泄漏燃料流过第一部分和通过密封件。

10.根据权利要求9所述的密封系统，其中

流过燃料泄漏通道的泄漏燃料从在侧面进料管和燃料喷射管线之间的接合处流出。

11.根据权利要求9所述的密封系统，其中

侧面进料管和连接器在其间限定燃料泄漏通道的第二部分，第一部分定位在第二部分的上游，并且第二部分被配置为当密封件在离座位置时允许泄漏燃料流过第二部分和通过密封件。

12.根据权利要求11所述的密封系统，其中

燃料喷射管线和连接器在其间限定燃料泄漏通道的第三部分，第二部分定位在第三部分的上游，并且第三部分被配置为在密封件在离座位置时允许泄漏燃料流过第三部分和通过密封件。

13.根据权利要求12所述的密封系统，其中

所述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包括在燃料泄漏通道中的槽，并且槽流体地连接燃料泄漏通道的第二部分和第三部分。

14.根据权利要求1所述的密封系统，其中

所述密封件保持器还包括偏压板和从偏压板延伸且围绕连接器定位的多个安装凸片，偏压板还包括接收燃料喷射管线的孔，密封件被定位在偏压板和连接器之间，并且偏压板和多个安装凸片配合以便弯曲，从而允许密封件在就座位置和离座位置之间移动。

15.根据权利要求14所述的密封系统，其中

所述安装凸片围绕连接器相对于彼此大致均匀地间隔。

16.根据权利要求14所述的密封系统，其中

所述至少一个安装凸片还包括向内弯曲部，所述向内弯曲部径向向内延伸且围绕连接器的保持边缘卷绕，并且向内弯曲部配置成用于保持密封件保持器到连接器。

17.根据权利要求16所述的密封系统，其中

所述至少一个安装凸片还包括向外弯曲部，所述向外弯曲部远离向内弯曲部径向向外延伸，向外弯曲部配置成提供用于安装密封件保持器的维护位置，并且所述向内弯曲部定位在偏压板和向外弯曲部之间。

18.根据权利要求14所述的密封系统，其中

多个安装凸片的每一个进一步包括重叠部分，每个重叠部分与连接器的面对表面和侧面表面重叠，并且每个重叠部分围绕形成在面对表面和侧面表面的交界处的连接器的边缘形成弯曲部。

19.根据权利要求18所述的密封系统，其中

每个弯曲部相对于面对表面径向向外定位，以便形成锐角，并且每个弯曲部配置成弯曲，从而允许密封件在就座位置和离座位置之间移动。