CN106460759A - 过滤器组件和燃料喷射器 - Google Patents

Abstract

一种过滤器组件（110），其用于用于将燃料喷射到燃烧发动机内的喷射器（100），该过滤器组件（110）包括带有框架（180）的过滤器元件（165）以及在其中接收过滤器元件（165）的管状过滤器外壳（170），并且框架具有轴向端部（220）。过滤器外壳（170）具有侧壁，其带有支撑过滤器元件（165）的框架（180）的轴向端部（220）的锥形部（305），并且锥形部（305）具有基于带有小于180°的张角γ的锥体的圆锥区段的形状。

Description

过滤器组件和燃料喷射器

技术领域

本发明涉及用于在燃料喷射器中使用的过滤器组件和燃料喷射器。

尤其属于活塞类型的燃烧发动机使用燃料喷射器以便将燃料喷射到燃烧室内。燃料喷射器包括过滤器组件，其通常在喷射器的制造期间沿轴向方向压配合于喷射器内。

背景技术

EP 1 229 239 A2示出带有过滤器的燃料喷射器。

当过滤器组件压配合在喷射器内时，相当大的力可作用于过滤器组件上，使得过滤器组件相对于喷射器的位置可由于可能出现的变形而被不良地限定。此外，可能发生过滤器元件的破裂，使得未过滤的燃料可朝向喷射器的精密的阀系统传递。

因此，本发明的目的在于提供一种过滤器组件和燃料喷射器，使得将过滤器组件轴向压配合于喷射器内可在过滤器组件的元件的变形的减小的风险的情况下执行。

发明内容

本发明通过带有独立权利要求的特征的过滤器组件和燃料喷射器实现该目的。从属权利要求展示了本发明的优选实施例和改进。

根据本发明，详细说明了用于将燃料喷射到燃烧发动机内的喷射器的过滤器组件。该过滤器组件包括过滤器元件和在其中接收过滤器元件的管状过滤器外壳。根据本发明的另一方面，详细说明了包括所述过滤器组件的燃料喷射器。

过滤器元件具有框架。其可便利地进一步具有附接到框架的过滤器滤网。在一个实施例中，框架具有圆筒形侧壁，其具体地沿纵向轴线延伸。在其它实施例中，框架具有中央开口，其沿纵向轴线延伸通过框架，所述中央开口具有径向突出部。在这些实施例中，框架的外部周向侧表面也可为圆筒形。在一个改进中，过滤器滤网沿纵向方向从框架的一侧（具体地燃料出口侧）突伸。在一些实施例中，过滤器滤网轴向地重叠框架且在轴向重叠的区域中沿循框架的中央开口的形状。

过滤器外壳具有侧壁，该侧壁带有支撑过滤器元件的框架的轴向端部的锥形部。在一个实施例中，轴向端部位于框架的燃料出口侧处。锥形部具有圆锥区段的形状，其基于带有小于180°的张角（opening angle）γ的锥体。具体地，过滤器外壳的内部周向表面的横截面面积在沿纵向轴线的路线（course）中在锥形部的区域中逐渐减小。在一个实施例中，过滤器滤网纵向突伸超出该圆锥区段。

通过使用圆锥区段的倾斜表面而不是肩部，在将过滤器组件压配合到燃料喷射器内的期间能够更好地维持过滤器组件上的轴向力，且能够防止或至少很大程度上避免过滤器外壳的变形。

邻近上述轴向端部，框架的外部周向侧表面可包括在锥形部区域中的第一区段，第一区段具有基于带有小于180°的张角α的锥体的圆锥区段的形状。

第一区段可比如与锥形部对齐，即，具体地第一区段和锥形部轴向地重叠。以这种方式，过滤器组件可没有锋利边缘，锋利边缘可在锥形部区段中施加张力于过滤器外壳上。在其中张角α不同于张角γ的情形中，框架可由弹性材料制成，使得在组装过滤器组件的期间，框架的外部周向表面的第一区段可变形，以适应锥形部区域中过滤器外壳的内部周向表面。以这种方式，可提供框架的改善的径向支撑。

优选地，张角α在60°和160°之间。实验已经示出这种倾斜度的斜面（chamfer）良好地适合于向过滤器外壳传递轴向力和给予过滤器外壳径向支撑两者。

框架的外部周向表面还可包括在锥形部区域中的第二区段，第二区段具有基于带有小于180°的张角β且α≠β的圆锥区段的形状。第二区段也优选地布置成邻近框架的上述轴向端部。具体地，第一区段和第二区段彼此邻接，即，其直接彼此相接且具有共同的接口。第一区段优选地朝向轴向端部（且具体地朝向燃料出口侧）沿框架沿纵向方向布置在第二区段之后。第二区段优选地轴向地安置在框架的外部周向侧表面的圆筒形区段和第一区段之间。通过提供两个邻近的区段，可进一步改善过滤器元件对过滤器外壳的适应或者过滤器元件和过滤器外壳之间的力传递。

优选地，张角β在20°和140°之间。更优选地，α大于γ，且γ大于β。以这种方式，可实现最优结果。

在其它优选实施例中，第一区段的轴向高度h小于或等于锥形部的轴向高度y，且锥形部的轴向高度y小于或等于第一区段和第二区段的累加轴向高度H。第一区段和第二区段两者都具体地轴向地与锥形部重叠。以这种方式，第一区段和第二区段的接口可定位在过滤器外壳的锥形部上。

优选地，过滤器组件配置成被轴向地压配合到喷射器内。例如，在锥形部的更小的直径端部上的过滤器外壳的外部直径可与喷射器的支撑部分的孔的内部直径对齐。过滤器组件可因此被压配合到喷射器内，使得在这种过程期间，在过滤器外壳可能没有发生物理损伤时能够校准过滤器组件的轴向位置。尤其在其中过滤器元件的轴向位置确定喷射器的特性（诸如流动速率）的喷射器中，能够有利地使用上文所描述的过滤器组件。

在说明书的以下部分中，详细说明本公开的更多方面。各个方面被编号，以便促进引用其它方面的特征。

1. 一种过滤器组件，其用于在用于将燃料喷射到燃烧发动机内的燃料喷射器中使用，所述组件包括：

带有框架的过滤器元件，所述框架具有轴向端部；

在其中接收所述过滤器元件的管状过滤器外壳；

所述过滤器外壳具有侧壁，其带有支撑所述过滤器元件的所述框架的所述轴向端部的锥形部，

其中，所述锥形部具有基于带有小于180°的张角γ的锥体的圆锥区段的形状。

2. 根据方面1所述的过滤器组件，其中，所述框架的外部周向表面包括在所述锥形部的区段中的第一区段，所述第一区段具有基于带有小于180°的张角α的锥体的圆锥区段的形状。

3. 根据方面2所述的过滤器组件，其中，60°≤α≤160°。

4. 根据方面2或3所述的过滤器组件，其中，所述框架的所述外部周向表面还包括在所述锥形部的区域中的第二区段，所述第二区段具有基于带有小于180°的张角β的锥体的圆锥区段的形状，且α≠β。

5. 根据方面4所述的过滤器组件，其中，20°≤β≤140°。

6. 根据方面4或5所述的过滤器组件，其中，α>γ>β。

7. 根据前述方面中的一个方面所述的过滤器组件，其中，h≤y≤H，并且其中：

h：=所述第一区段的轴向高度

y：=所述锥形部的轴向高度，以及

H：=所述第一区段和所述第二区段的累加轴向高度。

8. 根据前述方面中的一个方面所述的过滤器组件，其中，所述过滤器组件配置成轴向地压配合到所述喷射器内。

9. 一种燃料喷射器，其包括根据前述方面中的一个方面所述的过滤器组件。

附图说明

现在将关于附图更详细地解释本发明，附图中：

图1以纵向截面视图示出燃料喷射器；

图2以纵向截面视图示出安装到图1的燃料喷射器内的过滤器组件；

图3以相应的纵向截面视图示出用于图1的喷射器的过滤器组件的过滤器元件和过滤器外壳，以及

图4以纵向截面视图示出图1-3的过滤器组件的示例性实施例。

具体实施方式

图1示出用于将燃料喷射到燃烧发动机内（尤其在机动车辆的动力系中）的燃料喷射器100。燃料喷射器100沿纵向轴线105延伸且包括过滤器组件110，其用于在燃料在入口115和末端部120之间通过喷射器100的途中过滤燃料。过滤器组件110优选地还沿纵向轴线105延伸。

在喷射器100的一个实施例中，提供用于控制燃料通过末端部120的流动的阀140和用于操作阀140的电磁致动器145。致动器145可包括螺线管150和电枢155。当对螺线管150供能时，其吸引联接到阀140的电枢155，使得容许通过喷射器100的燃料的流动。

在本示例性实施例中，燃料喷射器100还包括本体125、盖130和挡块（block）135。挡块135具体地是燃料喷射器100的致动器145的磁极片。挡块135适于从轴向方向接收过滤器组件110，且过滤器组件110优选地适于压配合到挡块135内。具体地，挡块135具有沿纵向方向延伸通过挡块135的中央孔，且过滤器组件110被接收在该中央孔中。

提供校准弹簧160以便当供能时沿与螺线管150的吸引力相对的方向朝向阀140的阀座推动阀140的阀针162。在本实施例中，过滤器组件110在校准弹簧160与阀针162在该侧上接触的一侧相对的轴向侧上与校准弹簧160接触。可通过改变过滤器组件110相对于挡块135的轴向位置来调整校准弹簧160在阀针162上的预加载力。通过这些，可校准喷射器100的动态流动特性。这种校准可在制造喷射器100的期间执行。

过滤器组件110包括过滤器元件165、过滤器外壳170以及在优选实施例中，过滤器帽175。过滤器元件165具有圆筒形框架180，过滤器滤网185附接到该框架180，以便过滤通过喷射器100流动到阀140的燃料。

框架180优选地是中空的。其可具有圆筒形壳体的形状。在其它优选实施例中，框架180的内部侧向表面不是圆筒形。以这种方式，可实现过滤器滤网185的特别大的过滤面积。框架180优选地由塑料，具体地借助于模塑或铸造制造。

滤网185可包括细筛、毛状织物等。其在框架180的燃料出口侧上轴向地突伸超出框架180的第一轴向端部220。滤网185可以在相同的工艺中或相继的工艺中（例如借助于嵌件模制）模制于框架180。

过滤器外壳170可为金属零件，比如其可由金属片材通过深冲压制造。帽175还可包括成型片材金属。帽175可压配合到过滤器外壳170上。优选地，帽175包括用于容许燃料朝向过滤器元件165的流动的孔口。在通过过滤器元件165之后，燃料可通过过滤器外壳170中接近图1中的过滤器组件110的底部的另一孔口离开，以朝向阀140流动。

图2示出在安装期间在图1的燃料喷射器100中的过滤器组件110。按压力205被施加到过滤器帽175，从该处其可被传递到过滤器元件165的框架180且到达过滤器外壳170上。在其它实施例中-例如当过滤器外壳170接近过滤器帽175向内弯曲，以便使过滤器元件165在其邻近的轴向端部（该轴向端部具体地定位在框架180的燃料入口侧上）上封闭时-可使来自过滤器帽175的按压力直接向前进入过滤器外壳170内，而不被轴向地引导通过框架180。按压力可落在200-1000 N的范围内，或者甚至更多。

过滤器外壳170和挡块135之间的侧向摩擦形成阻力210，其沿与按压力205相对的方向起作用。而且，校准弹簧160的预加载力215对抗按压力205作用在过滤器外壳170上。当按压力205超过阻力210和预加载力215之和时，过滤器组件110进一步被压配合到喷射器100的挡块135内。可执行过滤器组件110的压配合，直到通过喷射器100的流体的流动速率已达到期望值为止。可连续地或以脉冲形式施加按压力205。当移除按压力205时，过滤器组件110通过侧向摩擦保持在其相对于挡块135的位置中。

过滤器外壳170具有锥形部305，其中，过滤器外壳170的内部直径在过滤器帽175的下游减少。框架180具有带有大体上圆筒形周向外部表面的侧壁218、接近锥形部305的第一轴向端部220和接近帽175的第二轴向端部225（参加图2）。第一轴向端部220定位在框架180的燃料出口侧处，且第二轴向端部225定位在框架180的燃料入口侧处。

将参考图3更详细地解释在锥形部的区域中的邻近表面的几何形状。以这种方式能够实现在锥形部的区域中沿过滤器外壳170的力的特别良好的传递。

图3以纵向截面视图示出用于根据图1或2的喷射器100的过滤器组件110的过滤器外壳170和过滤器元件165。 在左手侧上，过滤器组件110的过滤器元件165的圆筒形框架180的第一轴向端部220根据一个实施例详细示出。在右手侧上，在一个实施例中示出过滤器外壳170，其带有用于支撑框架180的轴向端部220的锥形部305。为了简单起见，仅示出过滤器外壳170在纵向轴线105的右手侧上的部分。为了更好的可表现性和/或理解起见，尺寸不视为按照真实比例且可不匹配图1或2中的那些尺寸。

过滤器外壳170采用锥形部305，以提供倾斜的接触表面310，框架180的轴向端部220可抵靠该接触表面310置放。倾斜接触表面310是过滤器外壳170的内部周向表面的一部分。锥形部305具有圆锥区段的形状，该圆锥区段基于带有小于180°的张角γ的锥体。这使得其与肩部不同，肩部可被理解为基于带有180°的张角的锥体的锥形部。接触表面310沿轴向方向的延伸部被标记为y。

框架180可在其第一轴向端部220处具有第一斜面315，以与过滤器外壳170的接触表面310匹配。第一斜面315形成框架180的侧壁218的外部周向表面的第一区段320，其也具有基于带有张角α的锥体的圆锥区段的形状。这种情况下，α小于180°。第一表面320沿轴向方向的延伸部给定为h。在一个实施例中，第一区段320和接触表面310具有相同的锥角，即α可等于γ。

还可存在第二斜面325，从而形成框架180的侧壁218的外部周向表面的第二区段330。第二区段330轴向地沿朝向第一轴向端部220的方向在第一区段320前方，且在当前实施例中，第二区段330与第一区段320具有共同的接口。第一区段320和第二区段330两者都与锥形部305轴向地重叠。

第二区段330也具有基于带有张角β的锥体的圆锥区段的形状。当存在第二斜面325时，第一表面320可具有与接触表面310相同的锥角（即，α=γ），同时β≠γ。在其它实施例中，第二表面330具有与接触表面310相同的锥角（即β=γ），同时α≠γ。然而，在又一实施例中，α≠β≠γ，且h<y，使得首先，仅表面320和330在其共同的接口处会合所在之处的狭窄环形区段与接触表面310接触。

累加轴向高度H包括第一表面320的轴向高度h和第二表面330的轴向高度。

给定尺寸的各种组合可导致框架180的轴向端部220抵靠过滤器外壳170的锥形部305的改善的置放。以下表格给出针对所述尺寸的优选限制。每个规格（specification）符合另一优选实施例且可独立于另一给定的规格。

	最小	最大
			H	0.2 mm	0.7 mm
h	0.1 mm	0.5 mm
			y	h	H
α	60°	160°
			β	20°	140°
γ	α	β

并且有额外的优选约束：

h<H；以及

α>β。

图4示出图1至3的过滤器组件110的示例性实施例。除了锥形部305之外，可存在不与第一锥形部305的功能冲突的更多锥形部405。

Claims (8)

1.一种过滤器组件（110），其用于在用于将燃料喷射到燃烧发动机内的燃料喷射器（100）中使用，所述组件（110）包括：

－带有框架（180）的过滤器元件（165），所述框架（180）具有轴向端部（220）；

－管状过滤器外壳（170），所述过滤器元件（165）被接收在其中；

－所述过滤器外壳（170）具有带有锥形部（305）的侧壁，所述锥形部（305）支撑所述过滤器元件（165）的所述框架（180）的所述轴向端部（220），

其中

－所述锥形部（305）具有基于带有小于180°的张角γ的锥体的圆锥区段的形状，以及

－所述框架（180）的外部周向表面包括在所述锥形部（305）的区段中的第一区段（320），所述第一区段（320）具有基于带有小于180°的张角α的锥体的圆锥区段的形状。

2.根据权利要求1所述的过滤器组件（110），其特征在于，60°≤α≤160°。

3.根据权利要求1或2所述的过滤器组件（110），其特征在于，所述框架（180）的外部周向表面还包括在所述锥形部（305）的区域中的第二区段（330），所述第二区段（330）具有基于带有小于180°的张角β的锥体的圆锥区段的形状，且α≠β。

4.根据权利要求3所述的过滤器组件（110），其特征在于，20°≤β≤140°。

5. 根据权利要求3或4所述的过滤器组件（110），其特征在于，α>γ>β。

6. 根据前述权利要求中的一项所述的过滤器组件（110），其特征在于，h≤y≤H，并且其中

h：=所述第一区段（320）的轴向高度

y：=所述锥形部（305）的轴向高度，以及

H：=所述第一区段（320）和所述第二区段（330）的累加轴向高度。

7.根据前述权利要求中的一项所述的过滤器组件（110），其特征在于，所述过滤器组件（110）配置成被轴向地压配合到所述喷射器（100）内。

8.一种燃料喷射器（100），其包括根据前述权利要求中的一项所述的过滤器组件（110）。