CN107110098B - 燃料喷射装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的燃料喷射装置的特征尤其在于，实现噪声少并且能够摆动的结构。燃料喷射装置包括至少一个燃料喷射阀(1)和用于所述燃料喷射阀(1)的在缸盖(9)中的接收孔(20)，以及在所述燃料喷射阀(1)的阀壳体(22)与所述接收孔(20)的壁之间的去耦元件(25)。在此，在所述燃料喷射阀装配在所述接收孔(20)中之前，所述去耦元件(25)防失落地布置在所述燃料喷射阀(1)上，其方式是：保险环(29)在所述去耦元件(25)下面安置在所述燃料喷射阀(1)的外周缘上，并且所述保险环(29)是封闭的塑料环。所述燃料喷射装置特别适合用于将燃料直接喷射到混合压缩的点燃式内燃机的燃烧室内。

Description

燃料喷射装置
技术领域
本发明涉及一种燃料喷射装置。
背景技术
在图1中，例如示出从现有技术已知的燃料喷射装置，在所述燃料喷射装置中，在燃料喷射阀上设置一个平的中间元件，所述燃料喷射阀安装在内燃机的缸盖的接收孔中。以已知的方式，把这种中间元件作为支撑元件以垫片的形式放置在缸盖的接收孔的肩部上。借助这种中间元件来补偿制造公差和装配公差，并且也在燃料喷射阀的轻微倾斜状态中确保了无横向力的支承。燃料喷射装置特别适合在混合压缩的点燃式内燃机的燃料喷射设备中使用。
燃料喷射装置的简单的中间元件的另一类型已经从DE 101 08 466 A1已知。所述中间元件涉及具有圆形横截面的垫环，所述垫环在下述区域中布置：在所述区域中，不仅燃料喷射阀而且缸盖中的接收孔的壁呈截圆锥状地延伸，并且所述垫环作为用于支承和支撑燃料喷射阀的补偿元件来使用。
此外，用于燃料喷射装置的更复杂的和在生产中明显花费更大的中间元件也从DE100 27 662 A1、DE 100 38 763 A1和EP 1 223 337A1已知。这些中间元件的特征在于，所述中间元件全部多部分地或者说多层地构造，并且要部分地承担密封和减振功能。从DE100 27 662 A1已知的中间元件包括主体和支架体，被燃料喷射阀的喷嘴体穿过的密封剂在所述主体和支架体中使用。从DE 100 38 763 A1已知多层的补偿元件，所述补偿元件由两个刚性环和一个三明治状地布置在其中的弹性中间环组成。该补偿元件既实现了燃料喷射阀相对于接收孔的轴线在相对大的角范围上的倾斜，也实现了燃料喷射阀从接收孔的中心轴线的径向移位。
同样多层的中间元件也从EP 1 223 337 A1已知，其中，这种中间元件由多个垫片组成，所述垫片由减振材料组成。在此，由金属、橡胶或聚四氟乙烯(PTFE)构成的减振材料如此选择和设计，使得实现由于燃料喷射阀的运行所产生的振荡和噪声的噪声衰减。然而对此，中间元件必须包括4至6层，以便达到所期望的减振效果。
此外，US 6 009 856 A提出，利用套筒包围燃料喷射阀，并且利用弹性的、衰减噪声的质量填充所产生的中间空间，用于降低噪声排放。然而，这种类型的噪声衰减是非常昂贵的、装配不友好的和成本巨大的。
发明内容
根据本发明的燃料喷射装置具有以下优点：能够非常简单地并且成本有利地为燃料喷射阀上的去耦元件安装防失落装置，由此，排除去耦元件在燃料喷射阀装配在接收孔中之前的滑落。根据本发明，由紧凑的、坚实的并且仍然精细的保险环承担防失落功能，所述保险环在去耦元件下面布置在燃料喷射阀的外周缘上。
尽管所述保险环具有非常简单的和能够容易地生产的几何结构和轮廓成型，所述保险环的特征在于特别高的功能集成，因为使突出到不同方向的功能区域成型在表现为坚实的结构元件的保险环上，所述功能区域用于保持、保护、对中、预定位和无损坏的引入和安装。
通过在具体实施方式中实施的措施，实现本发明的燃料喷射装置的有利的扩展方案和改善方案。
去耦元件的特征在于小的安装高度，由此，该去耦元件也能够在小的安装空间中使用。此外，所述去耦元件也在高温情况下具有高的耐久性。去耦元件能够在制造技术上非常简单地并且成本有利地生产。此外，能够简单地并且快速地装配或者说拆除由燃料喷射阀和去耦元件构成的系统的总体悬挂。
附图说明
本发明的实施例在附图中简化地示出并且在下面的说明中详细阐述。
其示出了
图1在一种具有盘形中间元件的已知实施方式中的部分示出的燃料喷射装置，
图2在燃料直接喷射的情况下的缸盖中的燃料喷射阀的支撑装置的机械等效线路图，该等效线路图再现通常的弹簧质量减振系统，
图3在图2中示出的弹簧质量减振系统的传递特性，该传递特性在低频情况下在谐振频率fR区域内具有增强，并且在去耦频率fE之上具有隔离区域，
图4在燃料喷射阀的安装情况下、穿过根据本发明的燃料喷射装置的横截面，所述横截面在图1中所示出的盘形中间元件的区域内，
图5图4的细节视图V，
图6和7根据本发明的保险环的一种替代的实施方式，其中，图6以类似图5的视图示出安装情况，并且图7以斜俯视图示出作为单个结构元件的保险环。
具体实施方式
为了理解本发明，下面参照图1详细说明燃料喷射装置的一种已知实施方式。在图1中，在侧视图中示出以喷射阀1的形式的阀作为一种实施例，所述喷射阀用于混合压缩的点燃式内燃机的燃料喷射设备。燃料喷射阀1是燃料喷射装置的一部分。利用下游端部，燃料喷射阀1安装到缸盖9的接收孔20中，所述燃料喷射阀以直接喷射的喷射阀的形式来实施，所述喷射阀用于直接喷射燃料到内燃机的燃烧室25中。密封环2(尤其由TeflonTM构成)负责燃料喷射阀1相对于缸盖9的接收孔20的壁的优化密封。
以垫片形式实施为支撑元件的扁平的中间元件24，装入在阀壳体22的凸肩21与接收孔20的例如相对于接收孔20的纵向延长线呈直角地延伸的肩部23之间。借助这种中间元件24来补偿制造公差和装配公差，并且也在燃料喷射阀1的轻度倾斜状态中确保无横向力的支承。
燃料喷射阀1在其流入侧端部3上具有到燃料分配管线(Fuel Rail，燃料轨)4的插接连接，所述插接连接通过密封环5在燃料分配管线4的以截面示出的连接套管6与燃料喷射阀1的输入套管7之间进行密封。燃料喷射阀1插入到燃料分配管线4的连接套管6的接收孔12中。在此，连接套管6例如一体地从本来的燃料分配管线4产生，并且在所述接收孔12的上游具有直径更小的流通口15，通过所述流通口实现燃料喷射阀1的进流。燃料喷射阀1具有用于电接触的电连接插头8，用于操纵燃料喷射阀1。
为了将燃料喷射阀1和燃料分配管线4尽可能无径向力地互相隔开间距，并且将燃料喷射阀1可靠地压制在缸盖的接收孔中，在燃料喷射阀1与连接套管6之间设置压紧装置10。压紧装置10实施为弓形构件，例如实施为冲压弯曲件(Stanz-Biege-Teil)。压紧装置10具有部分环形的基础元件11，压紧弓13从所述基础元件弯曲出来地延伸，所述压紧弓在安装好的状态中贴靠在燃料分配管线4上的连接套管6的下游端面14处。
相对于已知的中间元件解决方案，一方面要主要在噪声关键的空载运行中，通过中间元件24的针对性的设计方案和几何形状，以简单的方式达到改善的噪声衰减，并且另一方面要简单地并且成本有利地实现公差补偿(所述公差补偿允许燃料喷射阀直到1°的倾斜)和在温度影响下的无横向力的运行。在直接高压喷射的情况下的燃料喷射阀1的决定性的噪声源是在阀运行期间导入到缸盖9中的力(固体声)，所述力导致缸盖9的结构性激发并且从所述缸盖发射为空气声。为了实现噪声改善，因此，力求导入到缸盖9中的力最小化。除了减小由于喷射引起的力之外，这能够通过影响在燃料喷射阀1和缸盖9之间的传递特性来达到。
在机械意义上，能够将燃料喷射阀1在缸盖9的接收孔20中的被动中间元件24上的支承构成为通常的弹簧质量减振系统，如这在图2中示出的那样。在此，相对于燃料喷射阀1的质量m，缸盖9的质量M在初始着手处理中(in erster
Figure GDA0002379838340000041
)能够假定为无穷大。这种系统的传递特性的特征在于，在低频情况下在谐振频率fR的区域内的增强，和在去耦频率fE之上的区域(见图3)。
除了由于限制燃料喷射阀1在发动机运行期间所允许的轴向最大运动引起的小的安装空间之外，燃料喷射阀1借助去耦元件25的小的弹簧刚性c从缸盖9去耦变难，所述去耦元件环形地、尤其作为封闭环地、并且在横截面中垫式地实施。在车辆中，典型地出现以下准静态负载状态：
1.在装配后通过压紧装置10施加的静态压紧力FNH；
2.在空转运行压力下存在的力FL；
3.在额定系统压力下存在的力Fsys。
为了能够以简单的并且成本有利的方式在燃料直接喷射的典型边界条件(燃料喷射阀1的安装空间小、力大、轴向总体运动小)下实现噪声去耦措施，具有其垫式的横截面的去耦元件25此外在其环形的走向上如此构型：设置例如尽可能平的下端面26(所述下端面放置在缸盖9中的接收孔20的肩部23上)，并且设置上端面27(所述上端面从径向外部向径向内部锥形地提升地延伸并且具有与燃料喷射阀1的阀壳体22的球形拱起的肩部面21的抵靠接触)。
在图4中示出在燃料喷射阀1的安装情况下、穿过去耦元件25的横截面，所述横截面在图1中所示出的盘形中间元件24的区域内，其中，中间元件24被去耦元件25替换。
根据本发明，去耦元件25防失落地布置在燃料喷射阀1上，其方式是：保险环29在去耦元件25下面安装在燃料喷射阀1的外周缘上。在此，保险环是封闭的塑料环。保险环29的特征在于作为坚实的结构元件，所述结构元件小地并且紧凑地实施，并且具有突出到不同方向的功能区域。必须在燃料喷射阀1上防失落地固定去耦元件25，以便在原始设备制造商(OEM)处，实现燃料喷射阀1和去耦元件25共同装配和拆卸到内燃机的缸盖9中。以这种方式，OEM仅仅必须使用一个总体结构组合件。
在图5中以放大的细节视图示出去耦元件25和保险环29作为图4的局部V。处于径向上最远地向内的功能区域是保持区域30，所述保持区域相应于在阀壳体22上引入的槽31。朝向所述去耦元件25的方向的、具有导入斜面的倾斜区域32从保持区域30出发延伸，所述倾斜区域要满足预定位功能。处于径向上最远地向外的功能区域是保险区域33，所述保险区域在径向上如此远地在下面配合所述去耦元件25(具有至少在安装好的状态下的小的轴向距离)，使得排除所述去耦元件25在所述燃料喷射阀安装在所述接收孔20中之前从所述燃料喷射阀1滑落。向下突出的功能区域是对中区域34，所述对中区域环凸缘状(ringkragenartig)地实施，并且利用间隙配合贴靠在阀壳体22上。
根据本发明，保险环29如此紧凑地并且以其外尺寸构型：使得在燃料喷射阀1的偏转情况/倾斜情况下，在缸盖9的接收孔20的壁与保险环29之间不产生接触。所述接触将又导致产生横向力到燃料喷射阀1上并且因此导致不期望的弯曲。此外，不再确保在整个使用寿命上保险环29可靠地保持在燃料喷射阀1上。
塑料构成的保险环29在其装配在燃料喷射阀1上之前调制。在此，有针对性地利用例如水使塑料增加至膨胀。由此，提高所述塑料的延展性，而在塑料的接合中不产生裂缝或类似物。接下来，保险环29通过接合部37在阀壳体22上延展。由于专门调制的状态，在此所产生的负载对保险环29是可承受的。为了能够安全地并且可靠地实施装配过程，燃料喷射阀1在其接合部37上具有例如30°的导入斜面。在此，在该导入斜面上所设置的在接合部37上的短的柱形区段帮助在装配时可靠地避免保险环29的翻卷。为了实现保险环29的径向预定位，保险环构造有倾斜区域32，所述倾斜区域具有例如45°的导入斜面。在阀壳体22上引入的槽31负责卡住跟随倾斜区域32的保持区域30，从而防止：在安装好的状态中在去耦元件25上不存在接触或者在去耦元件上存在“压实(auf Block)”配合(Sitz)。由此，在其他方面会显著地限制燃料喷射阀1的可摆动性。在装配状态中，保险环29利用按压安装在槽31中，也就是说，保险环29的最大内径小于阀壳体22上的槽底的最小外径。在接收孔20中装配结构单元(燃料喷射阀1/去耦元件25/保险环29)之后，塑料又减小其湿度到最初的尺寸，由此再次提高在燃料喷射阀1上的紧合度。
在所示出的实施例中，去耦元件25在其上侧具有锥形地或者说锥体地延伸的端面27，所述端面在安装好的状态中相应于燃料喷射阀1的阀壳体22的球状或者说球形实施的、突出地拱起的肩部面21。在此，阀壳体22的肩部面21构造在处于径向向外的肩部28上。阀壳体22的肩部面21不必完全地球形拱起地延伸；在与去耦元件25的锥形延伸的端面27的接触区域中是这种形式就足够了。上端面27和下端面26到去耦元件25的两个内部的和外部的环侧面的各自的过渡能够倒圆角。在阀壳体22的球形拱起的肩部面21和去耦元件25的锥形或者说锥体地延伸的端面27上，具有平角的或者说具有拱形结构的大的半径的几何形状，与向径向内部至燃料喷射阀1的相对大的间隙并且与向径向外部至接收孔20的壁的小间隙结合，实现使用能注塑的塑料元件或者冷成型的铝元件。这种去耦元件25成本有利地制造并且以所期望的方式使固体声去耦。
与阀壳体22的微微突出地拱起的肩部面21一起，产生能够摆动的或者说能够倾斜的连接，用于公差补偿。在燃料喷射阀1与接收孔20之间有偏差的情况下，在所容许的制造波动的框架内，会出现燃料喷射阀1的轻微的倾斜状态。然后，通过在燃料喷射阀1和去耦元件25之间的能够摆动的连接，能够很大程度上避免在燃料喷射阀1的倾斜状态下的横向力。在去耦元件25上、越过接收孔20的肩部23向保险环29的方向突出的并且倾斜地实施的凸缘38能够负责在倾斜情况下还更好地稳定去耦元件25，或者说实现保险环29的非常紧凑的实施方案，因为在保险环29的小径向尺寸的情况下，在凸缘38的区域中，已经可靠地在下面配合去耦元件25。
在图6和7中示出根据本发明的保险环29的另一种实施方式，其中，图6示出安装情况并且图7以倾斜的俯视图示出作为单个结构元件的保险环29。保险环29在这种实施中也是紧凑的、坚实的、封闭的塑料环。保险环29的这种变型有利地提供燃料喷射阀1在制造工厂中的无指向的装配的可行性。在图4和5中示出的实施方式中，因为所述保险环的构造为倾斜区域32的预定位倒棱，保险环29在装配线中必须以有指向的方式供给，这导致一定的易错性。
保险环29在其上侧和下侧准对称地实施。因此，以保险环29的何种位置装配在燃料喷射阀1上是无所谓的。关于装配和功能在两个安装方向中相同地表现。与第一实施例的环凸缘状的对中区域34类似，环区段形的接片区域42从保险环29的主体向上并且向下突出，所述接片区域例如有6个在整个环上互相隔开间距地成型。在此，保险环29在下侧和上侧上仅仅准对称地构造，因为间断的接片区域42(所述接片区域具有轻微梯形的横截面)例如以30°偏移地布置，从而在一侧的接片区域42之间的空隙总是对置于在另一侧的接片区域42。这种形式既具有强度上的优点又具有压塑技术上的优点。

Claims (12)

1.用于内燃机的燃料喷射设备的燃料喷射装置，其中，所述燃料喷射装置包括至少一个燃料喷射阀(1)和用于所述燃料喷射阀(1)的接收孔(20)，并且在所述燃料喷射阀(1)的阀壳体(22)与所述接收孔(20)的壁之间引入去耦元件(25)，
其特征在于，
所述去耦元件(25)防失落地布置在所述燃料喷射阀(1)上，其方式是：保险环(29)在所述去耦元件(25)下面安置在所述燃料喷射阀(1)的外周缘上，并且所述保险环(29)是封闭的塑料环，所述保险环(29)是实心的结构元件，所述结构元件具有突出到不同方向上的具有不同功能的功能区域，
处在径向上最远地向内的功能区域是保持区域(30)，所述保持区域相应于在所述阀壳体(22)上引入的槽(31)，
从倾斜区域(32)出发设置有用于预定位的导入斜面，所述倾斜区域从所述保持区域(30)指向所述去耦元件(25)的方向。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射装置，
其特征在于，
处在径向上最远地向外的功能区域是保险区域(33)，所述保险区域在径向上如此远地在下面配合所述去耦元件(25)，使得在所述燃料喷射阀安装在所述接收孔(20)中之前，排除所述去耦元件(25)从所述燃料喷射阀(1)滑落。
3.根据权利要求1或2所述的燃料喷射装置，
其特征在于，
向下突出的功能区域是对中区域(34)，所述对中区域环凸缘状地实施。
4.根据权利要求1或2所述的燃料喷射装置，
其特征在于，
所述保险环(29)在所述保险环的上侧和下侧分别具有多个环区段形的接片区域(42)，所述接片区域从保险环( 29) 的主体向上并且向下突出并且在整个环上互相隔开间距地成型。
5.根据权利要求4所述的燃料喷射装置，
其特征在于，
所述环区段形的接片区域(42)在到一个平面中的投影中彼此错开地成型，从而在一侧的所述接片区域(42)之间的间隙总是对置于在另一侧的接片区域(42)。
6.根据权利要求1或2所述的燃料喷射装置，
其特征在于，
所述去耦元件(25)环形地实施，环具有安放在所述接收孔(20)的肩部(23)上的下端面(26)，并且所述环具有上端面(27)，所述上端面从径向外部向径向内部锥形地提升地延伸，并且具有与所述燃料喷射阀(1)的阀壳体(22)的球形拱起的肩部面(21)的抵靠接触。
7.根据权利要求6所述的燃料喷射装置，
其特征在于，
所述去耦元件(25)是注塑的塑料元件或者冷成型的铝元件。
8.根据权利要求1或2所述的燃料喷射装置，
其特征在于，
所述去耦元件(25)如此构造，使得向径向内部至所述燃料喷射阀(1)存在相对大的间隙并且向径向外部至所述接收孔(20)的壁存在非常小的间隙。
9.根据权利要求1或2所述的燃料喷射装置，
其特征在于，
所述去耦元件(25)在所述去耦元件的锥形地延伸的上端面(27)的区域中与所述燃料喷射阀(1)建立能够摆动的和/或能够倾斜的连接，用于公差补偿。
10.根据权利要求1或2所述的燃料喷射装置，
其特征在于，
用于所述燃料喷射阀(1)的接收孔(20)构造在缸盖(9)中，并且所述接收孔(20)具有肩部(23)，所述肩部垂直于所述接收孔(20)的延长线延伸，并且所述去耦元件(25)安放在所述肩部上。
11.根据权利要求1所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述燃料喷射装置用于把燃料直接喷射到燃烧室中。
12.根据权利要求6所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述去耦元件实施为封闭环。
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