CN107223164A - 制造共轨的方法 - Google Patents

Abstract

一种制造适合于布置在燃料喷射系统中的共轨(12)的方法(100)，该共轨(12)具有设置有孔(28)的本体(18)，该孔限定内部容积(V)，所述本体(18)沿着主轴线(X)从具有第一母螺纹凹部(30)的第一末端(22)延伸至具有第二母螺纹凹部(44)的第二末端(26)，所述孔(28)在所述凹部(30，44)当中的一个凹部中的两端处开口，所述方法(100)包括如下步骤：所述孔(28)的第一自增强步骤(130)，在该第一步骤(130)期间，自增强流体(AF)在所述孔(28)中被加压至第一压力(P1)；以及用于处理所述第一母螺纹凹部(30)的第二自增强步骤(140)，在该第二步骤(140)期间，所述自增强流体(AF)在所述第一凹部(30)中被加压至第二压力(P2)。

Description

制造共轨的方法

技术领域

本发明总体上涉及一种制造共轨的方法。

背景技术

众所周知，作为燃料喷射系统的组成部分的共轨是由钢制成的，并且具有长形管状形状。侧面设置有用于互补接合高压管的连接突起。在其两个末端处，共轨设置有凹部，该凹部具有螺纹，以便在一侧用于压力传感器的互补布置，并且在相反侧用于压力调节装置诸如被动阀或电磁控制阀的互补布置。共轨的制造包括已知的步骤，诸如锻造坯料，然后机加工共轨内部容积以及螺纹凹部。凹部通常具有比内部容积大的直径，因此，当内径增加时共轨的壁厚突然减小。在使用中，共轨填充有若干千巴的高压燃料，并且在操作期间，燃料压力在较大压力范围内快速波动。这在共轨的外周壁中产生了变化的机械应力。所述应力与紧固应力一起集中在壁厚发生变化并且产生潜在裂纹的疲劳区域中。

已经实施了各种增强措施，诸如增加壁厚、将角部修圆、热和局部表面处理等等。

遗憾的是，正在进行的共轨优化不利地使这些方法增加质量和成本。

发明内容

本发明的目的是通过一种制造适合于布置在燃料喷射系统中的共轨的方法来解决或至少减轻上述问题。该共轨具有设置有孔的本体，该孔限定用于在使用中接收高压燃料的内部容积，所述本体沿着主轴线从具有第一横向面的第一末端延伸至具有第二横向面的第二末端，在该第一横向面中居中地开设有适合于接收压力传感器的第一母螺纹凹部，在该第二横向面中居中地开设有适合于接收燃料压力调节阀的第二母螺纹凹部。所述孔在所述凹部当中的一个凹部中的两端处开口。所述方法包括如下步骤：

-锻造所述共轨的钢坯料；

-在所述坯料的所述末端中对所述第一和第二凹部进行机加工和攻丝；

-所述孔的第一自增强步骤，在该第一步骤期间，自增强流体在所述孔中被加压至第一压力；

所述方法进一步包括：

-用于处理所述第一母螺纹凹部的第二自增强步骤，在该第二步骤期间，所述自增强流体在所述第一凹部中被加压至第二压力。

更精确地说，所述第二流体压力比所述第一流体压力低。

此外，在加压所述自增强流体之前，所述第二自增强步骤包括第二密封步骤，在该第二密封步骤期间，在所述第一末端上布置密封特征部，布置多个密封特征部以将径向地设置在所述共轨中的高压通道关闭，并且在所述第二末端上布置自增强机器喷嘴。

在第一另选方案中，所述第二自增强步骤在所述第一自增强步骤之前执行。

在另一个另选方案中，所述第一和第二自增强步骤同时执行。

该方法可以包括：用于处理第二母螺纹凹部的第三自增强步骤，在该第三步骤期间施加第三流体压力。所述第三流体压力比所述第一流体压力低。

本发明还延及一种适合于布置在燃料喷射系统中的共轨，该共轨具有设置有孔的本体，该孔限定用于在使用中接收高压燃料的内部容积，所述本体沿着主轴线从具有第一横向面的第一末端延伸至具有第二横向面的第二末端，在该第一横向面中居中地开设有适合于接收压力传感器的第一母螺纹凹部，在该第二横向面中居中地开设有适合于接收燃料压力调节阀的第二母螺纹凹部，所述孔在所述凹部当中的一个凹部中的两端处开口。

所述第一螺纹凹部和/或所述第二螺纹凹部通过自增强而被整体加强。

此外，所述自增强加强通过采用之前描述的方法来进行。

附图说明

现在参照附图通过示例描述本发明，其中：

图1是燃料喷射设备的共轨的侧视图，该共轨设置有压力传感器，并且还设置有压力调节阀。

图2是与图1的共轨类似的共轨的轴向剖面。

图3是图2的共轨的末端的轴向剖面的放大细节图，密封特征部布置在共轨上。

图4是图3所示的特征部的替换方案。

图5是图2的共轨的末端的轴向剖面的放大细节图，另一个密封特征部布置在共轨上。

图6是图4的特征部的另选实施方式。

图7是这些特征部的又一个另选实施方式。

具体实施方式

尽管经常使用表达“共轨”来指代整个燃料喷射系统，但是在该说明书的环境下，“共轨”指代在燃料喷射系统中以及更具体地说在柴油燃料喷射系统中目的在于作为高压储存器并且能够承受若干千巴燃料压力的部件。

参照图1，图1示出了包括共轨12的共轨组件10，该共轨12设置有压力传感器14和限压阀16。共轨12为长形金属本体18，该长形金属本体18沿着主轴线X从限定第一末端22的第一横向面22(位于图的左侧，压力传感器14布置在该第一横向面22处)延伸至限定第二末端26的第二横向面24(位于图的右侧，阀16布置在该第二横向面24处)。

共轨12的本体18设置有在图2的轴向剖面中可见的轴向孔28，该轴向孔28限定了共轨的在两个末端22、26处开口的内部容积V。

在第一末端22的第一横向面20中，现在描述为在底面32处开设有第一螺纹凹部30，该底面32居中地开设有孔28。如在图3中详细所示，凹部30沿着其全部长度从第一横向面20到第一底面32都具有螺纹。在外部，共轨本体18设置有从第一横向面20沿着轴线X延伸至第一台肩面36的第一外部圆筒状面34。通向底面32的孔28利用第一内部倒角38而变平滑，凹部32的通向第一横向面20的开口利用第一螺纹端倒角40而变平滑，并且第一横向面20和第一外部圆筒状面34的结合通过第一外部倒角42而变平滑。

共轨12的第二末端26类似地布置。第二螺纹凹部44在第二横向面24中开口，并且所述第二凹部的底面46处，居中地开设将孔28连接至第二凹部44的小轴向通道孔48。另选地，孔28可以直接通向第二凹部44内，而无需任何小轴向通道48。如能够在图2的剖面中看到的，第二凹部44的螺纹部分仅仅沿着第二凹部部分地延伸。此外，第二末端26设置有适合于使返回到低压箱的低压燃料流动的侧向出口通道50，所述出口通道50从第二凹部的非螺纹部分径向地穿过本体18延伸到位于所述本体的外表面上的外部开口。更具体地说，该本体设置有径向突起52，在该径向突起52中居中地设置该侧向通道出口50，所述通道50具有扩大区段部分54，其中布置有向外伸出并适合于互补密封地收纳低压返回软管的液压接头56。

如图所示，共轨本体18设置有沿着共轨长度相当规则地分布在末端22、26之间的其它突起58。在每个所述突起58中，居中地径向延伸高压通道58，该高压通道58适合于使高压燃料或者流入共轨或者朝向燃料喷射器离开共轨。所述高压突起58具有外螺纹以固定高压管。

最后，共轨本体12设置有固定突出部60，每个突出部60都具有中央孔62以便能够利用拧入发动机缸体中的螺栓而固定。

共轨12的制造方法100开始于锻造步骤110，该锻造步骤110将钢杆转变成共轨坯料。锻造之后控制坯料的冷却，从而使得材料的机械特性类似于回火刚的机械特征。之后，机加工110公共坯料以产生之前描述的孔28以及第一和第二末端22、26的所有面：第一和第二横向面20、24、螺纹凹部30、44、第一圆筒状面34、台肩面36、倒角38、40、42以及低压出口通道50、高压入口和出口通道58以及固定突出部60和孔62。

为了增强共轨12，执行自增强步骤。

第一自增强步骤130能够处理孔28和高压通道58。所述第一自增强步骤130包括第一密封步骤132，在该第一密封步骤132期间，通过图3所示的第一密封特征部70密封孔28的通向第一凹部的底面32的开口。高压入口和出口通道58通过通道密封特征部82(未示出)密封，并且将机械喷嘴84(未示出)施加在第二末端26上。之后，仍然作为第一密封步骤132的一部分，在密封特征部70、82和喷嘴84上施加力以便确保共轨12的内部空间的完美密封。由第一密封特征70和喷嘴84施加至共轨的轴向力相反并且平衡，从而不会产生变形，但是为了避免共轨因为由通道密封特征部82产生的径向力而弯曲或扭曲，与突起52相对地布置没有示出的保持特征部，以便在共轨上产生相反的平衡径向力。

在执行第一密封步骤132之后，执行第一加压步骤134，在该第一加压布置134期间，将经由喷嘴84喷射在共轨中的自增强流体AF加压至通常在6000巴和10000巴之间的第一压力P1。该加压步骤134持续2秒到10秒，根据共轨几何形状和所需特征来调节持续时间。

更详细地说，第一密封特征部70包括长形圆筒状本体72，该长形圆筒状本体72沿着主轴线X延伸并且设置有圆锥形端部80，该圆锥形端部80渐缩成比突起的圆筒状区段小的区段。

所述第一密封特征部70被设计成插塞，从而当其接合在共轨的第一末端22中时，圆锥形端部80接合在孔28内，直到其与第一内部倒角38抵靠接触。当就位时，第一密封特征部70仅在倒角38上接触共轨。第一横向面20和第一螺纹端倒角40不与特征部70接触，因此不会特别是因为施加轴向力而被特征部70损坏。

根据机加工过程的变化，密封特征部70可以设置有如图4所示的轴向钻孔86以便能够将流体传送到共轨内。

通道密封特征部82通常为布置于在高压通道58的外末端处机加工的倒角中的球体，当被推向高压通道58时，这些球体密封所述高压通道58。

机器喷嘴84与第一密封特征部70类似地设计，以略微接合在孔28的开口中，并且抵靠位于第二凹部的底部46处的倒角。

在第一自增强步骤130之后或另选地之前是用于处理第一螺纹凹部30的第二自增强步骤140。

第二步骤140包括第二密封步骤142，其中第一密封特征部70替换为图5所示的第二密封特征部90，而通道密封特征部82和喷嘴84与之前描述的那些相同。

所述第二密封特征部90包括设置有凹部94的本体92，该凹部限定外周壁面96。在所述凹部96的底部附近，第二密封特征部90设置有台肩97。当第二特征部90接合在共轨12的第一末端22上时，外周壁面96互补地调节至共轨的第一外部圆筒状面34，并且台肩97与第一外部倒角42抵靠地密封接触。如图5所示，第二密封特征部设置有类似于第一特征部的钻孔的轴向钻孔86。

在图6所示的另选实施方式中，与设置有第二钻孔88的第二密封特征部90结合地利用类似于第一圆筒状特征部70的特征部，通过该第二钻孔88，流体能够流动并接近第一凹部30的待处理容积，因此可以减少制造时间。

进一步另选的实施方式可以例如设计成利用将密封共轨的第一末端的球形部分替换圆筒状突起。

第一自增强步骤130和第二自增强步骤140是独立的。它们可以第一个在第二个之前或第二个在第一个之前执行。

在第二密封步骤142之后，执行第二加压步骤144，在该第二加压步骤144期间，经由喷嘴84在共轨中注射自增强流体AF。而在第一加压步骤134期间，自增强流体Af被限制在孔28和高压通道58内。在该第二加压步骤144期间，流体AF填充第一凹部32的附加容积。

在第二加压步骤144中，以比第一步骤134期间小的压力P2对自增强流体AF进行加压。例如，如果在第一步骤134期间，压力P1为7000巴，则在第二步骤期间，压力P2可以仅为3000巴，这是为了防止对螺纹造成任何损坏。第二加压步骤144类似地持续2秒到10秒之间。

在该描述的替换方案中，所谓的第二自增强步骤140可以在第一自增强步骤150之前进行。

在第一步骤130或第二步骤140之后可以执行第三自增强步骤150。该第三自增强步骤150的目的在于处理第二螺纹凹部44。类似于第二步骤140，该第三步骤150包括第三密封步骤152，之后是第三加压步骤154。

对于第三密封步骤152，采用没有示出的第三密封特征部。它与第二密封特征部90非常类似，但是这回该第三密封特征部被布置成密封抵靠第二末端26的螺纹端倒角。通道密封特征部82保持不变，并且自增强机器喷嘴84被布置成覆盖第一末端22。

在第三加压步骤154期间，流体AF填充第二凹部44的附加容积，并且类似于第二步骤144，在该第三加压步骤154中，以比第一步骤134期间小的第三压力P3对自增强流体AF加压，该第三压力P3基本与第二步骤144期间的压力相同并且持续相同时间。

在使用图7所示的特征部的组合的另一个替换方案中，同时执行自增强步骤130、140、150。实际上，图7示出了设置有轴向钻孔86的第一密封特征部70与设置有第二钻孔88的第二密封特征部90的组合。当就位时，如图所示，孔28和第一螺纹凹部30的容积彼此隔离，因而能够同时执行自增强步骤130、140。

附图标记列表

10：组件

12：共轨

14：压力传感器

16：限压阀

18：共轨本体

20：第一横向面

22：共轨的第一末端

24：第二横向面

26：共轨的第二末端

28：孔

30：第一螺纹凹部

32：第一凹部的底面

34：第一外部圆筒状面

36：第一台肩面

38：第一内部倒角

40：第一螺纹端倒角

42：第一外部倒角

44：第二螺纹凹部

46：第二凹部的底面

48：小轴向通道

50：低压出口通道

52：本体的突起

54：LP通道的放大区段部分

56：接头

58：高压通道

60：固定突出部

62：孔

70：第一密封特征部

72：特征部的本体

80：突起的圆锥形端部

82：通道密封特征部

84：自增强机器喷嘴

86：轴向钻孔

88：第二钻孔

90：第二密封特征部

92：特征部的本体

94：凹部

96：凹部的外周壁面

97：台肩

100：制造方法

110：锻造步骤

120：机加工和攻丝步骤

130：第一自增强步骤

132：第一密封步骤

134：第一加压步骤

140：第二自增强步骤

142：第二密封步骤

144：第二加压步骤

150：第三自增强步骤

152：第三密封步骤

154：第三加压步骤

X：主轴线

V：内部容积

AF：自增强流体

P1：第一压力

P2：第二压力

P3：第三压力

Claims (9)

1.一种制造适合于布置在燃料喷射系统中的共轨(12)的方法(100)，该共轨(12)具有设置有孔(28)的本体(18)，该孔限定用于在使用中接收高压燃料的内部容积(V)，所述本体(18)沿着主轴线(X)从具有第一横向面(20)的第一末端(22)延伸至具有第二横向面(24)的第二末端(26)，在该第一横向面(20)中居中地开设有适合于接收压力传感器(14)的第一母螺纹凹部(30)，在该第二横向面(24)中居中地开设有适合于接收燃料压力调节阀(16)的第二母螺纹凹部(44)，所述孔(28)在两端处在所述第一母螺纹凹部(30)和所述第二母螺纹凹部(44)这两个凹部中开口，所述方法(100)包括如下步骤：

-锻造(110)所述共轨的钢坯料；

-在所述坯料的所述末端(22，26)中对所述第一和第二凹部(30，44)进行机加工和攻丝(120)；

-所述孔(28)的第一自增强步骤(130)，在该第一自增强步骤(130)期间，自增强流体(AF)在所述孔(28)中被加压至第一压力(P1)；

其特征在于，所述方法(100)进一步包括：

-用于处理所述第一母螺纹凹部(30)的第二自增强步骤(140)，在该第二自增强步骤(140)期间，所述自增强流体(AF)在所述第一凹部(30)中被加压至第二压力(P2)。

2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，所述第二流体压力(P2)比所述第一流体压力(P1)低。

3.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其中，在加压所述自增强流体(AF)之前，所述第二自增强步骤(140)包括第二密封步骤(142)，在该第二密封步骤(142)期间，在所述第一末端(22)上布置密封特征部(90)，布置用于将径向地设置在所述共轨(12)中的高压通道(58)关闭的多个密封特征部(82)，并且在所述第二末端(26)上布置自增强机器喷嘴(84)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中，所述第二自增强步骤(140)在所述第一自增强步骤(130)之前执行。

5.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，所述第一自增强步骤(130)和第二自增强步骤(140)同时执行。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，该方法进一步包括：

-用于处理第二母螺纹凹部(44)的第三自增强步骤(150)，在该第三自增强步骤期间施加第三流体压力(P3)。

7.根据权利要求6所述的方法(100)，其中，所述第三流体压力(P3)比所述第一流体压力(P1)低。

8.一种适合于布置在燃料喷射系统中的共轨(12)，该共轨(12)具有设置有孔(28)的本体(18)，该孔限定用于在使用中接收高压燃料的内部容积(V)，所述本体(18)沿着主轴线(X)从具有第一横向面(20)的第一末端(22)延伸至具有第二横向面(24)的第二末端(26)，在该第一横向面(20)中居中地开设有适合于接收压力传感器(14)的第一母螺纹凹部(30)，在该第二横向面(24)中居中地开设有适合于接收燃料压力调节阀(16)的第二母螺纹凹部(44)，所述孔(28)在两端处在所述第一母螺纹凹部(30)和所述第二母螺纹凹部(44)这两个凹部中开口，其特征在于，

所述第一螺纹凹部(30)和/或所述第二螺纹凹部(44)通过自增强而被整体地加强。

9.根据权利要求8所述的共轨(12)，其中，所述自增强加强通过采用权利要求1至7中任一项所述的方法来进行。