CN108291512B - 带热保护套筒的喷射器组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种喷射器组件，包括：用于喷射液体的液体喷射器(2)和热保护套筒(3)，其中，所述液体喷射器(2)至少部分地布置在所述热保护套筒(3)内，其中，所述热保护套筒(3)具有带有开口(33)的底部区域(30)，其中，所述液体喷射器(2)的喷射孔(20)布置在所述开口(33)的区域中，其中，所述热保护套筒(3)具有第一周面区域(31)和第二周面区域(32)，第一周面区域布置在第一直径(D1)上，第二周面区域布置在第二直径(D2)上，其中，第一直径(D1)小于第二直径(D2)，并且，至少第一周面区域(31)与所述底部区域(30)连接。

Description

带热保护套筒的喷射器组件

技术领域

本发明涉及一种具有热保护套筒的喷射器组件，以保护喷射器免受过度热负荷。本发明还涉及一种具有用于液体燃料的喷射器和用于气体燃料的喷射器的内燃机。

背景技术

由于成本优势，近年来气态燃料例如天然气总是令人感兴趣。通常，由于延长行驶距离和系统冗余的原因，存在这样的可能性：车辆除了气体燃料外还能以液体燃料运行。在这种情况下，内燃机通常除了用于喷射气体燃料的气体喷射器之外还具有用于液体燃料的喷射器。在纯以气体燃料运行时不使用液体喷射器。在这种情况下，燃料充注喷射器但不流过喷射器，使得不能通过喷射液体燃料而从喷射器排出热量。由于液体喷射器直接布置在燃烧室处或燃烧室附近，所以在内燃机运行中承受高温负荷。但高温会对液体喷射器造成损坏。

发明内容

相比之下，提出一种喷射器组件，包括用于喷射液体的液体喷射器和热保护套筒，其中，所述液体喷射器至少部分地布置在所述热保护套筒内，其中，所述热保护套筒具有带有开口的底部区域，其中，所述液体喷射器的喷射孔布置在所述开口的区域中，其中，所述热保护套筒具有第一周面区域和第二周面区域，该第一周面区域布置在第一直径上，该第二周面区域布置在第二直径上，其中，第一直径小于第二直径，并且其中，至少第一周面区域与所述底部区域连接，其中，所述第一周面区域由多个第一接片形成，而所述第二周面区域由多个第二接片形成，其中，所述第一接片和所述第二接片在所述热保护套筒的周向上交替地构造并且由此得到所述热保护套筒的相互错开的外周表面。根据本发明的喷射器组件具有以下优点：在以气体运行中能够改进液体喷射器的热屏蔽。根据本发明，这由此实现：在以气体运行中不出现不被流过的液体喷射器的损坏。根据本发明，这还由此实现：在液体喷射器上布置热保护套筒，其中，液体喷射器至少部分地、优选完全地布置在热保护套筒中。热保护套筒包围液体喷射器并具有带开口的底部区域，其中，液体喷射器的一个或多个喷射孔布置在该开口的区域中。在此，热保护套筒具有第一和第二周面区域。第一周面区域的第一直径小于第二周面区域的第二直径。热保护套筒的结构是这样的：使得至少第一周面区域与底部区域连接。因此，液体喷射器受到热保护套筒的保护，特别是免受由于热辐射和对流而来自燃烧室的热影响。来自燃烧室的热流被热保护套筒接收并排放给汽缸盖等。因此可以避免液体喷射器的损坏。另一个优点是，液体喷射器的技术改变不是必需的，因为热保护套筒简单地被套装到液体喷射器上。根据本发明的喷射器组件的另一个优点在于，借助热保护套筒也可以实现公差补偿，特别是在液体喷射器的安装位置的角度公差方面。

下面说明本发明的优选扩展方式。

优选，第二周面区域也与热保护套筒的底部区域连接。由此可以提供非常坚固的热保护套筒。

为了保持热保护套筒的制造成本低，优选第一和第二周面区域与底部区域一体形成。作为热保护套筒的材料，优选使用热非常好的导电材料，特别是金属材料。

特别优选，第二周面区域在纵向方向上是开缝的。由此可以以简单的方式提供热保护套筒的沿径向方向定向的弹簧力。

根据本发明的替代构型，第二周面区域被固定在第一周面区域上。这优选通过焊接连接等实现。这种布置的优点在于，通过将第二周面区域与第一周面区域分开设置，热保护套筒能够以简单且快速的方式适应不同的安装情况，例如在不同的内燃机制造商处。

进一步优选，第一周面区域具有多个第一接片，第二周面区域具有多个第二接片。这些接片沿周向交替布置。因此，通过布置在不同的直径上，两个周面区域的接片也布置在不同的直径上。由此得到热保护套筒的相互错开的外周表面。两个周面区域的第一接片和第二接片特别优选在周向上具有相等的宽度并且特别是在轴向上也具有相同的长度。

为了尤其避免液体喷射器的额外的热负荷，第一周面区域优选布置成与液体喷射器隔开距离。由此得到第一周面区域和液体喷射器之间的隔离的、以空气填充的中间空间。

进一步优选，第二周面区域被构造成，提供径向向外指向的弹簧力。由此，尤其可以实现简单的公差补偿，特别是补偿角度公差，如果液体喷射器以倾斜姿态安装在汽缸盖上。

为了能够简单地固定热保护套筒，第一周面区域在远离热保护套筒底部区域的端部处设置有向外指向的肩部。该肩部优选贴靠在汽缸盖的一个缩肩或表面上。该向外指向的肩部的一个特别大的优点是，例如可以附加地布置特别是由黄铜或铝制成的碟形弹簧和/或支撑环和/或布置用于声学解耦的环形元件。由此尤其可以避免液体喷射器在运行期间发出的噪声传递到汽缸盖上和车辆上。

进一步优选，热保护套筒在第一周面区域上在其内周上和/或在其外周上具有特别是由特氟龙制成的密封环。由此，通过热保护套筒同时还实现了汽缸盖中的孔的可靠密封。

本发明还涉及一种内燃机，其包括用于液体燃料的本发明喷射器组件和用于喷射气体燃料的气体喷射器。液体喷射器和气体喷射器特别优选直接彼此并排布置。进一步优选，喷射器组件直接布置在内燃机的燃烧室上，使得液体和气体燃料直接喷射到燃烧室中成为可能。

附图说明

下面参照附图详细描述本发明的优选实施例。附图中是：

图1根据本发明第一实施例的具有喷射器组件的内燃机的示意图，

图2图1的液体喷射器的立体视图，

图3图2的喷射器组件的示意性剖面图，

图4根据本发明第二实施例的喷射器组件的示意性剖面图，

图5根据本发明第三实施例的喷射器组件的示意性剖面图，

图6根据本发明第四实施例的喷射器组件的示意性剖面图。

具体实施方式

在下文中，参照图1至3详细描述根据本发明优选实施例的喷射器组件1和内燃机100。

如从图1和图2中可以看出，喷射器组件1包括液体喷射器2和热保护套筒3以及气体喷射器101。

热保护套筒3部分地包围液体喷射器2，其中，从图2可以看出，液体喷射器2的面向燃烧室7的区域被热保护套筒3包围。

热保护套筒3具有底部区域30、第一周面区域31和第二周面区域32。在底部区域30中设置有柱形的开口33。

从图3可以看出，液体喷射器2的喷射孔20布置在热保护套筒3的开口33的区域中。

液体喷射器2在图3中示意性地示出为具有阀座21和用于释放和关闭喷射孔20的阀针22。

特别是从图3可以看出，热保护套筒3具有基本上高的、带有底部的柱形造型，在底部设置有开口33。因此，在液体喷射器2的轴向方向X-X上，热保护套筒3遮盖液体喷射器2的朝向燃烧室7指向的端部区域。

从图3可以看出，第一周面区域31布置在第一直径D1上，而第二周面区域32布置在第二直径D2上。第二直径D2大于第一直径D1。

在此，两个周面区域中的每一个都由多个接片形成。两个周面区域与底部区域30一体地形成。从图1中可以看出，第一周面区域31由多个第一接片31a形成而第二周面区域32由多个第二接片32a形成。第一接片和第二接片在此在周向上交替布置。

如从图3中可以看出，通过第一套筒区域31借助第一接片31a在液体喷射器2的壳体23的焊接连接34实现热保护套筒3在液体喷射器2上的固定。

在此，将热保护套筒3这样固定在液体喷射器2上，使得在第一周面区域31、即第一接片31a上与液体喷射器2的外周之间设置有第一间隙4。在第二周面区域32、即第二接片32a与液体喷射器2的外周之间设置有第二间隙5。由于第一和第二接片布置在不同直径上，第一间隙4小于第二间隙5。

此外，在第一周面区域31与汽缸盖8中的孔80之间设置第三间隙6。从图3中可以看出，第二周面区域32、即第二接片32a直接贴靠在孔80上。

第二周面区域32现在这样构造，使得在径向方向R上存在一定弹簧力。因此，借助于热保护套筒3可以进行公差补偿，例如在液体喷射器2在孔80中轻微倾斜的情况下。由此尤其可以将液体喷射器2简单地安装到燃料分配器管(轨)上。

第二接片32a在热保护套筒3的周向上比第一接片31a宽。由此实现，从燃烧室7传递到热保护套筒3上的热量尽可能完全通过第二接片32a传递到汽缸盖8上。第二接片32a在此分别面式地贴靠在孔80上。

通过设置第一间隙4和第二间隙5，第一周面区域31和第二周面区域32的第一接片和第二接片不贴靠液体喷射器2的外周。因此避免了从热保护套筒3到液体喷射器2的不希望的热回流。第一和第二间隙4，5在此起隔离作用。

由于热保护套筒3是一体形成的，所以可以快速且容易地固定在液体喷射器2上。底部区域30中的开口33构造得尽可能小，以使液体喷射器2的朝向燃烧室7指向的表面保持尽可能小。

因此，在仅通过附加的气体喷射器以气体运行的情况下可以实现液体喷射器的改进的热屏蔽。

图4示出了根据本发明第二实施例的喷射器组件1。

在第二实施例中，第一周面区域31在周向上构造为封闭的。第一周面区域31借助第一焊接连接34固定在示意性示出的液体喷射器2上。在该实施例中，第二周面区域32在轴向方向X-X上多次开缝，直至自由端部37，以便相对于液体喷射器的可能的公差偏差和倾斜布置提供期望的弹簧作用。第二周面区域32可以例如由弹簧钢制成。代替第二焊接连35，第二周面区域32也可以布置在第一周面区域31中的凹槽中。孔80的密封借助特氟龙密封环9实现。第二实施例的特别优点是，第一周面区域31完全封闭，使得不会有来自燃烧室7的热气体进入到第一周面区域31和液体喷射器2之间的环形间隙4中。还应该注意的是，代替具有第一和第二周面区域31,32的两件式构型，也可以制造具有两个周面区域的单件式热保护套筒3。为此例如可以制造具有突出的第二周面区域32的车削部件。然后可以通过锯或激光等加工缝槽。

代替焊接连接34，如图4左半部所示，热保护套筒3的固定也可以借助挤压环12进行。

图5示出了根据本发明第三实施例的喷射器组件1。与前述实施例不同，在第三实施例中，热保护套筒3不固定在液体喷射器2上。热保护套筒3具有肩部36，其在第一周面区域31上形成并且径向向外突出。第二周面区域32与第二实施方式中的该周面区域相应地设置有多个沿轴向指向的缝槽。第一周面区域31构造为没有缝槽和开口。

如从图5中可以看出，在内周上设置第一密封环91并且在外周上设置第二密封环92。在肩部26处，朝向液体喷射器2设置由黄铜或铝形式的环形支撑元件10。在此，图4中示出了两种变型。在左半部分，仅在肩部36和液体喷射器2之间设置支撑元件10。在右侧示出了肩部36处于支撑元件10与用于使液体喷射器与汽缸盖8声学解耦的环11之间。

图6示出了根据本发明第四实施例的喷射器组件1。与在第三实施例中一样，第四实施例的热保护套筒3具有肩部36。在图6的左半部分设置了具有碟形弹簧13的实施例。碟形弹簧13布置在肩部36和支撑环10之间。替换地也可以设置如图5右半部分中那样的布置，在该部分中，肩部36布置在金属支撑环10和用于声学解耦的环11之间。

碟形弹簧13在液体喷射器2和热保护套筒3之间沿轴向方向X-X施加力。由此可以补偿设置有液体喷射器2的喷射孔20的燃烧室侧锥部24与液体喷射器2的伸入燃烧室7中的尖端25之间相对于热保护套筒3的公差。即使在长度变化的情况下也可以由此提供补偿。

因此，液体喷射器2总是密封地压抵在热保护套筒3上。

因此，在既具有气体喷射器也具有液体喷射器的内燃机中，通过使用根据本发明的热保护套筒，可以显著降低液体喷射器的热负荷，该热负荷尤其在仅以气体运行时是很高的。热保护套筒使得能够实现液体喷射器2的热屏蔽以及将从燃烧室7传递出的热量排出给汽缸盖等。此外，使用热保护套筒3使得能够实现公差补偿，特别是在液体喷射器2的安装位置的角度公差方面。热保护套筒3还可以补偿热膨胀。

Claims (14)

1.喷射器组件，包括：

用于喷射液体的液体喷射器(2)和

热保护套筒(3)，

其中，所述液体喷射器(2)至少部分地布置在所述热保护套筒(3)内，

其中，所述热保护套筒(3)具有带有开口(33)的底部区域(30)，

其中，所述液体喷射器(2)的喷射孔(20)布置在所述开口(33)的区域中，

其中，所述热保护套筒(3)具有第一周面区域(31)和第二周面区域(32)，该第一周面区域布置在第一直径(D1)上，该第二周面区域布置在第二直径(D2)上，

其中，第一直径(D1)小于第二直径(D2)，并且

其中，至少第一周面区域(31)与所述底部区域(30)连接，

其中，所述第一周面区域(31)由多个第一接片(31a)形成，而所述第二周面区域(32)由多个第二接片(32a)形成，其中，所述第一接片(31a)和所述第二接片(32a)在所述热保护套筒(3)的周向上交替地构造并且由此得到所述热保护套筒(3)的相互错开的外周表面。

2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第二周面区域(32)与所述底部区域(30)连接。

3.根据权利要求1或2所述的组件，其特征在于，所述第二周面区域(32)在所述热保护套筒(3)的轴向方向(X-X)上具有缝槽。

4.根据权利要求1或2所述的组件，其特征在于，所述第二周面区域(32)固定在所述第一周面区域(31)上。

5.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，所述第二周面区域(32)借助焊接连接(34)固定在所述第一周面区域(31)上。

6.根据权利要求1、2和5中任一项所述的组件，其特征在于，所述第一周面区域(31)在径向方向上与所述液体喷射器(2)隔开间距。

7.根据权利要求1、2和5中任一项所述的组件，其特征在于，所述第二周面区域(32)提供在径向上向外指向的力。

8.根据权利要求1、2和5中任一项所述的组件，其特征在于，所述第一周面区域(31)在远离所述底部区域(30)的端部处具有向外指向的肩部(36)。

9.根据权利要求8所述的组件，其特征在于，在所述肩部(36)上布置有碟形弹簧(13)和/或用于声学解耦的消音环(11)。

10.根据权利要求8所述的组件，其特征在于，在所述肩部(36)和所述液体喷射器(2)之间设置有支撑环(10)。

11.根据权利要求1、2、5、9和10中任一项所述的组件，其特征在于，在所述第一周面区域(31)上在其内周上和/或在其外周上布置有密封环(9；91，92)。

12.根据权利要求1、2、5、9和10中任一项所述的组件，还包括气体喷射器。

13.内燃机，包括用于液体燃料的、根据前述权利要求中任一项所述的喷射器组件(1)以及包括用于喷射气体燃料的气体喷射器。

14.根据权利要求13所述的内燃机，其特征在于，所述喷射器组件(1)直接布置在所述内燃机的燃烧室上。

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