CN109328266B - 燃料喷射器组件 - Google Patents

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Abstract

公开了具有喷射器杯(4)的燃料喷射器组件，该喷射器杯具有适于接纳燃料喷射器(5)的燃料入口端的内部体积(10)和可液压连接到燃料源并与体积(10)流体连通的燃料入口端口（16）。喷射器杯(4)远离燃料入口端口(16)的端部具有向外延伸的凸缘(20)。连接器(22)邻接凸缘(20)，喷射器杯(4)和燃料喷射器(5)通过连接器固定在一起。紧固支架(24)支撑在凸缘(20)上，通过紧固支架，喷射器杯(4)由至少一个紧固装置(34)固定到连接器(22)上。紧固装置具有U形夹(36)，具有设置在紧固装置的夹紧面与紧固支架(24)之间的第一臂（38）和大致平行于第一臂(38)设置在紧固支架(24)的相对侧上的第二臂（42）。

Description

燃料喷射器组件
技术领域
本公开涉及一种用于将燃料喷射器杯机械地和液压地联接到燃料喷射器的组件，以及一种用于内燃发动机的燃料喷射器杯组件。
背景技术
燃料喷射器广泛用于内燃发动机中，其中它们被布置成将燃料喷射到内燃发动机的进气歧管中或者直接喷射到内燃发动机气缸的燃烧室中。
多缸内燃发动机的燃料喷射器连接到称为共轨的燃料源，燃料喷射器中每一个通过燃料喷射器杯液压地且机械地连接到共轨。喷射器杯本身通过供应管连接到共轨，高压燃料通过供应管经由杯供应到燃料喷射器。
这种杯组件从现有技术中是已知的，例如参见美国专利No.8424509。这种杯适于接纳与燃料管相对的、该杯下游侧上的燃料喷射器的入口端。由于燃料喷射中涉及高压，需要夹紧力来将燃料喷射器固定到喷射器杯上。在这些已知的布置中，燃料喷射器的入口端位于喷射器杯内，并且通过喷射器上的密封环被液压密封，该密封环与喷射器杯接合。
燃料喷射器固定在发动机上，喷射器杯也固定在发动机上，但是不可避免地，喷射器杯固定在发动机上的点与喷射器杯和喷射器的轴线间隔开。燃料喷射的压力倾向于推动喷射器杯远离燃料喷射器，结果是在连接处施加弯矩，这倾向于分离喷射器杯与燃料喷射器之间的连接。这不仅不利地影响性能，而且还会导致连接器喷射器杯与燃料喷射器之间的分离，特别是有喷射器可能移动到密封环可能突出到喷射器杯之外的程度的风险，以及有严重损坏的风险。现有技术中用于最小化这种风险的尝试导致喷射器杯的相当大的构造（substantial construction），并且还导致柔性夹紧布置的设置，该柔性夹紧布置在与流体压力引起的弯矩相反的方向上产生弯矩。
CN 102345544 A提供了一种V型发动机（Vee engine）的燃料供应系统，其减少了施加在连接在高压燃料泵与传输管之间的连接管的端部上的应力。由高压燃料泵充入的燃料经由第一连接管和第二连接管以及第一传输管和第二传输管分布在多个发射器上，该多个发射器布置在第一气缸组和第二气缸组上。由于第一连接管和第二连接管的高压燃料泵侧的连接部分的方向通常与第一气缸组和第二气缸组的热膨胀方向一致，即使第一连接管和第二连接管的第一传输管和第二传输管侧的连接部分的位置由于热膨胀的影响而移动，也可以避免在高压燃料泵侧的连接部分处产生大的应力；并且可以提高第一连接管和第二连接管的耐久性。
EP 1967728 B1公开了一种用于将燃料喷射器液压联接到内燃发动机的燃料轨上的联接装置，该发动机包括被设计成接合燃料喷射器的燃料入口部分的燃料喷射器杯和具有第一端和第二端的管，第一端可联接到燃料轨，第二端联接到燃料喷射器杯。
发明内容
本发明采用了不同的设计，其中喷射器杯通过夹紧布置直接固定到燃料喷射器上，该夹紧布置消除了弯矩，并且为喷射器杯与燃料喷射器之间的连接提供了轻得多且更成本有效的解决方案。
本发明提供了一种用于内燃发动机的燃料喷射器组件。该组件具有:喷射器杯，其具有适于接纳燃料喷射器的燃料入口端的内部体积，以及可液压连接到燃料源并与该体积流体连通的燃料入口端口；固定装置，利用该固定装置将喷射器杯紧固到发动机。该组件尤其还包括燃料喷射器。
该组件还包括连接器和紧固支架，喷射器杯和燃料喷射器通过连接器固定在一起，喷射器杯通过紧固支架固定在连接器上。喷射器杯的远离燃料入口端口的端部具有向外延伸的凸缘，该凸缘布置成支撑紧固支架并邻接连接器。换句话说，连接器通过紧固支架和紧固装置固定到喷射器杯上。紧固装置将紧固支架和连接器压靠在喷射器杯的凸缘的相对侧上。
连接器例如是连接板，其可以具有孔，喷射器的燃料入口通过该孔延伸到喷射器杯的内部体积中。优选地，连接器是燃料喷射器的一部分。
当固定到喷射器杯上时，连接器被特别地构造和布置成阻止燃料喷射器的燃料入口轴向移位出喷射器杯。例如，连接器相对于燃料喷射器的燃料入口端的轴向位移能力可受卡环限制，卡环与燃料入口端和连接器中的每一个接合成形状配合连接。
喷射器杯通过至少一个紧固装置固定到连接器上。特别地，紧固装置例如通过螺纹连接而固定到连接器上，通过紧固装置与紧固支架之间的形状配合连接以及紧固支架与凸缘之间的形状配合连接将喷射器杯固定到连接器上。
该紧固装置或每个紧固装置具有U形夹，该U形夹具有第一臂和第二臂，第一臂设置在紧固装置的夹紧面与紧固支架之间，第二臂大致平行于第一臂，设置在紧固支架相对侧。
在优选实施例中，第二臂设置在紧固支架的相对侧上，在紧固支架与燃料喷射器的连接器之间。
因此，根据本发明的实施例具有的优点是，由于现有技术的设计而施加在燃料喷射器组件上的弯矩基本上被消除，这使得能实现更加紧凑、重量更轻的构造，从而大大节省了材料和制造成本。U形夹，即具有U形截面的夹子，限制了紧固装置的夹紧面的倾斜，因此它也可以被称为“倾斜限制器”。
优选地，多个紧固装置围绕喷射器杯设置，并且另一个实施例具有位于喷射器杯相对侧的两个紧固装置。
在优选实施例中，该紧固装置或每个紧固装置包括螺栓，第一臂设置在螺栓头与紧固支架之间。紧固装置的上述夹紧面在这种情况下尤其是螺栓头的面向紧固支架的底面。
在优选实施例中，每个第一臂具有供螺栓穿过的开口。在一个实施例中，开口是圆形或椭圆形的。这具有的优点是，在组装操作的中间阶段，螺栓可以穿过开口插入，以在限制器被固定到燃料喷射器上之前将其可靠地定位在杯组件上，以便储存和运输。
在另一个实施例中，第二臂比第一臂短，并且在其自由端具有与第一臂中的开口对准的凹部。优选地，凹部是弓形的，其轴线与第一臂中的开口的轴线对准。这具有在最终组装之前确保限制器在紧固支架上精确定位的优点。
在另一个实施例中，限制器由有助于均匀分布夹紧力的弹性材料形成。限制器优选由不锈钢或涂层碳钢形成。
在另一优选实施例中，紧固支架具有中心开口，该中心开口装配在喷射器杯的主体上以邻接凸缘，使得由中心开口限定的内周边位于凸缘上，紧固支架的外周边具有比内周边更大的厚度，限制器被定位成使得第二臂位于紧固支架的较厚部分与燃料喷射器连接器之间。
该实施例的优点在于，在组装期间，在进一步拧紧之前，喷射器杯上的凸缘与倾斜限制器之间的接触表面首先接触紧固支架的内周边，从而在紧固支架的外周边上施加夹紧力，从而促进夹紧表面之间的有效接触，同时防止产生任何倾向于使螺栓枢转离开正确轴向对准的力。
因为螺栓位于喷射器杯的在直径上的相对侧，喷射器杯上以及其与燃料喷射器的连接上的弯矩被有效地消除了。
附图说明
现在将参考附图以举例说明的方式描述本发明的优选实施例，其中:
图1示出了燃料喷射器杯组件的侧视图，
图2示出了喷射器杯沿图1的线A - A的截面侧视图，
图3显示了组件的透视图，以及
图4示出倾斜限制器的透视图。
具体实施方式
现在参考图1，示出了具有燃料喷射器杯4的喷射器杯组件2，燃料喷射器杯4由片材形成为单件体。燃料喷射器杯4基本上围绕轴线6形成为圆柱形。燃料喷射器杯4具有主体部分8，主体部分8包含适于接纳燃料喷射器5 (图1中未示出)的燃料入口端的体积10。如图所示，在喷射器杯的外部上游端，喷射器杯4具有同轴管状短柱12，该短柱相对于主体部分8的直径具有减小的外径，以形成环形台肩14。短柱包含燃料入口端口16，流体管(未示出)连接到该燃料入口端口16，以在体积20与燃料源之间提供液压连接，该燃料源通常为共轨(未示出)的形式。
在喷射器杯中的体积10的与短柱12相对的端部，喷射器杯中的体积10打开以接纳燃料喷射器5的入口端。
现在还参考图2，图中示出了图1的喷射器杯组件2沿着图1中所示的线A - A的横截面。夹紧臂18位于环形台肩14上，借此喷射器杯组件2被固定到发动机上。夹紧臂18可以铜焊到喷射器杯4上。
在喷射器杯4的远离燃料入口端口16的端部，喷射器杯4具有径向向外延伸的凸缘20，该凸缘20适于邻接连接器22，连接器22可以是燃料喷射器5的一部分，喷射器杯4通过该连接器固定到燃料喷射器5。喷射器杯4通过紧固支架24固定在连接器22上，如图3特别地示出，紧固支架24由具有中心内孔26和两个在直径上相对的腹板28的基本平面体组成。腹板28均具有适于接纳螺栓34的开口，利用螺栓34将喷射器杯4固定到连接器22上。内孔26的直径使得支架24紧密滑动配合在主体部分8上，从而在组装时，支架24可以沿着主体8向下滑动以邻接并位于凸缘20的一个轴向侧上。连接器22邻接凸缘20的相对轴向侧。螺栓34拧入连接器22。
如图2所示，围绕中心内孔26的支架24的内周边30比支架24的外周边32更薄。
当螺栓34被拧紧以将喷射器杯固定到燃料喷射器时，固有的趋势是凸缘20向下偏转或弯曲，这倾向于减小夹紧表面之间的接触面积，从而增加了燃料泄漏的风险。凸缘20的任何偏转都会使螺栓34偏置从而也包含轻微的倾斜，这也在减小接触面积的方向上起作用。此外，从共轨到燃料喷射器的燃料流中的液压沿喷射器杯的中心轴线在竖直方向上推动喷射器杯4远离燃料喷射器。这些力倾向于使凸缘20向下弯曲，并且任何这样的弯曲减小了凸缘20与连接器22之间的接触面积。
为了最小化紧固支架24以及因此螺栓34的这种移动，并且最小化用于减小接触面积的力，倾斜限制夹36位于紧固支架24的每个腹板28上。如图2和图4所示，夹子36的横截面为U形。它由平面材料如钢板制成，包括第一臂38和第二臂42，第一臂38在使用中位于螺栓头40与紧固支架24之间，第二臂42基本上平行于第一臂并且通过位于紧固支架24外侧的腹板与第一臂联结。第二臂42位于紧固支架24的较厚外周边32与燃料喷射器的连接器22之间。
第一臂38具有内孔形式的开口44，该内孔具有轴线，螺栓34穿过内孔，并且第二臂42在其自由端上具有弓形凹部46，该弓形凹部的轴线与开口44的轴线对准。在组装到燃料喷射器的过程中，为了运输目的，限制器36通过螺栓34被保持在喷射器杯组件4上。
当组装时，随着螺栓34被拧紧，螺栓头40首先与紧固支架24中的中心内孔26的较薄内周边30接触，该紧固支架覆盖喷射器杯4上的凸缘20。螺栓头40“与较薄内周边30接触”具体表示，它在内周边30的区域中将第一臂38的自由端压靠在紧固支架24上，从而第一臂38又将紧固支架24压靠在凸缘20上。这产生了由图2上的箭头B指示的第一夹紧力，第一夹紧力导致凸缘20与燃料喷射器连接器22之间的塑性变形效应，这种塑性变形效应允许连接器22与喷射器杯4之间的良好接触路径和因此良好的液压密封。塑性变形还补偿了在每个部件生产中不可避免的制造公差。
螺栓34的进一步拧紧导致紧固支架24的外周边32上的夹紧力，其中第一臂38、紧固支架24的较厚外周边32和下第二臂42被以箭头C所示的第二力牢固地夹紧到连接器。因为螺栓34的夹紧力有效地沿着平行于连接器喷射器杯4的轴线的螺栓轴线而使凸缘20和紧固支架24的偏转被有效地最小化，这种布置使连接器喷射器杯4通过远离燃料喷射器的轴向移动而相对于燃料喷射器的移动的风险最低。由于螺栓位于喷射器杯4的在直径上的相对侧，所以喷射器杯及其连接上的弯矩被有效地消除。
尽管所描述的实施例使用两个螺栓作为紧固装置，但是应该理解，也可以使用其它类型和数量的紧固装置。例如，三个螺栓可以围绕喷射器杯的周边等距布置。其它类型的紧固装置可包括螺钉、过中心夹和/或弹簧夹。

Claims (11)

1.一种用于内燃发动机的燃料喷射器组件，所述组件具有:喷射器杯(4)，所述喷射器杯具有适于接纳燃料喷射器(5)的燃料入口端的内部体积(10)，以及可液压连接到燃料源并与所述体积(10)流体连通的燃料入口端口(16)；固定装置(18)，所述喷射器杯(4)通过所述固定装置紧固到所述发动机上，所述喷射器杯(4)的远离所述燃料入口端口(16)的端部具有向外延伸的凸缘(20)，
其特征在于
所述燃料喷射器组件还包括：邻接所述凸缘(20)的连接器(22)，所述喷射器杯(4)和所述燃料喷射器(5)通过所述连接器固定在一起；以及紧固支架(24)，其支撑在所述凸缘(20)上，通过所述紧固支架所述喷射器杯(4)利用至少一个紧固装置(34)固定到所述连接器(22)上，其中所述紧固装置中的每个紧固装置具有U形夹(36)，所述U形夹具有第一臂(38)和第二臂(42)，所述第一臂(38)设置在所述紧固装置的夹紧面与所述紧固支架(24)之间，所述第二臂（42）大致平行于所述第一臂(38)设置在所述紧固支架(24)的相对侧上。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射器组件，其中所述第二臂(42)设置在所述紧固支架(24)的相对侧上，在所述紧固支架(24)与所述连接器(22)之间。
3.根据权利要求1或2所述的燃料喷射器组件，还包括所述燃料喷射器，其中所述连接器(22)是所述燃料喷射器(5)的一部分，并且阻止所述燃料喷射器(5)的所述燃料入口端相对于所述喷射器杯(4)在远离所述燃料入口端口(16)的方向上的轴向位移。
4.根据权利要求1或2所述的燃料喷射器组件，具有位于所述喷射器杯(4)的相对侧上的两个紧固装置(34)。
5.根据权利要求4所述的燃料喷射器组件，其中所述紧固装置(34)中的每一个包括螺栓，所述第一臂(38)设置在螺栓头(40)与所述紧固支架(24)之间。
6.根据权利要求5所述的燃料喷射器组件，其中所述第一臂(38)中的每一个具有开口(44)，所述螺栓(34)穿过所述开口。
7.根据权利要求6所述的燃料喷射器组件，其中所述第二臂(42)比所述第一臂(38)短，并且在其自由端具有与所述第一臂(38)中的所述开口(44)对准的凹部(46)。
8.根据权利要求7所述的燃料喷射器组件，其中所述凹部(46)是弓形的。
9.根据权利要求1或2所述的燃料喷射器组件，其中所述夹(36)由弹性材料形成。
10.根据权利要求1或2所述的燃料喷射器组件，其中所述夹(36)由不锈钢或涂层碳钢形成。
11.根据权利要求1或2所述的燃料喷射器组件，其中所述紧固支架(24)具有中心开口(26)，其装在所述喷射器杯(4)的主体部分(8)以邻接所述凸缘(20)，使得由所述中心开口(26)限定的所述紧固支架(24)的内周边(30)位于所述凸缘(20)上，所述紧固支架的外周边(32)具有比所述内周边(30)更大的厚度，所述夹(36)被定位成使得所述第二臂(42)位于所述紧固支架(24)的较厚外周边(32)与所述连接器(22)之间。
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