CN109804156B - 用于内燃发动机的燃料喷射组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于内燃发动机的燃料喷射组件。燃料喷射组件具有燃料喷射器(2)、喷射器杯(4)和用于通过喷射器杯壁中的槽将燃料喷射器(2)固定到喷射器杯(4)的U形保持元件(12)。保持元件(12)具有两个平行的臂(14)，臂适于接合燃料喷射器(2)中的环形凹槽的相对侧，以将燃料喷射器(2)固定在喷射器杯(4)中。当插入到喷射器杯(4)中时，两个臂(14)的自由端从喷射器杯(4)突出，以与弹簧夹子(18)接合，弹簧夹子(18)具有至少一个悬垂腿(32)，悬垂腿(32)可接合在燃料喷射器(2)上的相对应的接纳部分(10)中，以相对于喷射器杯(4)精确定位燃料喷射器(2)。

Description

用于内燃发动机的燃料喷射组件
技术领域
本公开涉及一种用于内燃发动机的燃料喷射组件，特别是但不限于用于汽油直喷内燃发动机的燃料喷射组件。
背景技术
燃料喷射组件广泛用于将燃料喷射到内燃发动机中，特别是对于多缸发动机的每个气缸具有一喷射器，其中燃料从喷射器中每一个所连接的共轨形式的储存器中被供应。在已知的系统中，喷射器直接固定在发动机的气缸盖上，以伸入燃烧室。这种布置的缺点在于，由喷射和燃烧过程产生的噪声通过发动机传送到外部。为了减少噪音传送，一种已知的解决方案是隔离喷射器避免与发动机直接机械连接。这个问题的一个解决方案是将喷射器悬挂在燃料轨喷射器杯中，燃料轨喷射器杯本身固定到燃料轨和发动机上。这样，喷射器与发动机部件之间就没有直接的机械耦合。
另一个问题是，在组装过程中，燃料喷射器可能围绕喷射器杯的轴线枢转。燃料喷射器必需相对于喷射器杯准确地成角度定位，使得燃料喷射器燃料输出处于燃料喷射到燃烧室的正确位置。在已知的布置中，这是通过称为分度夹的另一个部件来实现的。这种布置例如在美国专利No. 8,479,710和WO 2015/135732中示出。
发明内容
本公开寻求提供一种燃料喷射组件，该燃料喷射组件具有比已知布置更少的部件和/或更容易和更快地组装，特别是在将燃料喷射器固定在喷射器杯中时。
根据本公开，提供了一种具有纵向轴线的燃料喷射组件。该组件包括具有燃料入口端口和燃料出口端口的细长燃料喷射器、喷射器杯、用于将燃料喷射器固定到喷射器杯的保持元件以及弹簧夹子。
喷射器杯包括大致圆柱形的主体，该主体沿着轴线延伸并且具有上端和下端。在其下端具有适于接纳燃料喷射器的燃料入口端口的腔，一个或多个第一开口形成在喷射器杯的周壁中，用于接纳保持元件。腔尤其由周壁形成。在组装状态下，燃料入口端口可以方便地接纳在腔中，并且保持元件接纳在一个或多个第一开口中。
保持元件大致为U形，具有两个平行或至少大致平行的臂。更具体地，每个臂具有自由端，并且臂在其与自由端相对的端部通过保持元件的腹板连接，以形成U形。臂适于（即，特别地成形和定位成）接合燃料喷射器中环形凹槽的相对侧，即特别是相对侧面，以将燃料喷射器固定在喷射器杯内。在组装好的燃料喷射组件的情况下，臂接合环形凹槽的相对侧。在一个有利的实施例中，臂被成形和定位成侧向包围燃料喷射器。
还可以想到，燃料喷射器在臂接合的相对侧具有两个单独的凹槽，而没有在周向完全围绕燃料喷射器延伸的凹槽。在本上下文中，这样的实施例也将被表述“环形凹槽的相对侧”所涵盖。
在本上下文中，臂接合侧向凹槽的相对侧特别理解为意味着一个臂接合凹槽的第一接触区域，另一个臂接合凹槽的第二接触区域，其中第一接触区域和第二接触区域布置在不同的半空间中，该半空间由包括纵向轴线并平行于臂的主延伸方向的平面限定。换句话说，该平面包括纵向轴线，并且分别垂直于臂或第一接触区域和第二接触区域之间的距离矢量。优选地，第一接触区域和第二接触区域不重叠。
臂和腹板特别是一体形成的，即保持元件特别是单件零件。表述“单件”在本上下文中是指保持元件不是由在保持元件的制造过程中相互连接的多个零件组装而成的。相反，保持元件是单个工件或者由单个工件制成。特别地，保持元件是金属支架。
保持元件被形成和布置成使得当插入喷射器杯时，保持元件的两个臂的自由端从喷射器杯突出，并且在自由端附近具有可由弹簧夹子接合的固持布置。在组装好的燃料喷射组件的情况下，弹簧夹子方便地接合固持布置。
弹簧夹子具有至少一个悬垂腿，该悬垂腿可接合在燃料喷射器上的相对应接纳部分中，以精确定位燃料喷射器相对于喷射器杯的角位置。在组装好的燃料喷射组件的情况下，悬垂腿方便地接合在燃料喷射器上的接纳部分中。
根据本公开的实施例具有低成本解决个别部件成本和生产组装中已知问题的优点。喷射器相对于杯的基本连接和分度是通过两个容易且经济地制造的元件来实现的，即保持元件和弹簧夹子，保持元件由优选扁平的U形元件组成，弹簧夹子可以由金属片材料制成为简单的压制件，该金属片材料可以焊接或钎焊到喷射器杯上，或者制成为塑料模制件。燃料喷射器和喷射器杯的组装是一个简单的两步操作；喷射器被插入喷射器杯，并且保持元件被推到适当位置以将喷射器定位在喷射器杯内。
在优选实施例中，弹簧夹子被固定、优选焊接和/或钎焊到喷射器杯上，特别是在将弹簧夹子精确定位在喷射器杯上之后。弹簧夹子可以被方便地固定到喷射器杯周壁的外表面。这样，组件的生产可能特别具有成本效益。
在另一个优选实施例中，弹簧夹子包括接合固持布置的弹簧元件。弹簧元件特别是侧向柔顺的，使得当保持元件插入喷射器杯时，弹簧元件特别是可操作以侧向偏转，并且当保持元件已经到达其最终位置时，弹簧元件快速卡扣回到与固持布置接合。
在一个实施例中，弹簧夹子包括并且优选地由结合了弹簧元件、悬垂腿和定位部段的单件主体组成，该定位部段中具有至少一个检查开口，以便能够检查夹子到喷射器杯的钎焊/焊接的品质。定位部段优选邻接喷射器杯，或者在钎焊连接的情况下，至少邻接钎焊材料，定位部段通过该钎焊材料固定到喷射器杯；特别地，它与喷射器杯和/或钎焊材料全面积接触。弹簧元件优选在径向向外的方向上远离喷射器杯突出。悬垂腿优选地在朝向燃料喷射器的燃料出口端口的方向上轴向突出超过喷射器杯。通过这种方式，弹簧夹子同时是多功能的，并且特别具有成本效益。运行期间燃料组件故障的风险可能特别小。
在一个实施例中，保持元件上的固持布置包括邻近保持元件的两个臂的自由端的向内指向的定位槽，弹簧元件可接合在向内指向的定位槽中，并且在组件的组装状态下接合在向内指向的定位槽中。在本上下文中，“向内指向”特别是指定位槽彼此面对。在径向方向上，在燃料喷射组件的组装状态下，定位槽优选位于喷射器杯与臂的自由端之间。有利的是，通过这种方式可以容易地利用弹簧夹子建立保持元件与喷射器杯的可靠的可释放连接。
在一个实施例中，弹簧夹子包括在纵向轴向方向上间隔开的两个定位部段，并且每个定位部段可以具有两个检查开口。在优选实施例中，定位部段是弯曲的，其曲率半径与喷射器杯的曲率半径相匹配，特别是与周壁的外表面的曲率相匹配。
在另一个实施例中，弹簧夹子具有间隔平行关系的两个悬垂腿，每个腿可接合在燃料喷射器上的相对应接纳部分中。在燃料喷射组件的组装状态下，每个腿接合相应的接纳部分。优选地，接纳部分包括燃料喷射器中的凹部。在一个发展中，凹部形成在燃料喷射器的塑料组成部分中。这样，凹部可以在制造塑料部件的模具中预先形成。凹部可以方便地从孔口中延伸，相应的腿通过该孔口在纵向方向上朝向燃料出口端口插入凹部中。
在一个实施例中，弹簧元件由具有弓形轮廓的相对悬臂部段形成，而在另一个实施例中，悬臂部段基本上是直的。
附图说明
现在将参考附图通过示例的方式描述燃料喷射组件的优选实施例，其中:
图1示出了根据第一示例性实施例的燃料喷射组件的透视图，
图2示出了根据第一实施例的燃料喷射组件的平面图，
图3示出了保持元件的透视图，
图4示出了弹簧夹子的透视图，
图5A示出了根据第一实施例的燃料喷射组件的截面平面图，并且
图5B示出了根据第二示例性实施例的燃料喷射组件的截面平面图。
具体实施方式
在示例性实施例和附图中，相同、相似或类似作用的组成部分具有相同的附图标记。在一些图中，可能省略个别的附图标记，以提高图的清晰度。
现在参考附图，图1以透视图的形式示出了根据本发明第一示例性实施例的燃料喷射组件。
燃料喷射组件包括燃料喷射器杯4和固定到喷射器杯4的燃料喷射器2 (在图1中仅部分示出)。喷射器杯4由沿着纵向轴线L延伸的细长的大致圆柱形主体组成。
喷射器杯4的圆周周壁在其外侧并邻近其上端处具有凹部6。喷射器杯4通过所述凹部6刚性固定并液压连接到燃料喷射组件的共轨(未示出)。在其他实施例中，杯子可以通过其顶表面上的连接器例如经由升降管（drop pipe）固定到燃料供应源。
燃料喷射器2包括刚性连接到阀体的电连接块8，该电连接块8由模制塑料材料形成，并且在其中模制有两个沿纵向轴线L方向延伸的细长凹槽或凹部10。凹部10从孔口在轴向方向朝向燃料喷射器2的燃料出口端口延伸。弹簧夹子18，称为分度夹，用于将燃料喷射器2相对于喷射器杯4定位在正确的角位置，如下所述。
燃料喷射器2插入喷射器杯4的下端，使得喷射器2的燃料入口端口(在图中不可见)位于喷射器杯4内部。燃料喷射器2通过图3所示的保持元件12固定在喷射器杯4中。保持元件12由单件的U形金属支架组成，该支架具有从腹板15延伸的两个大致平行的臂14。腹板15具有肩部13，肩部13在安装位置抵靠喷射器杯4的周壁中的槽17形式的开口的边缘。两个臂14各自在其远离腹板15的自由端具有朝向内的定位槽16，从而提供两个面对的定位槽。
为了将燃料喷射器2组装到喷射器杯4上，燃料喷射器的入口端口通过喷射器杯4底部的开口插入喷射器杯4的腔中。腔和开口由圆周外壁成形。
如图5A和图5B所示，保持元件12的臂14被推动穿过喷射器杯的周壁中的槽17，直到肩部13抵靠槽17的边缘。臂14的自由端通过周壁中的另一槽19突出使得其朝向内的定位槽16在侧向突出超过喷射器杯4的壁。在该组装位置，保持元件的臂14接合在燃料喷射器上的凹槽的相应相对侧上，从而在喷射器杯4的轴向方向上定位燃料喷射器2。还可以想到的是，喷射器杯4的周壁具有两个通孔而不是槽17和/或两个另外的通孔而不是另外的槽19，每个通孔被构造成用于接纳臂14中的一个。
由于保持元件12用来接合燃料喷射器2的凹槽围绕燃料喷射器2延伸，燃料喷射器可以相对于喷射器杯4围绕纵向轴线L旋转。这是不希望的，因为当燃料喷射器2进入发动机的燃烧室时，燃料喷射器必需处于正确的角位移，以确保实现正在喷射的燃料的期望特性和方向。在本公开中，燃料喷射器2相对于喷射器杯4的角位置由弹簧夹子18确定并保持，如图4所示。
现在参考图4，示出了由单件主体形成的弹簧夹子18，该单件主体可以由模制的塑料材料或压制金属形成，但是在该实施例中由金属形成。夹子18具有弓形的一个面20，其半径与喷射器杯4的外壁的半径基本相同。弹簧夹子18焊接或钎焊到喷射器杯2上。也可以使用其他方法将弹簧夹子牢固地结合到喷射器杯上，例如粘合剂。
弹簧夹子18具有两个间隔开的定位部段22和24，定位部段中每一个具有两个检查开口26，检查开口26包括检查点，以便能够检查夹子18到喷射器杯2的钎焊/焊接的品质。两个定位部段22、24位于另一个槽的相对轴向侧，使得弹簧夹子18部分地覆盖另一个槽19，使得另一个槽19具有在任一圆周方向上未被覆盖的部分，臂14延伸穿过未被覆盖的部分。
在两个定位部段22和24之间，夹子18包括弹簧元件28，弹簧元件28由两个相对的弯曲悬臂弹簧片30组成，悬臂弹簧片30接合在保持元件12的臂14中的定位槽16中，以将保持元件牢固地锁定在喷射器杯2中，如图5A所示。
弹簧夹子18具有两个平行的悬垂腿32，其平行于纵向轴线L延伸并接合在燃料喷射器主体8中的凹槽或凹部10中。当喷射器杯被提供时，燃料喷射体8上的分度片33位于腿32之间并被腿32接合。以这种方式，燃料喷射器2相对于喷射器杯4的角位置通过分度片33被精确地定位在相对于喷射器杯4的期望角位置。
燃料喷射器到燃料喷射器杯的组装分两步迅速地完成。燃料喷射器被插入喷射器杯，然后保持元件以推入配合的方式被插入，直到腹板肩部13抵靠杯壁，在该位置定位槽16被弹簧夹子18接合。在同一步骤中，燃料喷射器进行任何必要的角运动。
图5B示出了具有直弹簧片的弹簧元件28的替代形式，附图标记34。这为弹簧提供了另一种替代特性，以获得所需的弹簧刚度。
在弹簧夹子18的进一步修改中，悬垂腿34通过增加它们的横截面积而得到加强，典型地通过包括沿着远离凹部10的面的腹板或凸起部分，该腹板或凸起部分优选地朝向邻近下定位部段24的腿的根部或基部更厚或更明显。
在另一个修改中，杯2具有两个代替槽17的开口，并且臂14通过这些开口推入配合，直到腹板15抵靠喷射器杯的外侧。

Claims (12)

1.一种具有纵向轴线(L)的燃料喷射组件，包括：
-具有燃料入口端口和燃料出口端口的细长燃料喷射器(2),
-喷射器杯(4)，
-用于将所述燃料喷射器(2)固定到所述喷射器杯(4)的保持元件(12)，以及
-弹簧夹子(18)
其中
-所述喷射器杯(4)包括沿所述轴线(L)延伸的大致圆柱形主体，所述主体具有上端和下端，所述杯(4)在其下端具有适于接纳所述燃料喷射器(2)的燃料入口端口的腔，
-一个或多个第一开口形成在所述喷射器杯的周壁中，用于接纳所述保持元件(12)，
-所述保持元件(12)大致为U形，具有两个大致平行的臂(14)，所述臂(14)成形和定位成接合所述燃料喷射器(2)中的环形凹槽的相对侧面，以将所述燃料喷射器(2)固定在所述喷射器杯(4)中，
-当插入所述喷射器杯(4)中时，所述保持元件(12)的所述两个臂(14)的自由端从所述喷射器杯(4)突出，并且在所述自由端附近具有可与所述弹簧夹子(18)接合的固持布置(16)，
-所述弹簧夹子(18)具有至少一个悬垂腿(32)，所述悬垂腿(32)可接合在所述燃料喷射器(2)上的相对应的接纳部分(10)中，以精确定位所述燃料喷射器(2)相对于所述喷射器杯(4)的角位置。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射组件，其中所述保持元件上的所述固持布置(18)包括邻近所述保持元件(12)的两个臂(14)的端部的向内指向的定位槽(16)，所述弹簧夹子(18)具有可接合在所述向内指向的定位槽(16)中的弹簧元件(28)。
3.根据权利要求2所述的燃料喷射组件，其中所述弹簧夹子(18)包括结合有所述弹簧元件(28) 并且可固定到所述喷射器杯上的一体式主体。
4.根据权利要求3所述的燃料喷射组件，其中，所述弹簧夹子(18)可通过钎焊而固定到所述喷射器杯(2)上，并且具有至少一个定位部段(22)，在所述定位部段(22)中具有至少一个检查开口(26)，使得能够检查所述夹子（18）到所述喷射器杯（2）的钎焊的品质。
5.根据权利要求3所述的燃料喷射组件，其中，所述弹簧夹子(18)可通过焊接而固定到所述喷射器杯(2)上，并且具有至少一个定位部段(22)，在所述定位部段(22)中具有至少一个检查开口(26)，使得能够检查所述夹子（18）到所述喷射器杯（2）的焊接的品质。
6.根据权利要求4或5所述的燃料喷射组件，其中所述弹簧夹子(18)包括在纵向轴向方向上间隔开的两个定位部段(22，24)，并且每个定位部段具有两个检查开口(26)。
7.根据权利要求6所述的燃料喷射组件，其中所述定位部段(22、24)是弯曲的，其曲率半径与所述喷射器杯(4)的外壁的曲率半径相匹配。
8.根据权利要求4或5所述的燃料喷射组件，其中，所述弹簧夹子(18)具有两个间隔平行关系的悬垂腿(32)，所述腿(32)接合在所述燃料喷射器主体上的分度片(33)的任一侧，从而精确定位所述燃料喷射器(2)相对于所述喷射器杯(4)的角位置。
9.根据权利要求8所述的燃料喷射组件，其中每个腿可接合在所述燃料喷射器(2)上的相对应的接纳部分(10)中，所述一个或多个接纳部分(10)包括在所述燃料喷射器(2)中的凹部。
10.根据权利要求9所述的燃料喷射组件，其中所述凹部形成在所述燃料喷射器(2)的塑料组成部分中。
11.根据权利要求2所述的燃料喷射组件，其中所述弹簧元件(28)由具有弓形轮廓的相对的悬臂叶片部段(30)形成。
12.根据权利要求2所述的燃料喷射组件，其中，所述弹簧元件由相对的悬臂叶片部段(34)形成，所述悬臂叶片部段基本上是直的。
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