CN112823072A - 用于加工共同燃料管路的分支接管的孔的棱边的方法和这样制造的共同燃料管路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于加工接管(2)的径向孔(21)的棱边的方法，该接管用于使喷射喷嘴与内燃机的喷射系统的共同的燃料管路(100)的轴向腔室(11)分支，其中，根据所述方法使径向孔(21)到所述共同燃料管路的腔室(11)中的通口去毛刺。通过磨削所述径向孔(21)到所述轴向腔室(11)中的通口的棱边(22)来制造呈根据孔(21)的轴线(ZZ)的旋转表面(3S)形式的连接环圈(3)，所述棱边从所述轴向腔室(11)的表面(11S)和所述径向孔(21)的表面(21S)突出。

Description

用于加工共同燃料管路的分支接管的孔的棱边的方法和这样 制造的共同燃料管路

技术领域

本发明提供一种用于制造喷射系统的共同燃料管路的方法，该方法在于，通过热锻造和根据主轴线钻出腔室并且制造用于喷射喷嘴分支的径向孔来制造燃料管路体，其中，根据该方法，使孔通到共同燃料管路的腔室中的通口去毛刺。

背景技术

燃料的非常强烈的压力的变化使喷射系统的共同燃料管路经受强疲劳，该强疲劳在径向孔与燃料管路的腔室的连接处产生断裂风险。

已知的是，使共同燃料管路的径向孔的通口去毛刺，用于降低失效风险。

然而，仍然存在一定程度的疲劳，具有断裂风险和由燃料管路供给的马达的停机风险。

发明内容

本发明的任务在于，开发出一种方法，该方法能够改善喷射系统的共同燃料管路的疲劳特性。本发明的任务还在于，开发出一种喷射系统的燃料管路，该燃料管路通过这种方法获得。

为此，本发明提出一种用于加工接管的径向孔的棱边的方法，该接管用于使喷射喷嘴与内燃机的喷射系统的共同燃料管路的轴向腔室分支，其中，根据该方法使径向孔通到共同燃料管路的腔室中的通口去毛刺。

根据本发明，该方法的特点在于，通过磨削径向孔通到轴向腔室中的通口的棱边来制造呈能够与根据孔轴线的旋转表面相比的表面形式的连接环圈，所述旋转表面通过具有位于旋转轴线上的顶点的母线产生，所述棱边从轴向腔室的表面和径向孔的表面突出。

在每个径向孔到共同燃料管路的腔室中的通口处的连接环圈的表面能够实现，在燃料管路中分散周期性压力变化的效应，其方式是避免该效应集中在到棱边上，如在根据现有技术简单去毛刺的棱边的情况下那样。

此外，用于加工的方法的特点在于，连接环圈通过母线产生，其中：

-一端部是位于径向孔的表面上的点，

-另一端部是轴向腔室的表面上的点，

-端部在径向孔的表面上以及在轴向腔室的表面上的相对位置确定了连接环圈分别对径向孔的表面和轴向腔室的表面的影响。

因此，由于母线相对于径向孔的轴线围成确定的角度，所以该母线产生了总体上截锥形的表面。

根据另一有利特征，母线是相对于径向孔的轴线凸形的圆弧、直线段、线条、具有相对于轴线凹形弯曲的部段、凹形和凸形弯曲部段的组合。

以特别有利的方式，至少局部地在连接环圈的表面中引起残余压应力。该残余压应力尤其通过制造连接环圈的工具引起。

根据另一有利的特征，连接环圈的表面具有在至少0.1mm至0.5mm之间的宽度。

有利地，根据待引入到连接环圈的表面中的残余压应力来确定母线局部形成的角度。

该残余应力本身取决于燃料管路的材料和运行条件，并且尤其取决于燃料管路的材料的屈服极限。

根据另一有利的特征，母线是相对于旋转轴线具有在40°至55°之间的斜度的直线。

有利地，如所说明的那样，制造连接环圈的工具在同一工序过程中在环圈的表面中引起残余压应力。该残余压应力减小了共同燃料管路中的强周期性的压力变化的疲劳效应。

连接环圈的总体角度有利地位于40°至55°之间，这导致在燃料管路运行期间施加到环圈的表面上的周期性应力的最优分布。该分布对于残余阻力和在径向孔与轴向腔室的孔的连接处的加工区域的预损坏的风险是最优的。

本发明还提供通过如上所说明的方法获得的喷射系统的共同燃料管路，其中，该燃料管路由设有轴向腔室的体构成，接管的径向孔通到该轴向腔室中，所述径向孔集成到所述体中并且用于使喷射喷嘴或燃料管路的其它附件分支。

径向孔的通口包括在每个径向孔与共同燃料管路的轴向腔室的汇合处的连接环圈，所述径向孔用于使喷射喷嘴与共同燃料管路的腔室分支。

有利地，连接环圈的表面的上边缘和下边缘分别到达每个径向孔的表面和具有内圆角的腔室的轴向孔的表面。

附图说明

下面借助共同燃料管路的实施方式更详细地描述本发明，所述共同燃料管路在径向孔与轴向腔室之间的连接棱边上具有呈旋转表面形式的连接环圈，该实施例在下面的附图中以放大的比例示出，附图示出了：

图1根据本发明的共同燃料管路的截面图；

图2在使用本发明的方法之前，在图2的子附图2A、2B中一方面示出穿过包含轴向腔室的轴线和径向孔的轴线的平面的在径向孔高度上的共同燃料管路的轴向截面图，并且另一方面示出穿过垂直于轴向腔室的轴线的平面的截面图，该平面延伸穿过径向孔的轴线；

图3

-在其相应于图2A、2B的截平面的子附图3A、3B中示出根据本发明的在两个孔的棱边上的连接环圈的通常的第一实施方式；

-在其子附图3C、3D中示出在两个孔的棱边上的连接环圈的第二实施方式，该棱边在相交棱边上被调整；

图4在其子附图4A、4B中示出在径向孔和轴向腔室的棱边上的连接环圈的另一实施方式的相应于图2的截平面的截面图，所述连接环圈具有呈带有两个部段的凸形线条形式的母线；

图5在其子附图5A、5B中示出根据本发明的连接环圈的另一实施方式的根据与图2的截平面一致的截平面的截面图，所述连接环圈通过凸形弯曲的母线产生；

图6在其子附图6A、6B中示出连接环圈的另一实施方式的根据与图2的截平面一致的截平面的截面图，所述连接环圈通过一母线产生，该母线组合了呈凹形弯曲弧的形状和呈凸形弯曲弧的形状；

图7在其子附图7A、7B中示出连接环圈的另一实施方式的根据与图2的截平面一致的截平面的截面图，所述连接环圈具有呈凹形线条形式的母线，该凹形线条由两个部段构成。

具体实施方式

根据图1，本发明提供一种能够改善根据图1的喷射系统的共同燃料管路100的疲劳特性的方法。该共同燃料管路100由热锻造的体1构成，在该热锻造的体中钻出轴向腔室11，轴向腔室11接收处于非常高的压力下的燃料，以便供给喷射喷嘴。燃料管路包括具有径向孔21的集成的接管2，这些径向孔通到体1的轴向腔室11中，以便接收与喷射喷嘴连接的管路端部。

燃料管路100包括多个集成的接管2，这些接管取决于待供给的喷射喷嘴的数量和对于高压泵所需的输入端的数量。端部101通常包括压力传感器；燃料管路的另一端部102接收将过剩燃料通过输出接管103送回至储存器的压力限制器或压力调节器。如果上述部件中的一个或另一个不是必要的或以其它方式设置，则端部101和102也可以接收塞子或与接管2相同的附加的接口接管。这些不同的附件未示出。

因为径向孔的制造产生了尖锐的棱边并且在与轴向腔室11的连接部位上留下毛刺，所以该棱边如下文所述的那样用制造连接环圈3的工具加工。

图2在其子附图2A、2B中通过穿过包含径向孔21的轴线ZZ的两个垂直平面的共同燃料管路100的横截面示出通到轴向腔室11中的孔21的棱边22的状态：

-子附图2A是穿过包含轴线ZZ和轴向孔11的轴线XX的平面的横截面，

-子附图2B是穿过包含轴线ZZ和横向轴线YY的平面的横截面，该横向轴线是垂直于轴向孔11方向的轴线XX。

径向孔21与轴向孔11的相交是四阶三维相交曲线22(X、Y、Z)，其中，所有两个孔均视为具有圆形横截面21S、11S的圆柱形表面。因为径向孔21的直径小于轴向孔11的直径，所以在图2A的侧截面图中，径向孔21“下降”到轴向孔11中，而在图2B的截面图中，相交曲线22“包含”在轴向孔11的表面11S中并且与腔室11的表面11S横截面的圆弧融合。表面11S(通过一直线产生的圆柱形表面)的“最高的”母线带有附图标记Xo-Xo。

在下面的说明中使用穿过根据图2的子附图2A、2B的两个垂直平面的截面图。

为了简化附图的解释和方法的说明，标明曲线22与两个截平面的四个交点(22B、22H)是有用的。曲线22的两个下方点22B和两个上方点22H之间的高度差(e)(根据轴线ZZ的高度差)也明显突出。

孔21和轴向腔室11的尺寸不是按比例的，而是极其放大的，以便简化本发明的示图和曲线的几何形状。同样情况适用于附图中的关于在其不同实施方式中所描述的连接环圈3的元件。最后，术语“上/下”和“右/左”仅涉及附图的定向。

图3示出所述方法的两个实施方式，该方法在于，通过磨削表面11S的通到轴向腔室11中的通口的棱边11来制造呈表面形式的连接环圈3，该表面能够与称为径向孔21的旋转轴线的旋转表面3S(根据轴线ZZ)相比。

该连接环圈3制造为通过如所阐述那样的直或弯曲的母线产生的表面，并且该表面的顶点S位于轴线ZZ上。

在最简单的第一种情况下，顶点S固定在旋转轴线ZZ上。连接环圈例如通过一工具产生，该工具示意性地具有由母线形成的棱边并且绕着轴线ZZ旋转。

在第二种情况下，旋转母线在相交棱边22处被调整；该调整可以通过物理上跟随棱边22或通过遵循根据两个表面11S、21S(这两个表面是具有圆形横截面的圆柱形表面)的理论相交曲线22来进行。在第二种情况下，表面的“顶点”Sv(该顶点是母线与轴线ZZ的交点)不是固定的，而是根据相应于棱边22的高度差(e)的路径在旋转轴线ZZ上移动。

在第一种情况下，作为示例，母线与表面21S的相交是圆形，而在第二种情况下，与表面21S的该相交的几何位置是从构成棱边22的曲线偏移的曲线。因为高度差(e)很小，所以经磨削的表面类似于旋转表面。

因为根据第一种情况的方法的示图在几何形状上更简单，因为通过母线产生的锥体顶点S是固定的，所以首先执行该描绘(Beschreibung)，第二种情况的描绘在一定程度上是对第一种描绘的外插。

图3A、3B示出连接环圈3的第一实施方式，该连接环圈是通过母线31g产生的旋转表面3S，该旋转表面围绕轴线ZZ旋转并且被上方点32P和下方点33P限界。母线31g在点S处与旋转轴线ZZ相交，点S形成母线产生的旋转锥体的顶点。上方点32P描绘出在表面21S上的圆32，而下方点33P描绘出在与轴线ZZ垂直的平面中的圆。然而，该圆33不是连接环圈3的下边缘34并且该圆仅与下边缘34在平面ZZ/XX中重叠(图3A)。旋转表面3S的该母线31g例如是铣削型旋转工具的有效表面(相交棱边)，该旋转工具与径向孔21接合并且随后在该径向孔中展开，以便使具有轴线ZZ的径向孔21的相交曲线22与具有轴线YY的轴向腔室11的表面11S相叠。

母线31g通过形成连接环圈3的由点32P描绘出的圆形上边缘32来接合径向孔21的表面21S。

连接环圈3的表面31S的下边缘34是通过母线31g和轴向孔11的表面11S的相交(延伸点34P)描绘出的曲线，因为该相交按照定义位于表面11S上，所述曲线也始终是母线31g围绕旋转轴线ZZ的角位置。

换言之，母线31g的下端部33P描绘出在垂直于轴线ZZ的平面内的圆，相反地，在母线31g围绕轴线ZZ旋转期间(假定包含在穿过轴线ZZ延伸的平面内)延伸点34P位于母线31g与表面11S的相交点处；在母线旋转的过程中，所述延伸点在母线31g的位于最低点33P与最高交点34Po之间的部段33P-34Po上移动。

曲线34以截面在图3A的侧截面图中示出。该曲线相应于具有两个对称平面的三维椭圆的类型；在平面XX，ZZ内的投影中(图3A)，所述曲线在最低点(33Po)和最高点(34Po)处被高度压缩(图3A)。

符合目的地应注意，在本说明书中使用的附图仅限于穿过相应于母线31g的最外部位置的两个平面XX/ZZ和YY/ZZ的横截面；在截面图中必须复杂示出的中间位置将使示图复杂化。

图3A、3B划分为穿过轴线ZZ的两部分，以便简化示图和在图3A、3B之间具有尺寸辅助线的几何结构。

图3A的右部分示出在平面XX/ZZ中具有母线31g的表面3S的横截面、连接环圈3的该截锥形表面3S的上边缘32的圆形形状和下边缘的三维曲线34。

图3A的左部分示出平面XX/ZZ中具有两个端部32P和33P的母线31g和在表面11S的直线Xo-Xo的最高交点处的延伸点34P。在该位置中，延伸点34P带有附图标记34Po。

已经示出了相交棱边22，以便示出旋转表面3S在该线22上方和下方的扩宽部，该扩宽部通过连接环圈3的制造而消失。

图3B的右部分示出在棱边22被磨削之前的截面图。因为棱边22在表面11S内相交，所以该棱边到平面YY/ZZ中的投影是被下方点22B限界并且达到在母线Xo-Xo上汇合的两个上方点22H的圆弧。

图3B的左部分示出母线31g、该母线在表面21S上的端部32P和该母线在表面11S上的端部33P。在这两个最外部的位置中，点33P带有附图标记33Po。图3B的右部分示出棱边22在平面YY/ZZ中的下降(Abgang)。

两个弯曲的箭头说明延伸点34P在表面11S上的延续，该延续通过母线31g的旋转而上升至上方直线Xo-Xo。

图3C、3D示出相应于所述方法的第二实施方式的截面图，根据该实施方式，母线31gv与旋转轴线ZZ在相交棱边22处的相交点Sv被调整。这可以通过以下方式示意性示出：相交点Sv在轴线ZZ上在具有长度(e)的路径上移动，该长度(e)等于棱边22的曲线的高度差。

这意味着，母线31gv的上方点32P，即母线与表面21S的交点，不再在圆32上移动，而是在曲线22V上移动，该曲线相应于所述曲线22根据高度H的平移。该高度在图3C中可见。该平移意味着，母线31gv的旋转与长度(e)的平移结合。

母线31gv与表面11S的交点34P描绘出曲线34v，该曲线包含在曲线22与第一实施方式的母线31g的曲线34之间；该曲线34为了比较而在图3C中绘制出。

因此，所得到的环圈3Sv的表面相对于具有固定顶点S的母线31g的环圈3S的表面略微减小。这两个表面之间的差比这些表面的与图3A-3D的表面相比位于非常小的尺寸中的实际制造更进一步减小。

下面在具有固定顶点的锥形表面的情况下描述不同的变型方案，其中，能够容易地从中导出在通过在棱边22处经调整的母线产生的表面的情况下的应用。

图4A、4B示出在与上述相同的示图条件下的母线41g的情况，该母线呈相对于轴线ZZ的凸形线条形式，该凸形线条由在点41g3处相遇的两个直线段41g1、41g2组成。

为了简化描述，母线41g与图3A、3B的母线31g结合地示出；如果可能的话，除修改的元件外，保留前面的附图标记。

母线41g根据围绕轴线ZZ的旋转双锥体切割棱边22；该双锥体的形成围绕连接环圈3的轴线ZZ的旋转表面的两个部分3S1、3S2在连接点41g3高于表面11S时通过圆形棱边35(2D曲线)相交或在连接点41g3低于上方直线Xo-Xo并且在表面11S上回转时通过3D曲线相交。在这种情况下由点41g3描绘出的曲线由围绕轴线ZZ的圆弧形成，该曲线从图4B所示的位置开始直到点41g3接触表面11S并且部段(41g3-41g1)开始进入到表面11S中为止。从该位置开始，该曲线是母线(41g4-32P)的曲线的一部分，所述母线由延伸点41g4描绘(延伸点41g4因此相当于母线31g的点33P)，并且因此具有类似于图3A、3B的曲线34的曲线形状，但更小。通过点41g3产生的曲线弧的组合关于两个切割平面XX/ZZ和YY/ZZ如不同附图的所有曲线那样是对称的。

该双锥体3S(3S1，3S2)的下边缘44是三维曲线，该三维曲线具有类似于三维变形的、压缩的椭圆的形状，该椭圆在直线Xo-Xo上在从作为定向点所示的点34Po这一侧的上方位置44Po中并且通过与表面11S上的最下方的两个点33Po相切而到达曲线34的内部。

图5在其子附图5A、5B中示出母线51g的情况，该母线被与前面所说明的与棱边22相交的母线31相同的上方点32P和下方点33P限界。

符合目的地应注意，从点33P出发的该母线最高与表面11S相切。

如果母线必须在其最靠近表面11S的位置上(根据图5B)与该表面11S相交，例如，通过穿过表面11S进入到轴向腔室11中，以便在点331P处又从该表面离开(图5B)，则代替点32P与33P之间的母线51g而采用点331P与32P之间的部分作为母线将是足够的。

这将得到比边缘54更靠近曲线22的下边缘541。

为了比较，图5A示出母线51g和511g以及曲线54和541。

表面3S是通过围绕轴线ZZ的弯曲母线产生的锥形表面，其中，在此关于轴线ZZ限定凸性。

图6在其子附图6A、6B中示出母线61g，该母线由两个弯曲的弧61g、61g2组成，其中一个弧相对于旋转轴线ZZ是凸形的，而另一个弧相对于旋转轴线ZZ是凹形的。该母线产生具有双曲率的锥形表面3S。

图7在其子附图7A、7B中示出旋转表面3S，该旋转表面通过凹形的母线71g产生，其中，由两个直线段71g、71g2组成的组合在点71g3处相交。

如在前述示例中那样，所得到的表面3S被在表面21S中呈圆弧形状的上边缘32和由四阶3D曲线形成的下边缘74限界。该3D曲线远离为了比较而示出的母线31g的曲线34。

通过作为非限制性示例给出的不同母线31g-71g产生的连接环圈3的表面3S可以用带有母线的工具或用不同工具加工，以便在那里引起残余应力。

同样地，表面3S的凸起棱边(例如上边缘32和下边缘34、44、54、64、74)可以通过内圆角而弱化。

符合目的地也应注意，母线的总体角度、即连接母线的端部32P、33P的直线的角度，优选是40°至55°之间的角度。

例如母线41g或母线71g的母线部段的角度优选在25°至40°之间。

最后，通过在孔棱边22之后的母线产生的表面3S的宽度在最窄部分和最宽部分之间优选位于0.1-0.5mm的数量级内。该宽度是点32P和34P(延伸点)之间的距离，该距离是产生连接环圈的表面3S的母线的具有可变长度的部段。

附图标记列表

100 共同燃料管路

101 燃料管路的端部/轴向腔室的通口

102 燃料管路的端部/接收压力限制器的端部

103 输出接管

1 热锻造的体

11 轴向腔室

11S 轴向腔室的表面

2 集成的接管

21 径向孔

21S 径向孔的表面

22 待去毛刺的棱边/相交曲线

3 连接环圈

3S 连接环圈的旋转表面

31g、41g、51g、61g、71g 母线

32 旋转表面的上边缘

32P 母线的上方点

33 通过母线的下方点33P描绘的曲线

33P 母线的下方点

34 旋转表面3D的下边缘

34P 母线和表面21S的相交点/延伸点

35 通过两个母线部段的连接点所描绘的曲线

S 固定顶点

Sv 可运动顶点

ZZ 径向孔的轴线/旋转轴线

Claims (12)

1.一种用于加工接管(2)的径向孔(21)的棱边的方法，所述接管用于使喷射喷嘴与内燃机的喷射系统的共同燃料管路(100)的轴向腔室(11)分支，其中，根据所述方法使具有轴线(ZZ)的径向孔(21)到所述共同燃料管路的腔室(11)中的通口去毛刺，

其中，所述方法的特征在于，通过磨削所述径向孔(21)到所述轴向腔室(11)中的通口的棱边(22)来制造呈能够与根据旋转轴线(ZZ)的旋转表面(3S)相比的表面形式的连接环圈(3)，所述旋转表面通过具有位于轴线(ZZ)上的顶点(S，Sv)的母线产生，所述棱边从所述轴向腔室(11)的表面(11S)和所述径向孔(21)的表面(21S)突出。

2.根据权利要求1的用于加工的方法，

其特征在于，

所述顶点(S)是固定的，所述顶点是母线(31G)与所述轴线(ZZ)的交点。

3.根据权利要求1的用于加工的方法，

其特征在于，

所述顶点(Sv)在所述棱边(22)上被调整，所述顶点是所述母线(31gv)与所述轴线(ZZ)的交点。

4.根据权利要求1的用于加工的方法，

其特征在于，

所述连接环圈(3)通过所述母线(31g，31gv，41g，51g，61g，71g)产生，其中：

-一端部(32a)是位于所述径向孔(21)的表面(21S)上的点，

-另一端部(33a)是所述轴向腔室(21)的表面(21S)上的点，

-这些端部(32a，33a)在所述径向孔(21)的表面(21S，11S)上以及在所述轴向腔室(11)的表面上的相对位置分别确定了所述连接环圈(3)对所述径向孔(21)的表面(21S)和对所述轴向腔室(11)的表面(11S)的影响。

5.根据权利要求4的用于加工的方法，

其特征在于，

所述母线(31g，41g，51g，61g，71g)是相对于所述轴线(ZZ)凸形的圆弧、直线段、线条、具有相对于所述轴线(ZZ)凹形弯曲的部段、凹形和凸形弯曲部段的组合。

6.根据权利要求1的用于加工的方法，

其特征在于，

在所述连接环圈(3)的表面(3S)中引起残余压应力。

7.根据权利要求6的用于加工的方法，

其特征在于，

所述残余压应力通过制造所述连接环圈(31)的工具引起。

8.根据权利要求1的用于加工的方法，

其特征在于，

所述连接环圈(3)的表面被制造成具有在至少0.1mm至0.5mm之间的宽度。

9.根据权利要求1的用于加工的方法，

其特征在于，

所述母线是相对于所述轴线(ZZ)具有在40°至55°之间的斜度的直线。

10.根据前述权利要求中任一项的方法获得的喷射系统的共同燃料管路，所述燃料管路由设有轴向腔室(11)的体(1)构成，接管(2)的径向孔(21)通到所述轴向腔室(11)中，所述径向孔集成到所述体(1)中，用于使喷射喷嘴分支，

其特征在于，

所述径向孔(21)的通口包括在每个径向孔(21)与所述共同燃料管路(100)的轴向腔室(11)的汇合处的连接环圈(3)，所述径向孔用于使所述喷射喷嘴与所述共同燃料管路(100)的腔室(11)分支。

11.根据权利要求10所述的共同燃料管路，

其特征在于，

所述连接环圈(3)的表面(3S)至少局部地具有在所述共同燃料管路(100)的体(1)的材料中的残余压应力。

12.根据权利要求10所述的共同燃料管路，

其特征在于，

所述连接环圈(3)的表面(3S)的上边缘(32)和下边缘(33)分别到达所述孔(21)的表面(21S)和具有内圆角的孔(11)的表面(11S)。

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