CN114846234A - 用于喷射设备的流体分配器，尤其是用于混合压缩的外源点火式内燃机的燃料喷射设备的燃料分配器条 - Google Patents

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CN114846234A CN202080088914.1A CN202080088914A CN114846234A CN 114846234 A CN114846234 A CN 114846234A CN 202080088914 A CN202080088914 A CN 202080088914A CN 114846234 A CN114846234 A CN 114846234A
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Abstract

一种用于喷射设备(100)的流体分配器(1)，尤其是用于混合压缩的外源点火式内燃机的燃料喷射设备(100)的燃料分配器条(1)，其具有管形的基体(2)，所述基体优选通过单级锻造或多级锻造来加工，其中，在所述基体(2)上设置第一高压输出端(9)、第二高压输出端(10)和第三高压输出端(11)，其中，所述第二高压输出端(10)相对于所述第一高压输出端(9)在第一方向(X1)上沿着所述管形的基体(2)的纵轴线(4)以预给定距离(24)错开地布置，其中，所述第三高压输出端(11)相对于所述第二高压输出端(10)在所述第一方向(X1)上沿着所述纵轴线(4)以所述预给定距离(24)错开地布置，其中，用于至少间接地紧固所述基体(2)的第一保持元件(5)和第二保持元件(6)设置在所述基体(2)上，并且其中，所述第一保持元件(5)和所述第二保持元件(6)如此布置在所述管形的基体(2)上，使得沿着所述纵轴线(4)观察，所述第一保持元件(5)的轴线(7)被定位在沿着所述第一方向(X1)与所述第一高压输出端(9)的轴线(12)间隔开所述预给定距离(24)的至多0.5倍处，并且使得沿着所述纵轴线(4)观察，所述第二保持元件(6)的轴线(8)被定位在逆着所述第一方向(X1)与所述第三高压输出端(11)的轴线(14)间隔开所述预给定距离(24)的至多0.5倍处。

Description

用于喷射设备的流体分配器，尤其是用于混合压缩的外源点 火式内燃机的燃料喷射设备的燃料分配器条
技术领域
本发明涉及一种用于喷射设备的流体分配器、尤其是用于混合压缩的外源点火式内燃机的燃料喷射设备的燃料分配器条以及一种喷射设备。特定地，本发明涉及用于混合压缩的外源点火式内燃机的燃料喷射设备的领域，其中，燃料分配器条例如布置在机动车的发动机室中、紧固在内燃机的气缸头上并且在运行中用于直接将燃料喷射到内燃机的燃烧室中。
背景技术
从JP2018-158372A的摘要和附图中已知，通过锻造制造用于分配器条的基体。在此，材料被偏心锻造，使得在所锻造的基体上通过锻造形成五个在锻造后钻出的连接元件和两个同样在锻造后钻出的保持元件。
在用于分配器条的、根据从JP2018-158372A的摘要和附图中已知的方法所制造的基体中，通过锻造而构造在基体上的并且随后钻出的紧固元件具有高强度，使得整个分配器条可以用合适的附件被可靠地安装和固定，例如安装和固定在发动机室中的气缸头上。
发明内容
具有权利要求1特征的根据本发明的流体分配器和具有权利要求10特征的根据本发明的喷射设备具有这种优点：实现了改进的构型和功能方式。尤其，可以实现将阀直接连接在高压输出端上。
通过在从属权利要求中列出的措施，可以实现在权利要求1中说明的流体分配器和在权利要求10中说明的喷射设备的有利扩展方案。
所提出的喷射设备尤其可以构造为燃料喷射设备，该燃料喷射设备用于喷射燃料或具有至少一个燃料的混合物。此外，喷射设备不仅可以用于液态流体，而且在必要时还可以实现气态流体、尤其是可燃气体的吹入。
以有利的方式，流体分配器可以通过恰好两个保持元件紧固在合适的主体上，这例如通过合适的保持结构是直接或间接可行的。如果喷射设备例如构造为用于机动车的燃料喷射设备，则通常存在将喷射设备紧固在发动机室中、尤其是气缸头上的要求，其中，出现高的负载。术语“保持元件”在此指的是流体分配器的这种元件：所述元件能相应地被加载并且在所述元件上实现流体分配器在合适的主体、尤其是气缸头上的至少间接的紧固。
因而，在此可以区分(高强度)保持元件和(如果设置了)至少一个仅用于低负载的紧固元件，该紧固元件例如用于紧固电缆线束。保持元件通常必须承受非常高的负载。如果保持元件如优选地以锻造在管形的基体上的方式被构造，则为此通常必须考虑基本的材料使用。
然而，原则上也可设想实现钎焊的构型，其中，保持元件通过钎焊与管形的基体连接。在锻造的构型中，用于制造管形的基体并且优选也用于制造经锻造的保持元件和高压输出端的材料从圆形材料中被分段切割。于是，材料的量具有一定的公差。分段切割的材料被放入压力机中，该压力机可以由下模具半部和上模具半部构成。模具半部在此预给定锻造过程的轮廓，该轮廓定义基体的锻造形状。即使在较低的公差端，轮廓也必须能够在锻造时100％地被填充。由于基体的轮廓局部发生变化并且可以设置例如偏心轴或局部更多的材料需求，因此通常存在局部变化的材料量，该材料量在模具半部之间被移入用于接收挤出的材料的间隙中。由此可以在一个或多个锻造阶段中过程可靠地实现锻造轮廓。在此，使用优质材料、尤其是优质钢材是有利的。优选，为了构型基体、高压输出端和保持元件使用优质钢，其中，优选通过锻造实现一体式构型。
在运行中，流体分配器的保持元件抵消由液压产生的阀的反作用力并且由此可以以有利的方式避免管形的基体的弯曲；专门地，通过使阀支承在气缸头上会导致从气缸头指向流体分配器的反作用力。由此减少了阀相对于高压输出端的运行。这又降低了作用在阀和高压输出端之间的密封件上的负载。尤其防止了密封环等的磨损。另一方面，需要将流体分配器良好地支承在气缸头上，以便不会使例如将流体分配器的管形的基体固定在气缸头上的螺钉过载。
通过所提出的构型尤其可以实现，能够在三个高压输出端仅具有两个保持元件的情况下满足这些要求。在此，保持元件在管形的基体上的布置是基本的。尤其地，保持元件在管形的基体上的布置也影响流体分配器的固有频率，并且在振动负载下保持元件和与此相关的紧固件必须将流体分配器牢固地就位保持在例如气缸头上。
根据权利要求2和/或权利要求3可以实现有利的定向或布置。优选，保持元件尽可能靠近管形的基体的纵轴线地布置，如权利要求4所说明的那样。
通过根据权利要求的有利构型，进一步优化是可能的。由此尤其可以实现在各个高压输出端上的密封件、尤其是O形密封环上的可比较负载，以便防止这些密封件中的一个密封件过载。根据给定的边界条件、尤其是几何参数，保持元件的定位在此可以以有利的方式通过模拟来确定。在此，一个重要参数是预给定距离，该预给定距离例如由具有三个气缸的内燃机中的气缸距离来预给定。保持元件的特别有利的布置可以根据权利要求6和/或权利要求7来实现。在权利要求8中说明了流体分配器的有利的构型，在该构型中尤其通过锻造实现了一体式构型。在权利要求9中说明的有利的构型特别适用于奥托发动机或汽油和汽油混合物的喷射。
在一个可能的构造中，高压输出端构造为管形的基体上的径向高压输出端。管形的基体优选由耐腐蚀的优质钢形成，尤其是由材料号为1.4301、1.4307、1.4462或1.4362的优质钢形成。
附图说明
在下面的说明书中参照附图详细阐述本发明的优选实施例，在所述附图中，相应的元件设置一致的附图标记。附图示出：
图1以扼要的示意图相应于本发明的一个实施例地示出构造为燃料喷射设备的喷射设备，该喷射设备具有构造为燃料分配器条的流体分配器；
图2以沿着以X2表示的观察方向的扼要的示意图相应于本发明的该实施例地示出在图1中呈现的流体分配器；以及
图3从以X1表示的观察方向相应于一个改型的构型地示出在图1中呈现的流体分配器。
具体实施方式
参照附图来描述喷射设备100的和喷射设备100的流体分配器1的可能构型。特定地，这样的流体分配器1可以构造为燃料分配器条1并且用于燃料喷射设备100，在该燃料喷射设备中将流体分配到优选多个阀(喷射阀)101至103、尤其是燃料喷射阀101至103上。在此，流体分配器1优选如此构造，使得给定关于流体压力的非常高的负载能力，该流体存储在流体分配器1内并且例如分配到燃料喷射阀101至103上。流体分配器1优选实现为锻造的流体分配器1，使得能实现关于流体压力的高负载。因此，这里考察流体分配器1，该流体分配器的管形的基体2是锻造的。可设想，流体分配器1还具有至少一个另外的构件，该另外的构件与基体2螺纹连接或例如通过熔焊或钎焊连接。
图1以示意图相应于本发明一个实施例地示出构造为燃料喷射设备100的喷射设备100，该喷射设备具有构造为燃料分配器条1的流体分配器1。图2从在图1中以X2表示的观察方向示出流体分配器1。对于锻造可以以复杂的方式预给定基体2的期望形状。在该实施例中，管形的基体2具有管形部分3，该管形部分为了构造内部空间41还设有沿着纵轴线4的纵向钻孔42，如在图3中示出的那样。此外，基体2具有保持元件5、6，所述保持元件在此锻造为偏心轴。在该实施例中，保持元件5、6的轴线7、8与纵轴线4间隔开。
在该实施例中，在基体2还锻造有构造为杯形座9至11的高压输出端9至11，用以连接燃料喷射阀101至103。高压输出端9至11的轴线12至14在该实施例中与纵轴线4相交，如其在图3中由用于高压输出端9的轴线12.0所示出的那样。
此外，至少一个连接接管15通过锻造而构造在基体上，该连接接管例如可以用于连接压力传感器16。在管形部分3上还构造轴向的高压输入端17。
为了描述所述构型和功能方式，方向X1、X2、X3可以相应于右手系(三坐标右手系)来规定。方向X1在此沿着纵轴线4取向。在流体分配器1已装配时，方向X2从管形的基体2的纵轴线4指向内燃机19的气缸头18。在该实施例中，保持元件5、6的轴线7、8和高压输出端9至11的轴线12至14彼此平行地且沿着方向X2取向。通过规定方向X1和X2得到方向X3的取向，该方向X3因而在流体分配器1已装配时平行于气缸头18的上侧20。流体分配器1紧固在气缸头18上示意性地由紧固元件(螺钉)30、31示出，所述紧固元件分别接合在保持元件5、6中的一个保持元件上并且沿着轴线7、8取向。
内燃机19具有三个气缸21至23。由此，在高压输出端9的轴线12和高压输出端10的轴线13之间或在高压输出端10的轴线13和高压输出端11的轴线14之间的距离24被预给定，该距离在该实施例中为气缸距离24。
在装配状态下，阀101至103在该实施例中在方向X2上支撑在气缸头18上。在该实施例中，在运行中尤其由于液压而会出现反作用力，所述反作用力逆着方向X2加载阀101至103，使得发生管形的基体2关于纵轴线4的弹性变形。特定地，在此产生高压输出端9至11沿着和逆着方向X2的位移，所述位移对阀101至103的相应密封部位加载。
两个保持元件5、6如此布置在管形的基体2上，该管形的基体仅使用两个保持元件5、6就能够实现足够的紧固，而不会出现密封件的过载。在此，除了保持元件5、6的轴线7、8沿着方向X2的取向以外，还重要的是沿着管形的基体2的纵轴线4的定位。
沿着纵轴线4观察，在该实施例中在高压输出端9的轴线12和保持元件5的轴线7之间出现第一距离28。相应地，在高压输出端11的轴线14和保持元件6的轴线8之间出现第二距离29。在一个改型的构型中也可能的是，距离28、29中的至少一个距离至少基本上消失，使得沿着纵轴线4观察轴线7至少基本上位于轴线12上和/或轴线8至少基本上位于轴线14上。
然而，在该实施例中，第一距离28和第二距离29预给定为大于零。在这种情况下，从高压输出端9的轴线12出发观察，保持元件5的轴线7始终位于方向X1上，而从高压输出端11的轴线14出发观察保持元件6的轴线8始终位于与方向X1相反的方向上。在此，第一距离28具有预给定距离(气缸距离)24的至多0.5倍。此外，第二距离29也具有预给定距离24的至多0.5倍。第一距离28和第二距离29不是必需被选择为相同大小。优选，第一距离28和/或第二距离29分别以正值被预给定，其中，尤其地，分别预给定该预给定距离24的至少0.1倍。此外，第一距离28和/或第二距离29优选分别以一个值被预给定，该值为预给定距离24的至多0.3倍。
沿着方向X3得到用于保持元件5、6的可能布置的其他参数。优选，保持元件5、6或轴线7、8关于方向X3布置在纵轴线4的不同侧上。此外，轴线7和纵轴线4之间或轴线8和纵轴线4之间的距离35、36优选在至少一个需要的壁厚方面、尤其是管形的基体2的壁厚方面被最小化。
保持元件5、6的轴线7、8优选沿着纵轴线4如此定位，使得管形的基体2的在运行中发生的变形引起高压输出端9至11沿着和逆着方向X2的最大程度可比较的最大位移，尤其是按照量值至少近似同样大的最大位移。由此，在阀101至103的密封部位上会出现可比较负载。不同于没有出现这种可比较性的构型，最大程度可比较的负载低于最大的单个负载。
然而，在具体的个别情况下所选择的构型也可以参考进一步的边界条件来规定。尤其地，因此也有利的是，将距离28、29预给定为正的，以便避免沿着纵轴线4的质量积聚，这对锻造时所需的材料使用具有有利影响。此外，管形的基体2的构型不必强制性是对称的。例如，距离28、29中的一个距离也可以为预给定距离24的0.3倍，而另一个距离是预给定距离24的0.2倍。以这种方式，可以补偿例如偏心布置的高压输出端9至11，所述高压输出端即关于方向X3以其轴线12至14相对于纵轴线4错开轴向偏移(径向杯形座偏移)地布置，如其在图3中示例性示出的那样。
如果预给定了这样的正的、即不同于零的轴向偏移40，如其在图3中所示出的那样，则该轴向偏移可以从纵轴线4出发沿着或逆着方向X3地取向。从保持元件5、6的如在图1和2中示出的布置出发，对于可能的这里所示出的具有正的轴向偏移40的改型的构型来说，该轴向偏移40从纵轴线4出发观察逆着方向X3地取向。为了阐述，在图3中，轴线12在轴向偏移40消失的情况下以12.0表示，并且，相应于正的轴向偏移40的轴线12以12.1表示。
纵轴线4和/或保持元件5、6的轴线7、8和/或高压输出端9至11的轴线12至14尤其可以确定为合适钻孔的钻孔轴线。
由于保持元件5、6的数量与传统构型相比更少，即在三个气缸的情况下仅具有两个保持元件5、6，因此流体分配器1要求更少的结构空间并且可以实施得更轻。更少的材料使用可以引起制造成本的显著降低。一方面，可以减少所需要的棒材料的量。另一方面，尤其是在锻造实施方式中可以节省将棒加热到锻造温度的过程能量。
本发明不限于所描述的实施例。

Claims (10)

1.一种用于喷射设备(100)的流体分配器(1)，尤其是用于混合压缩的外源点火式内燃机的燃料喷射设备(100)的燃料分配器条(1)，其具有管形的基体(2)，所述基体优选通过单级锻造或多级锻造来加工，其中，在所述基体(2)上设置第一高压输出端(9)、第二高压输出端(10)和第三高压输出端(11)，其中，所述第二高压输出端(10)相对于所述第一高压输出端(9)在第一方向(X1)上沿着所述管形的基体(2)的纵轴线(4)以预给定距离(24)错开地布置，其中，所述第三高压输出端(11)相对于所述第二高压输出端(10)在所述第一方向(X1)上沿着所述纵轴线(4)以所述预给定距离(24)错开地布置，其中，用于至少间接地紧固所述基体(2)的第一保持元件(5)和第二保持元件(6)设置在所述基体(2)上，并且其中，所述第一保持元件(5)和所述第二保持元件(6)如此布置在所述管形的基体(2)上，使得沿着所述纵轴线(4)观察，所述第一保持元件(5)的轴线(7)被定位在沿着所述第一方向(X1)与所述第一高压输出端(9)的轴线(12)间隔开所述预给定距离(24)的至多0.5倍处，并且使得沿着所述纵轴线(4)观察所述第二保持元件(6)的轴线(8)被定位在逆着所述第一方向(X1)与所述第三高压输出端(11)的轴线(14)间隔开所述预给定距离(24)的至多0.5倍处。
2.根据权利要求1所述的流体分配器，其特征在于，所述第一高压输出端(9)的轴线(12)、所述第二高压输出端(10)的轴线(13)、所述第三高压输出端(11)的轴线(14)、所述第一保持元件(5)的轴线(7)和所述第二保持元件(6)的轴线(8)至少基本上沿着第二方向(X2)取向，所述第二方向垂直于所述第一方向(X1)。
3.根据权利要求2所述的流体分配器，其特征在于，第三方向(X3)既垂直于所述第一方向(X1)又垂直于所述第二方向(X1)，并且，沿着所述第三方向(X3)观察，所述第一保持元件(5)的轴线(7)和所述第二保持元件(6)的轴线(8)关于所述纵轴线(4)而言顺着和逆着所述第三方向(X3)或逆着和顺着所述第三方向地定位。
4.根据权利要求3所述的流体分配器，其特征在于，在所述第一保持元件(5)的轴线(7)和所述纵轴线(4)之间的距离(35)沿着所述第三方向(X3)在至少一个需要的壁厚方面被最小化，和/或，在所述第二保持元件(6)的轴线(8)和所述纵轴线(4)之间的距离(36)沿着所述第三方向(X3)在至少一个需要的壁厚方面被最小化。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的流体分配器，其特征在于，所述第一保持元件(5)的轴线(7)和所述第二保持元件(6)的轴线(8)沿着所述纵轴线(4)如此定位，使得所述管形的基体(2)在运行中发生的变形引起所述第一高压输出端(9)、所述第二高压输出端(10)和所述第三高压输出端(11)分别顺着和逆着所述第二方向(X2)的可比较的、尤其是在量上至少近似同样大的最大位移。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的流体分配器，其特征在于，所述第一保持元件(5)和所述第二保持元件(6)如此布置在所述管形的基体(2)上，使得沿着所述纵轴线(4)观察，所述第一保持元件(5)的轴线(7)定位在沿着所述第一方向(X1)与所述第一高压输出端(9)的轴线(12)间隔开所述预给定距离(24)的至多0.3倍处，和/或，使得沿着所述纵轴线(4)观察，所述第二保持元件(6)的轴线(8)定位在逆着所述第一方向(X1)与所述第三高压输出端(11)的轴线(14)间隔开所述预给定距离(24)的至多0.3倍处。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的流体分配器，其特征在于，所述第一保持元件(5)和所述第二保持元件(6)如此布置在所述管形的基体(2)上，使得沿着所述纵轴线(4)观察，所述第一保持元件(5)的轴线(7)定位在沿着所述第一方向(X1)与所述第一高压输出端(9)的轴线(12)间隔开所述预给定距离(24)的至少0.1倍处，和/或，所述第二保持元件(6)的轴线(8)定位在逆着所述第一方向(X1)与所述第三高压输出端(11)的轴线(14)间隔开所述预给定距离的至少0.1倍处。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的流体分配器，其特征在于，所述第一保持元件(5)和所述第二保持元件(6)随着所述管形的基体(2)通过所述单级锻造或多级锻造来加工，和/或，所述第一高压输出端(9)、所述第二高压输出端(10)和所述第三高压输出端(11)随着所述管形的基体(2)通过所述单级锻造或多级锻造来加工。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的流体分配器，其特征在于，至少所述管形的基体(2)由耐腐蚀的优质钢、尤其是材料号为1.4301、1.4307、1.4462或1.4362的优质钢形成，和/或，所述管形的基体(2)连同至少所述第一高压输出端(9)、所述第二高压输出端(10)以及所述第三高压输出端(11)和/或所述第一保持元件(5)以及所述第二保持元件(6)由优质钢制成，和/或，利用所述第一保持元件(5)和所述第二保持元件(6)在所述管形的基体(2)上设置恰好两个保持元件(5、6)，所述两个保持元件用于至少间接的紧固、尤其是在气缸头(18)上的紧固，和/或，利用所述第一高压输出端(9)、所述第二高压输出端(10)和所述第三高压输出端(11)在所述管形的基体(2)上设置恰好三个高压输出端(9、10、11)，所述三个高压输出端用于直接连接阀(101、102、103)。
10.一种喷射设备(100)，尤其是用于混合压缩的外源点火式内燃机的燃料喷射设备，其具有至少一个根据权利要求1至9中任一项所述的流体分配器(1)。
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