CN116234979A - 用于装配燃料喷射器的方法和用于在该方法中使用的工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于燃料喷射器(1)的装配的方法，所述燃料喷射器包括保持体(2)和喷嘴体(4)，其中，在所述杆(6)至所述喷嘴环圈(5)的过渡处形成夹紧肩部(8)。保持体(2)与喷嘴体(4)通过喷嘴夹紧螺母(7)夹紧。为了装配燃料喷射器，将所述装配工具(16)推装到所述喷嘴体(4)的杆(6)上，直至所述喷嘴体(4)的夹紧面(4)。然后，通过所述装配工具(16)对所述喷嘴体(4)施加预紧力(Fa)，使得所述喷嘴体(4)至少间接地压抵着所述保持体(2)，其中，所述装配工具(16)夹紧所述喷嘴体(4)的杆(6)。随后，拧上所述喷嘴夹紧螺母(7)，直至达到所述喷嘴体(4)在所述保持体(2)上的限定的压紧力。所使用的夹紧工具(16)具有用于喷嘴体(4)的杆(6)的空心柱形接收部(17)，其中，柱形接收部(17)的壁构造为，使得该壁在对所述夹紧工具(16)施加纵向力时向内变形。

Description

用于装配燃料喷射器的方法和用于在该方法中使用的工具

技术领域

本发明涉及一种用于装配燃料喷射器的方法，该燃料喷射器例如用于在高压下将燃料引入到内燃机的燃烧室中。此外，本发明涉及一种在根据本发明的方法中所使用的装配工具。

背景技术

燃料喷射器，如用于在高压下喷射燃料的燃料喷射器，由多个部件构成，通常由保持体和喷嘴构成。喷嘴包含喷射开口，燃料通过该喷射开口被引入到燃烧室中。在此，喷嘴作为单独的构件制造并且通过夹紧螺母与保持体旋拧。因为在直至2700bar(270MPa)的压力下的燃料存在于保持体和喷嘴内，所以喷嘴和保持体之间的密封面必须可靠地密封，以便在燃料喷射器运行时燃料不会逸出。为此，喷嘴借助喷嘴夹紧螺母抵着保持体夹紧，使得喷嘴体以大的力抵着保持体压紧，这产生需要的密封性。在此，喷嘴夹紧螺母围绕着喷嘴体并且贴靠在喷嘴体外侧的肩部上。

为了确保喷嘴体在相对于保持体的旋转方向上的精确定位，设置一个或多个夹紧销，这些夹紧销部分地伸到保持体中并且部分地伸到喷嘴中，从而在装配时确保精确定位。然而，通过拧紧喷嘴夹紧螺母，在保持体固定的情况下对喷嘴施加转矩，使得应将喷嘴相对于保持体保持在其位置中的夹紧销受到强的机械负载。这可能导致夹紧销和喷嘴体的过载荷，尤其在燃料喷射器较长运行时，最终导致燃料喷射器的失效。

为了避免这种情况，由EP 1 399 668 B1已知一种方法，其中喷嘴体借助夹紧工具沿纵向方向抵着保持体预紧。在此，喷嘴体以大的轴向力压抵着保持体，使得可以拧紧喷嘴夹紧螺母，而不会对喷嘴体施加转矩，或者仅施加如此小的转矩，使得喷嘴体不会相对于保持体运动。随后，移除夹紧工具，其中，喷嘴体被喷嘴夹紧螺母保持在其位置中并且抵着保持体夹紧。然而，在一些应用情况中已经表明，喷嘴体必须压抵着保持体的必要的轴向力太高。因此不能避免通过喷嘴夹紧螺母引入的转矩，这在装配燃料喷射器时又会导致上述问题。

发明内容

本发明的优点：

根据本发明的用于燃料喷射器的装配方法具有以下优点：能够实现燃料喷射器的高压密封的装配，而不会使夹紧销或其他装置在装配时受过载，这避免喷射器在运行中的破裂或失效。装配方法在包括保持体和喷嘴体的燃料喷射器上执行，其中，喷嘴体的外侧旋转对称地构造并且具有直径较大的喷嘴环圈和直径较小的杆。在此，在杆至喷嘴环圈的过渡处形成夹紧肩部。此外，燃料喷射器包括喷嘴夹紧螺母，该喷嘴夹紧螺母以内螺纹拧入到保持体上的外螺纹中，其中，喷嘴夹紧螺母支撑在夹紧肩部上，使得喷嘴体至少间接地抵着保持体夹紧。在所述方法中使用的装配工具具有用于喷嘴体的杆的接收部并且被推装到喷嘴体的杆上，直到装配工具贴靠在喷嘴体的夹紧面上。随后，利用装配工具对喷嘴体施加预紧力，该预紧力将喷嘴体至少间接地压抵着保持体，其中，装配工具从侧面夹紧喷嘴体的杆。随后，拧上喷嘴夹紧螺母，直至在喷嘴体和保持体之间达到限定的压紧力。

利用夹紧工具，对喷嘴体朝保持体的方向施加轴向力，使得喷嘴体保持在装配位置中，其中，装配工具还从侧面夹持喷嘴体的杆。由此，与在仅轴向压紧的情况中相比，装配工具可以接收作用到喷嘴体上的显著更大的转矩。如果喷嘴夹紧螺母现在被拧紧，则喷嘴夹紧螺母通过在夹紧肩部上的摩擦将转矩相对于保持体施加到喷嘴体上，然而，装配工具通过将喷嘴体从侧面夹持在杆区域中而将喷嘴体保持在其位置中，直到喷嘴夹紧螺母以限定的扭矩拧入。随后，移除装配工具，并且将喷嘴体以所希望的压紧力抵着保持体夹紧，而不会发生燃料喷射器的零件的机械过载，尤其是保持体和喷嘴体之间的夹紧销的机械过载。在此，夹紧有利地构造为，使得装配工具可以接收的转矩足以将喷嘴体保持在限定的位置中，同时以限定的转矩将夹紧螺母相对于保持体拧紧，而喷嘴体相对于保持体不旋转。在此，喷嘴体是直接放置在保持体上，还是仅间接地，即在中间布置有其它壳体部件(例如节流板或其它体)的情况下放置在固定体上，是无关紧要的。

在所述方法的一个有利扩展方案中，装配工具放置在喷嘴体上的夹紧面上，该夹紧面在喷嘴体的杆上的环绕的凸缘处形成。由此可以在不机械负载夹肩部区域的情况下引入轴向力。因此，喷嘴体的较大直径的区段在装配时也变形较小，这尤其是有利的，当布置在喷嘴体中的喷嘴针在喷嘴体的该区段中被引导并且在该区域中的喷嘴体的轻微变形已经会危害喷嘴针引导时。

在根据本发明的方法的一个扩展方案中，装配工具构造成，使得其通过预紧力向内弹性地变形，由此，装配工具的接收部对喷嘴体的杆施加夹持力。这尤其可以通过装配工具的空心柱形接收部在内侧上向内凹形地拱曲来实现。由此，通过作用到装配工具上的纵向力发生接收部径向向内的变形，使得装配工具以大的力夹紧杆并且因此能够传递大的转矩，该装配工具相对于喷嘴体的杆仅形成很小的间隙。

在所述方法的扩展方案中，附加地或代替装配工具的内侧的凹形拱曲，装配工具的外侧也可以向内凹形地拱曲，以便通过纵向力实现装配工具的必要变形。

在根据本发明的方法的另一实施方式中，在装配工具和喷嘴体的杆之间插入一个空心柱形的中间件，其中，装配工具和杆之间的夹持力通过中间件传递。在此，与喷嘴体或装配工具相比，中间件由软材料制成，例如由软金属(例如铜)或塑料制成，使得该中间件通过大的面贴靠在喷嘴杆上和装配工具上，并且可以在装配工具和喷嘴体的杆之间传递大的夹持力。为了增强夹持力，中间件可以在其内侧和/或外侧上锥形地构造，使得该中间件已经通过将喷嘴体轴向地插入到装配工具中而夹紧在装配工具和喷嘴体的杆之间。也可以替代或附加地，夹紧工具在其内侧锥形地成型，使得附加地增强作用到喷嘴体的杆上的压紧力。

根据本发明的用于本发明方法中的夹紧工具具有用于喷嘴体的杆的空心柱形接收部，其中，柱形接收部的壁构造成，使得在对夹紧工具施加纵向力时，接收部的内壁向内变形。由此，对喷嘴体的杆施加夹持力，该夹持力用于将转矩接收或施加到喷嘴体上。夹紧工具的可变形性可以有利地通过在外侧上构造的优选沿柱形接收部的纵向方向延伸的凹口、凹槽或沟槽产生。有利地也可以是，夹紧工具的空心柱形接收部由固定地相互配合的内柱体和外柱体制成，其中，内柱体由具有比外柱体更低弹性模量的材料构成。由于纵向力，柱形接收部由此向内变形，使得形成作用到喷嘴体的杆上的所希望的夹持力。

附图说明

在附图中示出用于根据发明的方法的示图。附图示出了：

图1：带有根据本发明的装配工具的已知的燃料喷射器的纵截面；

图2、3和4：如图1的示图中的装配工具的的变型，和

图5：另一根据本发明的装配工具的纵截面。

具体实施方式

在图1中示出由现有技术已知的燃料喷射器的纵截面，其中，仅示出重要零件。此外，图1示出用于执行本发明方法的装配工具。燃料喷射器1包括借助夹紧螺母7彼此夹紧的保持体2和喷嘴体4。由此建立两个体之间的液体密封连接，即使在高燃料压力下也密封从保持体2引导到喷嘴体4中的燃料引导通道。喷嘴体4在其燃烧室侧(在图1中右侧)上具有多个喷射开口9，在燃料喷射器运行时，燃料在高压下通过这些喷射开口喷射。为了控制喷射，在喷嘴体4内布置有纵向可移动的喷嘴针，为了清楚起见，该喷嘴针在图1中未示出并且由现有技术充分已知。喷嘴体5基本上旋转对称地构造并且相对于保持体2通过夹紧销12固定在其位置中。夹紧销12(其中通常至少存在两个)在此伸到保持体2以及喷嘴体4中的相应孔或缺口中，其中，它们通常不旋转对称地布置，以便确定喷嘴体4相对于保持体2的明确位置和从而排除错误装配。喷嘴体4具有直径较大的喷嘴环圈5，该喷嘴环圈衔接于直径较小的杆6上，该杆延伸至喷嘴体4的燃烧室侧的端部上。在杆6至喷嘴环圈5的过渡处，在喷嘴体4上形成夹紧肩部8，夹紧螺母7作用到该夹紧肩部上。此外，在杆6上构造有环绕的凸缘14，在该凸缘上形成夹紧面13，该夹紧面与夹紧肩部8相同地取向，但直径上明显更小地构造。

在夹紧螺母7中构造有内螺纹10，该内螺纹接合到构造在保持体2上的外螺纹11中。通过旋拧作用到夹紧肩部8上的夹紧螺母7，将喷嘴体4抵着保持体2夹紧。因为力被引入到夹紧肩部8上，所以在旋拧夹紧螺母7时对喷嘴体4施加转矩，这导致夹紧销12的机械负载。为了排除在夹紧销12和/或喷嘴体4上的损坏，同时使喷嘴体4关于保持体2明确地定位，采用以下方法：在将喷嘴体4装配在保持体2上时使用装配工具16，如图1所示的那样。装配工具16具有接收喷嘴体4的杆6的柱形接收部17，其中，然而仅相对于接收部17的内壁保留小间隙。装配工具16被推装到杆6上，直到装配工具16贴靠在环绕的凸缘14的夹紧面13上。通过装配工具16，现在对喷嘴体4施加轴向预紧力，该轴向预紧力将喷嘴体4沿轴向方向压抵着保持体2。因为装配工具16的柱形接收部17向内凹形地拱曲，并且柱形接收部17通过施加轴向预紧力被弹性压缩，所以柱形接收部17向内轻微变形并且由此夹持喷嘴体4的杆6。因此，装配工具16不但可以通过杆16的夹持而且可以通过在夹紧面13上的摩擦来接收和补偿作用到喷嘴体4上的转矩。在喷嘴体4借助装配工具16以这种方式固定并且加载以轴向预紧力之后，喷嘴夹紧螺母7从现在起被拧到外螺纹11上，直到达到喷嘴体4相对于保持体2的所希望的预紧力。随后，移除装配工具16。

通过杆6的夹紧，装配工具16可以补偿作用到喷嘴体4上的非常高的转矩。因此，喷嘴夹紧螺母7可以以高转矩拧到保持体2上，使得可以实现喷嘴体4在保持体2上的大的轴向压紧力，而喷嘴体4的位置不会在装配期间相对于保持体2移动并且不会有夹紧销12或喷嘴体4的机械过载的风险，否则夹紧销或喷嘴体在燃料喷射器的进一步运行中可能由于高的机械和液压负载弯曲并且可能导致燃料喷射器失效。

在图2中，在与图1相同的示图中，示出根据本发明的装配工具16的另一实施例，如该装配工具可用于根据本发明的方法中。与图1的实施方式不同地，装配工具16的柱形接收部17不但在内侧而且在外侧都向内凹形地拱曲。这在施加轴向预紧力F_a期间增强了装配工具16的变形，使得向内指向的夹持力F_i作用到装配工具16的侧面上并且使该侧面向内变形。柱形接收部17的壁越薄，该壁在施加轴向预紧力时越容易向内拱曲并且夹持喷嘴体4的杆6。然而，必须注意的是，在燃料喷射器装配期间排除装配工具的塑性变形。

在图3中示出根据本发明的装配工具16的另一实施例，如该装配工具可用于根据本发明的方法中。与图1和图2的实施例不同地，在这里在装配工具16的柱形接收部17和杆6之间布置有柱形中间件19。中间件19实施为空心柱体并且通过其在装配工具16和杆6之间的位置传递装配工具6和喷嘴体4之间的夹持力。中间件19由相对较软的材料制成，例如由软金属如铜或由聚合物制成。由于其柔韧性，中间件19将夹持力在杆6的大的区域上传递。

为了提高夹持力，中间件19也可以在其外侧上锥形地成型，如在图4中所示的那样。由于其锥形的形状，中间件19已经通过将装配工具16推装到杆6上而在装配工具16和喷嘴体4之间夹持。对于该构型替代地，装配工具16的内侧，即接收部17也可以锥形地构型，以便在推装到杆6上时增强中间件19的夹持。

在图5中以纵截面示出另一装配工具，如该装配工具可用于根据本发明的方法中。装配工具16的柱形接收部17在这里由两个同心布置的空心柱体构成，即一个内柱体21和一个外柱体22，它们固定地相互连接。在此，两个柱体21、22由具有不同弹性模量的材料构成，其中，内柱体21具有比外柱体22更低的弹性模量。由于不同的变形特性，使柱形区段17的向内运动更容易和从而提高了夹持力F_i，使得喷嘴体4的杆6被可靠地夹持。

装配工具16为了在其外侧上产生必要的柔韧性，也可以设有如凹槽或沟槽的结构，这些结构优选沿装配工具16的纵向方向延伸。这些结构减小了在外侧上的强度并且提高了可变形性，这增强了夹持力F_i。

在所示的实施例中，装配工具16作用在环绕的凸缘14的的夹紧面13上。替代地，夹紧工具16也可以安放在喷嘴体4的圆顶部处，即在喷嘴体4的燃烧室侧的端部上在构造有喷射开口9的区域中。如果在喷嘴体4上缺少环绕的凸缘14，则也可以是，装配工具16直接作用在夹紧肩部8上并且在那里施加必要的轴向预紧力。

Claims (12)

1.一种用于装配燃料喷射器(1)的方法，所述燃料喷射器包括保持体(2)和喷嘴体(4)，其中，所述喷嘴体(4)的外侧旋转对称地构造并且具有直径较大的喷嘴环圈(5)和直径较小的杆(6)，其中，在所述杆(6)至所述喷嘴环圈(5)的过渡处形成夹紧肩部(8)，并且所述燃料喷射器具有喷嘴夹紧螺母(7)，所述喷嘴夹紧螺母能够以内螺纹(10)拧入到所述保持体(2)上的外螺纹(11)中，其中，所述喷嘴夹紧螺母(7)支撑在所述夹紧肩部(8)上，使得所述喷嘴体(4)至少间接地抵着所述保持体(2)夹紧，

其特征在于，

-为所述喷嘴体(4)的杆(6)提供具有接收部(17)的装配工具(16)，

-将所述装配工具(16)插装到所述喷嘴体(4)的杆(6)上方，直到所述装配工具(16)贴靠在所述喷嘴体(4)的夹紧面(13)上，

-通过所述装配工具(16)对所述喷嘴体(4)施加预紧力(F_a)，使得所述喷嘴体(4)至少间接地压抵着所述保持体(2)，其中，所述装配工具(16)夹持所述喷嘴体(4)的杆(6)，

-拧上所述喷嘴夹紧螺母(7)，直至在所述喷嘴体(4)和所述保持体(2)之间达到限定的压紧力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷嘴体(4)通过所述装配工具(16)夹持，使得所述装配工具(16)接收由所述喷嘴夹紧螺母(7)传递到所述喷嘴体(4)上的转矩，使得所述喷嘴体(4)在旋拧所述喷嘴夹紧螺母(7)直至达到限定的压紧力时都相对于所述保持体(2)不旋转。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述装配工具(16)放置在所述喷嘴体(4)上的夹紧面(13)上，该夹紧面在所述喷嘴体(4)的杆(6)上的环绕的凸缘(14)处形成。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述装配工具(16)构造为，使得该装配工具通过预紧力(F_a)向内变形并且因此夹持所述喷嘴体(4)的杆(6)。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述装配工具(16)的接收部(17)空心柱形地构造并且在内侧上凹形地向内拱曲。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述装配工具(16)在其外侧上凹形地向内拱曲。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在压紧所述装配工具(16)之前，将空心柱形的中间件(19)引入到所述喷嘴体(4)的杆(6)和所述装配工具(16)之间，其中，夹持力在所述装配工具(16)和所述杆(6)之间通过所述中间件(19)传递。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述中间件(19)在其内侧和/或外侧上锥形地构造。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述夹紧工具(16)在其内侧上锥形地成型。

10.一种夹紧工具，用于根据权利要求(1)至(9)中任一项所述的方法中，其特征在于，所述夹紧工具(16)具有用于喷嘴体(4)的杆(6)的空心柱形接收部(17)，并且柱形接收部(17)的壁构造为，使得接收部(17)的内壁在对所述夹紧工具(16)施加纵向力时向内变形。

11.根据权利要求10所述的夹紧工具，其特征在于，所述夹紧工具(16)的壁在外侧上具有凹口、凹槽或沟槽。

12.根据权利要求10所述的夹紧工具，其特征在于，所述夹紧工具(16)的空心柱形接收部(17)由内柱体(21)和外柱体(22)构成，所述内柱体和所述外柱体固定地相互接合，其中，与所述外柱体(22)相比，所述内柱体(21)由具有更低弹性模量的材料构成。

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