CN1854506A

CN1854506A - 燃料喷射器组件及其安装方法

Info

Publication number: CN1854506A
Application number: CNA2006100774440A
Authority: CN
Inventors: 矢原信行
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2006-11-01
Also published as: JP2006307794A; US7350507B2; DE102006000203A1; US20060243254A1

Abstract

公开了一种用于安装在一安装件(7)内的一喷射器组件(1)，该安装件包括限定出一轴线(X)的第一安装孔(72)，还包括限定出一个轴线(Y)和一内表面(34)的第二安装孔(71)，其中第一安装孔(72)的轴线(X)横向于第二安装孔(71)的轴线(Y)而延伸。该喷射器组件(1)包括一可以设置在第一安装孔内的进口连接件(9)。该喷射器组件(1)还包括一喷射阀元件(2)，其可以设置在第二安装孔(72)内。该喷射阀元件(2)包括限定出一轴线的燃料进口(32)。该喷射阀元件(2)通过燃料进口(32)与进口连接件(9)流体连通。另外，该喷射器组件(1)包括一邻接件(33)，其可操作地从第二安装孔(71)向喷射阀元件(2)提供支撑力。燃料进口(32)的轴线与邻接件(33)大致相交。

Description

燃料喷射器组件及其安装方法

技术领域

本发明一般涉及燃料喷射器，更具体地说，涉及一种燃料喷射器组件以及安装该燃料喷射器组件的方法。

背景技术

许多内燃机都带有燃料喷射器组件。一喷射泵给燃料加压，然后燃料喷射器组件将加压燃料喷射到发动机的各燃烧室中。

一种典型的燃料喷射器组件包括一个一端带有喷嘴的喷射阀元件和一个给该喷射阀元件供应高压燃料的进口连接件。该喷射阀元件通常是圆柱形的且具有轴向一致的外周面。该外周面具有一个带有锥形座的燃料进口。另一方面，该进口连接器包括一油管且在出口端具有一个圆形的连接面。

该喷射阀元件安装在发动机气缸盖上的一个安装孔中，且进口连接件安装在另一个安装孔中。当安装好时，进口连接件的轴线横向于喷射阀元件的轴线而延伸。

进口连接件和喷射阀元件的连接是通过将进口连接件的接合面与喷射阀元件的燃料进口相连而完成，从而燃料可以从进口连接件通过燃料进口流入到喷射阀元件中。

更具体地说，当将进口连接件和阀体相互连接时，该进口连接件横向压入阀体。这样做时，会在喷射阀元件上施加一个和喷射阀元件轴线相横向的力。该横向力会在阀体中产生有害的应力集中，从而损坏燃料喷射组件。

同样，特别需要一个相对较高的力来保持进口连接件和喷射阀元件的连接。因此，阀体会受到使其弯曲的力，从而损坏阀体。这种问题在加大燃料压力时就更严重了。

出于对上述问题部分地考虑，美国专利No.6234413公开了一种带有截面为椭圆形或多边形的喷射阀元件的喷射器组件。该喷射阀元件安装在一安装孔中，该安装孔的内表面截面形状是圆形的。因此，喷射阀元件的外表面在多个“反作用点”上顶住安装孔的内表面。从而，这些反作用点支撑阀体，抵抗从进口连接件朝喷射阀体方向的力。然而，如’413专利的图2所示，在一个与进口连接件的轴线相对的周向位置上存在一个间隙。因而，从进口连接件9朝向喷射阀元件2的进口力会在反作用点上产生多个反作用力；然而，该反作用力与进口力不在同一直线上。因此，应力集中会对喷射阀元件产生有害影响。

参考图7A和7B来解释这个问题，图7A和7B是常规的喷射器组件的喷嘴滑动部分的模式图。如图7A所示，当喷射阀元件2与进口连接件9不相连时，喷射阀元件2的轴线Y是直的。喷射阀元件2在上支撑点A和下支撑点B处顶在安装孔71的内表面上。如图7B所示，当喷射阀元件2连接到进口连接件9时，沿着进口连接件9轴线方向有一个连接力F朝向喷射阀元件2。从而在支撑点A、B上产生支撑力F’。由于在连接力F和支撑力F’之间存在力矩臂，所以阀体2受到一个弯曲力矩，从而引起轴线Y’弯曲。因此，阀体2会由于弯曲而损坏。

发明内容

相应于上述问题，本发明公开了一种喷射器组件。该喷射器组件适于安装在一安装件中，该安装件包括限定出一轴线的第一安装孔，还包括限定出一个轴线和一内表面的第二安装孔，其中第一安装孔的轴线横向于第二安装孔轴线而延伸。该喷射器组件包括一可以设置在第一安装孔中的进口连接件。该喷射器组件还包括一喷射阀元件，其可以设置在第二安装孔内。该喷射阀元件包括一确定了一轴线的燃料进口。该喷射阀元件通过燃料进口与进口连接件流体连通。另外，该喷射器组件包括一邻接件，其可操作地从第二安装孔向喷射阀元件提供一个支撑力。燃料进口的轴线与邻接件大致相交。

在本发明的另一方面内容中涉及包括一安装件的发动机。该安装件包括限定出一轴线的第一安装孔，还包括限定出一个轴线和一内表面的第二安装孔，其中第一安装孔的轴线横向于第二安装孔的轴线而延伸。该发动机还包括一可以设置在第一安装孔中的进口连接件。另外，该发动机还包括一设置在第二安装孔内的喷射阀元件。该喷射阀元件包括一确定了一轴线的燃料进口。该喷射阀元件通过燃料进口与进口连接件流体连通。另外，该发动机包括一邻接件，其可操作地从第二安装孔向喷射阀元件提供一个支撑力。燃料进口的轴线与邻接件大致相交。

在本发明的另一方面内容中涉及一种将喷射器组件安装在发动机内的方法。该方法包括提供安装件的步骤，该安装件包括限定出一轴线的第一安装孔，还包括限定出一个轴线和一内表面的第二安装孔。第一安装孔的轴线横向于第二安装孔的轴线而延伸。该方法还包括将进口连接件安装在第一安装孔内并将一喷射阀元件设置在第二安装孔内。该喷射阀元件包括一确定了一轴线的燃料进口。该方法还包括通过施加一个沿燃料进口轴线方向的连接力来将进口连接件与喷射阀元件流体连通。另外，该方法包括提供一邻接件，其可操作地从第二安装孔向喷射阀元件提供一个支撑力。燃料进口的轴线与邻接件大致相交，从而使该支撑力与该连接力大致对齐和相反。

附图说明

从下文参考附图的详细说明中可以更明显地看出本发明的其它目的、特征和优点，附图中类似的部件采用类似的附图标记来指代：

图1A是安装在发动机内的喷射器组件的剖面图；

图1B是图1A的喷射器组件的详细视图；

图2A是示出了图1A的喷射阀元件在安装进口连接件之前变形情况的示意图；

图2B是示出了图1A的喷射阀元件在安装进口连接件之后变形情况的示意图；

图3是示出了喷射器组件另一实施例变形情况的示意图；

图4是示出了喷射器组件另一实施例变形情况的示意图；

图5是示出了喷射器组件另一实施例变形情况的示意图；

图6是示出了喷射器组件另一实施例变形情况的示意图；

图7A是示出了现有技术的喷射器阀体在连接进口连接件之前的变形情况的示意图；和

图7B是示出了图7A所示的喷射器阀体在连接进口连接件之后的变形情况的示意图。

具体实施方式

现在参考图1A和图1B，示出了喷射器组件1。喷射器组件1安装在发动机10的安装件7上。在一个实施例中，发动机10是一个柴油发动机，喷射器组件1可以间歇地将高压燃料喷射到发动机10的燃烧室中(未示出)。喷射器组件1通常包括一喷射阀元件2和一进口连接件9。进口连接件9将高压燃料供应给喷射阀元件2，喷射阀元件2再将燃料喷射到发动机10的燃烧室中(未示出)。

在图示实施例中，喷射阀元件2包括大致圆柱形的壳体3。在壳体3内有高压燃料通道31，其平行于阀体2的轴线延伸。一个燃料进口32延伸穿过壳体3的外表面30，并且与燃料通道31相互流体连通。如图所示，燃料进口32是圆锥形状，且轴线垂直于燃料通道31的轴线。

喷射阀元件2还包括一个压力销50，其与壳体3的轴线同轴。另外，在壳体3内包括有一个压力控制器(未示出)。喷射阀元件2在一端还包括一个燃料喷嘴4。喷嘴4包括一个针阀40。针阀40一端的尖端接触喷射孔室(未示出)，针阀40的另一端接触压力销50。针阀40通过一个弹簧41朝着燃烧室向下偏压。喷嘴4通过一个固定螺母6与壳体3相连。在喷嘴4的外表面上还有一个垫圈5来保持空气密封。

在图示实施例中，进口连接件9通常在一端包括一个喷射管91，在另一端包括一个紧固螺母92。喷射管91是一带有贯穿其中的燃料通道的圆柱形管。进口连接件9在喷射管91的末端还包括一个连接件93。连接件93在图示实施例中是半球形的，且与喷射阀元件2的燃料进口32流体连通。从而，喷射管91内的高压燃料能够通过燃料进口32流入到喷射阀元件2中。

工作时，喷射阀元件2通过燃料进口32接收燃料，压力控制器使压力销50沿着阀体2的轴线上下滑动，从而在燃料通道31中移动燃料，穿过喷嘴4，然后进入发动机10的燃烧室。可以理解喷射阀元件2和进口连接件9的组件、结构、操作等都可以在不偏离本发明的范围内从图示实施例中进行任意适合方式的变化。

发动机10的安装件7还包括一个安装件7。在一个实施例中，安装件7是内燃机的汽缸盖。该安装件7包括一个第一安装孔72和第二安装孔71。在图示实施例中，第一、第二安装孔71、72都是圆柱形的。并且，第一安装孔72的轴线X横向于第二安装孔71的轴线Y而延伸。在图示实施例中，轴线X大致与轴线Y垂直；然而，轴线X可以被设置成与轴线Y成任意适当的角度。此外，第一安装孔72与第二安装孔71相连通。

进口连接件9置于第一安装孔72内，喷射阀元件2置于第二安装孔71内。从而，进口连接件9与第一安装孔72的轴线X基本同轴，喷射阀元件2与第二安装孔71的轴线Y基本同轴。另外，燃料进口32的轴线与第一安装孔72的轴线X大致同轴。

喷射阀元件2插入到第二安装孔71中，一个夹具(未示出)将喷射阀元件2沿Y轴压紧，从而将喷射阀元件2固定到安装件7上。然后，进口连接件9的紧固螺母92前进，从而进口连接件9沿着轴线X压入到喷射阀元件2中，直到连接件93密封住喷射阀元件2的燃料进口32。

如图1A所示，喷射阀元件2的外表面30包括一个邻接件33。更具体地说，喷射阀元件2的外表面30在邻接件33处大致为圆柱形，且其直径使得外表面30可以接触第二安装孔71的内表面34。邻接件33轴向布置在喷射阀元件2的外表面30上，从而使轴线X和燃料进口32的轴线都大致与邻接件33相交。因而，当进口连接件9连接喷射阀元件2时，邻接件33支撑喷射阀元件2抵抗弯曲应力，下面将更详细的进行讨论。

喷射阀元件2的外表面30还包括一个释放件35，如图1B所示。更具体地说，外表面30在释放件35处是大致圆柱形的，且直径明显小于第二安装孔71内表面34的直径。从而，释放件35在喷射阀元件2的外表面30和第二安装孔71的内表面34之间提供了一个间隙C。在图示实施例中，邻接件33相对于轴线Y来说位于喷嘴4和释放件35之间。

在图示实施例中，释放件35容纳在喷射阀元件2的壳体3中。然而，释放件35的位置不仅限于此，并且可以容纳在喷嘴4内。另外，释放件35可以设置在壳体3和喷射阀元件2的喷嘴4内。

并且，在图示实施例中，邻接件33围绕喷射阀元件2的整个外周邻接第二安装孔71的内表面34。然而，可以理解邻接件33被设置成只在和燃料进口32相对的地方局部邻接内表面34(即，在图1B所示的区域中)。类似地，在图示实施例中，释放件35是圆柱形的。因而，释放件35在喷射阀元件2的整个外周上都形成了间隙。然而，可以理解，释放件35可以只在与燃料进口32相对的区域设置局部间隙(即，如图1B所示的区域)。

图2A和2B表示当喷射阀元件2和进口连接件9相连时所涉及的力。在安装进口连接件9之前(图2A)，喷射阀元件2的轴线是直的并且和第二安装孔71的轴线Y同轴。

当进口连接件9连接到喷射阀元件2上时，沿着燃料进口32的轴线给喷射阀元件2施加了一个连接力F(即，在平行于第一安装孔72的轴线X的方向上)。在图示实施例中，在A点(即，靠近喷嘴4)支撑喷射阀元件2。然而，支撑点A是一个不固定支撑点，且提供一个与连接力F相反的不牢固的支撑力。另一方面，邻接件33由于邻接第二安装孔71的内表面34从而在支撑点B处提供一个支撑力F’。支撑力F’与连接力F大致对齐并且反向。因而，极大地平衡了喷射阀元件2上的力，并且喷射阀元件2也不会由于弯曲而变形。

另外，释放件35所提供的间隙C保证了支撑力F’大致作用在点B上(即，与燃料进口32相对)。因而，极大地平衡了喷射阀元件2上的力，并且喷射阀元件2也不会由于弯曲而变形。因此，喷射阀元件2不太可能损坏。

此外，即便喷射阀元件2的轴线相对于第二安装孔71的轴线Y略微倾斜，释放件35所提供的间隙C也保证了连接力F与支撑力F’大致对齐且反向。因而，不会产生作用在喷射阀元件2上的弯曲力矩。另外，增加的燃料压力也不会对喷射阀元件2产生不利影响，因为增加的连接力F还会与支撑力F’保持对齐以及反向。

第二实施例

现在参考图3，表示喷射器组件1的另一实施例。在该实施例中，喷射阀元件2的壳体3包括一个截头圆锥形的释放件35。壳体3还包括一个圆柱形的邻接件。该邻接件33相对于轴线Y置于释放件35和喷嘴4之间。同样，释放件35是锥斜的，从而释放件35在连接邻接件33的位置处横截面积最大。

因而，截头圆锥形释放件35在喷射阀元件2和第二安装孔71的内表面34之间形成间隙C。同样，邻接件33在与进口连接件9相对的圆周位置处邻接内表面34。这样，连接力F与支撑力F’对齐且反向。因此，喷射阀元件2不会受到弯曲而产生的应力集中，喷射阀元件2也不太可能由于弯曲而损坏。

第三实施例

现在参考图4，表示喷射器组件1的另一实施例。在图示实施例中，第二安装孔71的内表面34是阶梯形的，从而在其中限定处了一个凹进74。可以理解该凹进74就用作上述释放件35。因此，该凹进74在喷射阀元件2和第二安装孔71的内表面34之间形成间隙。同样，邻接件33设置在凹进74的末端(即，在图4中的支撑点B)。

为了形成凹进74，使用一个或多个刀具(未示出)来从安装件7上除去一部分材料。可以理解，也可以用任何恰当的方式来形成凹进74。

例如，用一个钻孔工具来在安装件7上形成一个具有一定深度的孔。然后，可以用一个铣刀在横向于轴线Y并远离第一安装孔72的方向进行铣削从而形成凹进74。

在另一实施例中，用一个第一钻孔工具来在安装件7上沿着轴线Y钻掉一部分材料。然后，用直径大于第一钻孔工具的第二钻孔工具沿着轴线Y从安装件7上钻掉一部分材料，且第二钻孔工具切割的深度更浅一些。从而，通过第二钻孔工具形成了凹进74。

在另一实施例中，凹进74是截头圆锥形的。为了形成截头圆锥形的凹进74，第一钻孔工具从安装件7上沿着轴线Y除掉一预定深度的材料。然后，用一截头圆锥形的刀具来从该孔中切掉材料从而形成凹进74。

可以理解凹进74的深度可以通过这些加工方法而具有相对较精密的公差。因而，邻接件33的定位可以是非常精确的。因此，支撑力F’更可能地与连接力F对齐并反向，喷射阀元件2不会由于弯曲而损坏。

第四实施例

参考图5和图6，示出了喷射器组件1的另一组件。如图所示，邻接件是一个凸起8，其或者连接喷射阀元件2(图5)，或者连接第二安装孔71的内表面34(图6)。

具体地，在图5中，凸起8在一端连接喷射阀元件2。凸起8可以整体连接或者可拆卸连接在喷射阀元件2上。凸起8的一个相对端是圆的(即，不是平面)。从而，凸起8的圆角端更可能在与燃料进口32的轴线相交的点处传递支撑力F’。换句话说，如果喷射器组件被加工得超出了公差范围，凸起8的圆角端也可以解决不对准问题，从而使支撑力F’与连接力F对齐且反向。因此，喷射阀元件2不会由于弯曲而被损坏。

另外，在图6中，凸起8在一端连接在第二安装孔71的内表面34上。凸起8可以整体连接或者可拆卸连接在内表面34上。在一个实施例中，用刀具(未示出)来形成第一和第二安装孔71、72。然后，刀具在第一安装孔72中延伸穿过，以从内表面34上切削掉材料，从而形成邻接孔77。然后凸起8通过邻接孔77连接在安装件7上。

凸起8在一端是圆的，类似于图5所示实施例。因而，凸起8的圆角端更可能在与燃料进口32的轴线相交的点处传递支撑力F’。换句话说，如果喷射器组件被加工得超出了公差范围，凸起8的圆角端也可以解决不对准问题，从而使支撑力F’与连接力F对齐且反向。因此，喷射阀元件2不会由于弯曲而被损坏。

在各上述实施例中，喷射器组件1用于一蓄电池燃料喷射装置中。然而，可以理解该喷射器组件1可以用于任意适合的系统中，例如柴油机柱塞式喷油装置或者汽油机燃料喷射装置中。

尽管只选择了表示本发明的一些选定实施例，但对于本领域技术人员来说可以在不偏离权利要求所限的本发明范围内对本发明作出各种修改和变型。另外，根据本发明实施例的前述说明仅用于解释说明，而不是对本发明的限制，本发明是由所附权利要求及其等效物限定的。

Claims

1.一种安装在一安装件(7)内的喷射器组件(1)，该安装件(7)包括限定出一轴线(X)的第一安装孔(72)，还包括限定出一轴线(Y)和一内表面(34)的第二安装孔(71)，其中第一安装孔(72)的轴线(X)横向于第二安装孔(71)的轴线(Y)而延伸，该喷射器组件(1)包括：

进口连接件(9)，其可以设置在第一安装孔(72)内；

喷射阀元件(2)，其可以设置在第二安装孔(71)内，所述喷射阀元件(2)包括限定出一轴线的燃料进口(32)，其中所述喷射阀元件(2)通过所述燃料进口(32)与进口连接件(9)流体连通；和

邻接件(33)，其可操作地从第二安装孔(71)向喷射阀元件(2)提供一个支撑力，其中所述燃料进口(32)的轴线与邻接件(33)大致相交。

2.如权利要求1所述的喷射器组件(1)，其特征在于：

所述喷射阀元件(2)包括一个具有邻接件(33)和释放件(35)的外表面(30)，

其中所述释放件(35)在所述外表面(30)和第二安装孔(71)的内表面(34)之间提供间隙。

3.如权利要求2所述的喷射器组件(1)，其特征在于：

所述喷射阀元件(2)包括一喷嘴(4)，且

其中所述邻接件(33)相对于第二安装孔(71)的轴线(Y)设置在所述喷嘴(4)和释放件(35)之间。

4.如权利要求2所述的喷射器组件(1)，其特征在于，所述释放件(35)是圆柱形的且直径小于第二安装孔(71)的直径。

5.如权利要求2所述的喷射器组件(1)，其特征在于，所述释放件(35)是截头圆锥形的。

6.如权利要求1所述的喷射器组件(1)，其特征在于，所述邻接件(33)是一个连接在喷射阀元件(2)和第二安装孔(71)的内表面(34)之一上的凸起(8)。

7.如权利要求6所述的喷射器组件，其特征在于，所述凸起(8)包括一个圆角端。

8.一种发动机(10)，包括：

安装件(7)，其包括限定出一轴线(X)的第一安装孔(72)，还包括限定出一轴线(Y)和一内表面(34)的第二安装孔(71)，其中第一安装孔(72)的轴线(X)横向于第二安装孔(71)的轴线(Y)而延伸；

进口连接件(9)，其设置在第一安装孔(72)内；

喷射阀元件(2)，其设置在第二安装孔(71)内，所述喷射阀元件(2)包括限定出一轴线的燃料进口(32)，其中所述喷射阀元件(2)通过所述燃料进口(32)与进口连接件(9)流体连通；和

邻接件(33)，其可操作地从第二安装孔(71)向喷射阀元件(2)提供支撑力，其中所述燃料进口(32)的轴线与邻接件(33)大致相交。

9.如权利要求8所述的发动机(10)，其特征在于：

10.如权利要求9所述的发动机(10)，其特征在于：

所述喷射阀元件(2)包括一喷嘴(4)，且

11.如权利要求9所述的发动机(10)，其特征在于，所述释放件(35)是圆柱形的且直径小于第二安装孔(71)的直径。

12.如权利要求9所述的发动机(10)，其特征在于，所述释放件(35)是截头圆锥形的。

13.如权利要求8所述的发动机(10)，其特征在于，所述安装件(7)包括一个凹进(74)，该凹进(74)在所述喷射阀元件(2)的外表面(30)和第二安装孔(71)的内表面(34)之间提供间隙。

14.如权利要求8所述的发动机(10)，其特征在于，所述邻接件(33)是一个连接在喷射阀元件(2)和第二安装孔(71)的内表面(34)之一上的凸起(8)。

15.如权利要求14所述的发动机(10)，其特征在于，所述凸起(8)包括一个圆角端。

16.一种将喷射器组件(1)安装到发动机(10)内的方法，该方法包括以下步骤：

提供一安装件(7)，所述安装件包括限定出一轴线(X)的第一安装孔(72)，还包括限定出一轴线(Y)和一内表面(34)的第二安装孔(71)，其中第一安装孔(72)的轴线(X)横向于第二安装孔(71)的轴线(Y)而延伸；

将一进口连接件(9)安装在所述第一安装孔(72)内；

将一喷射阀元件(2)安装在所述第二安装孔(71)内，所述喷射阀元件(2)包括限定出一轴线的燃料进口(32)；

通过施加一个沿燃料进口(32)的轴线方向的连接力来将所述进口连接件(9)与喷射阀元件(2)流体连通；和

提供一邻接件(33)，其可操作地从第二安装孔(71)向喷射阀元件(2)提供支撑力，其中所述燃料进口(32)的轴线与邻接件(33)大致相交，从而使该支撑力与该连接力大致对齐和相反。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括为喷射阀元件(2)提供一个具有邻接件(33)和释放件(35)的外表面(30)，其中所述释放件(35)在所述外表面(30)和第二安装孔(71)的内表面(34)之间提供间隙。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述提供喷射阀元件(2)的步骤还包括提供一个设在喷射阀元件(2)上的喷嘴(4)，从而使邻接件(33)相对于第二安装孔(71)的轴线(Y)设置在所述喷嘴(4)和释放件(35)之间。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述释放件(35)是圆柱形的且直径小于第二安装孔(71)的直径。

20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述释放件(35)是截头圆锥形的。

21.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述提供安装件(7)的步骤包括沿第二安装孔(71)r轴线(Y)除去材料从而在第二安装孔(71)的内表面(34)形成一个释放件(35)，其中所述释放件(35)在所述喷射阀元件(2)和第二安装孔(71)的内表面(34)之间提供间隙。

22.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述提供邻接件(33)的步骤包括以下步骤：

在第一安装孔(72)中延伸一个刀具，并从第二安装孔(71)的内表面(34)除去材料从而形成一个邻接孔(77)；以及

将邻接件(33)和邻接孔(77)相连，其中所述邻接件(33)是一个朝喷射阀元件(2)延伸的凸起(8)。