燃料分配器和具有燃料喷射阀的系统的制作方法
【专利摘要】一种燃料分配器（2），尤其用于混合压缩的外源点火式内燃机的燃料喷射系统，该燃料分配器包括分配器体（10）和支撑元件（4），燃料腔室（14）形成在所述分配器体（10）中。在这里，在所述分配器体（10）上设置至少一个杯形件（12），所述支撑结构（4）布置在所述杯形件上。支撑元件（4）至少部分地在所述杯形件（12）的一个端部（18）上形成支撑面（17）。这样，所述分配器体（10）和杯形件（12）能够用塑料形成，而优选的金属支撑元件（4）形成适用于压紧弹簧（5）的支撑面（17）。此外，本发明给出一种具有燃料喷射阀（3）、压紧弹簧（5）和支撑元件（4）的系统（1）。
【专利说明】燃料分配器和具有燃料喷射阀的系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种燃料分配器，尤其用于混合压缩的外源点火式内燃机的燃料喷射系统。本发明具体涉及被设计为中压系统的燃料喷射系统领域。
【背景技术】
[0002]在适用于汽车的燃料喷射系统情形下，可以设想使用燃料分配器压板，所述燃料分配器压板由钢或铝制成，适用于高压用途。由此，达到例如20MPa (200bar)压力的抗压强度。还可在0.5MPa (5bar)时使用适用于低压用途的燃料分配器压板。这种适用于低压用途的燃料分配器压板的应用范围当然限制在这个低压范围内。
[0003]为了装配燃料喷射阀，可设想使用压紧弹簧，所述压紧弹簧落座在所述燃料分配器压板和燃料喷射阀之间。在这里，例如通过500N的保持力将燃料喷射阀压入到内燃机的汽缸盖中。由此，所述燃料喷射阀可靠地定位在汽缸盖上，其中，通过燃烧室的燃烧室压力也通过振动加速度使所述燃料喷射阀可从希望的位置移出。为了能够以例如500N的希望预应力将压紧弹簧支撑在燃料分配器压板上，所述燃料分配器压板需要用金属造型。
【发明内容】
[0004]根据本发明的、具有权利要求1的特征的燃料分配器和根据本发明的、具有权利要求10的特征的系统具有的优点是使用压紧弹簧等降低对构成燃料分配器所用的至少一种材料的需求。具体地，能够使用低成本的但限定施加的表面应力的材料。
[0005]通过在从属权利要求中列举的措施得到权利要求1中说明的燃料分配器和权利要求10中说明的系统的有利改进方案。
[0006]有利地，所述分配器体和杯形件用塑料制成。在这里还有利的是，所述分配器体包括所述杯形件，从而所述杯形件是所述分配器体的整体构件。例如，具体多个杯形件的分配器体可实施为压铸件。通过使用塑料制成的构型能够进行低成本地制造。当然，使用塑料存在的问题是塑料在高表面应力时发生塑性流变并且所要求的容差不再能维持。为了避免这种情况，通过布置在杯形件上的支撑元件形成支撑面，所述支撑面能够支撑压紧弹簧等。作用在塑料上的表面应力因此显著减小，从而避免了塑料的塑性流变，并且所需要的容差能够得以维持。
[0007]以有利的方式，所述支撑元件实施为环形或者部分环形的支撑元件，其中，所述支撑元件与所述杯形件的端部连接。具体地，所述支撑元件的环形构型能够使压紧弹簧的力均匀地分布到所述杯形件的端部上并且同时所述支撑元件与所述杯形件的端部良好地连接。
[0008]有利地，所述支撑元件利用形状锁合而与所述杯形件的端部连接。所述形状锁合在这里能够通过斜坡、台阶，通过燕尾榫连接等形成。附接地或者替代地，所述支撑元件也通过至少部分地喷射到所述杯形件的端部中而与所述杯形件的端部连接。在这里能够在喷射时形成所述形状锁合。[0009]还有利地，所述支撑元件具有至少一个支臂，所述支撑元件利用所述至少一个支臂保持在所述杯形件的端部上。在这里优选地，设置两个或多个支臂，所述支臂将所述支撑元件可靠地固定在所述杯形件的端部上，其方式是例如由所述支臂施加相对于彼此作用的保持力。
[0010]在这里有利的是，所述直臂分别利用预应力压到所述杯形件的外侧上。所述支臂在这里能够弓形地构成，并且也许接合到所述杯形件的外侧上的凹处中。
[0011]还有利地，所述支臂分别具有一个倒钩，其中，每个倒钩从后面作用于一个在所述杯形件外侧上设置台阶。由此可构成一个卡锁连接，所述卡锁连接能够使所述支撑元件简单地装配在所述杯形件上，并且尤其还保证输送安全。
[0012]还有利地，所述支撑元件还具有至少一个舌形件，所述舌形件至少部分地配合在设置于所述杯形件外侧上的凹处中。例如，所述支撑元件首先可放置在所述杯形件上，接着所述舌形件被压入到设置于所述杯形件上的凹处中。还可能地，所述支撑元件具有至少一个舌形件，所述舌形件弹性地向内放置，是锐角的，并且抓紧在所述杯形件的外侧中。因此，获得一定的形状锁合。由此，同样能够获得输送安全。
[0013]还有利地，设置压紧弹簧，所述压紧弹簧与所述支撑元件连接。例如，所述支撑元件能够被压制到所述压紧弹簧上。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]参照附图，在下述说明中详细地阐述本发明的优选实施例，在附图中，一致的元件设有相同的附图标记。在附图中示出:
[0015]图1以示意图示出对应本发明第一实施例的、具有燃料分配器和燃料喷射阀的系统；
[0016]图2以示意图示出对应本发明第二实施例的系统的支承元件；
[0017]图3以沿着用III标记的剖切线剖切的截面示意图示出对应本发明的一个可能构型的、图2所示的支承元件；
[0018]图4以沿着用III标记的剖切线剖切的截面示意图示出对应本发明的另一可能构型的、图2所示的支承元件；
[0019]图5以截面示意图示出对应本发明第三构型的支承元件；
[0020]图6示出对应本发明第四实施例的、图1所示的燃料分配器的概要性截面示意图；和
[0021]图7以截面示意图示出对应本发明第五实施例的、图6中概要地示出的燃料分配器。
【具体实施方式】
[0022]图1示出一个具有燃料分配器2、燃料喷射阀3和支承元件4的系统I。系统I在这里包括压紧弹簧5。燃料分配器2不是系统I的必需构件。特别地，系统I可包括燃料喷射阀3、支撑元件4和压紧弹簧5，但不包括燃料分配器2，并且以这种方式制造为系统I且被驱动。另一方面，燃料分配器2也可包括所述支撑元件且可选地也包括所述压紧弹簧5，并且在该圆周上制造且被驱动。系统I还可构成为燃料喷射系统1，所述燃料系统I包括所述燃料分配器2、燃料喷射阀3、支撑元件4、压紧弹簧5和也许其它部件。
[0023]燃料分配器2和系统I尤其适用于以中压运行的燃料喷射系统。在这里，燃料优选在3MPa至IOMPa或者说30bar至IOObar的范围内供给到燃料分配器2中。特别地，所述中压可位于5MPa至7MPa,或者说,50bar至70bar的范围内。根据本发明的燃料分配器2和根据本发明的系统I当然也适用于其他应用情形。
[0024]第一实施例的燃料分配器2具有分配器体10，分配器体10包括一个分配器管11和多个并排布置在分配器管11上的杯形件12。在这里，杯形件12只在图1中示出。中压燃料通过接头13可被引导到设置于分配器管11内的燃料腔室14中，其中，接头13可相应地构成一个高压接头。燃料通过通道从燃料腔室14被引导到固定在杯形件12中的燃料喷射阀3。在这里，燃料喷射阀3的入口侧端部15至少部分地接合到杯形件12中。在运行中，所述燃料在燃料喷射阀3的燃烧室侧端部16上通过一个或多个喷嘴孔喷射到内燃机的燃烧室中。
[0025]在装配状态中，燃料分配器2以相对于未示出的内燃机的固定位置固定间距存在。燃料喷射阀3在这里固定在燃料分配器2的杯形件12和内燃机的气缸孔之间。压紧弹簧5在装配状态下被施加预应力，从而预应力作用到燃料喷射阀3上，预应力使喷射阀3抵靠汽缸盖保持。例如，燃料喷射阀3可以以约500N的预应力压紧在汽缸盖中。
[0026]燃料分配器2的分配器体10和杯形件12由塑料制成。在这里，杯形件12是分配器体10的整体构件。例如，具体地，杯形件12的分配器体10可实施为压铸件。支撑元件4布置在杯形件12上。在这里，支撑元件4在杯形件12的端部18上形成支撑面17。
[0027]在第一实施例的燃料分配器2情形下，支撑元件4设计为环形的或部分环形的支撑元件4，并且与杯形件12的端部18连接。支撑元件4因而是第一实施例的燃料分配器2的构件。
[0028]在第一实施例的系统I时，基体20设置在燃料喷射阀3的入口侧端部15上，入口侧端部15接收压紧弹簧15。在这里，基体20可以由入口侧端部15放置到其余燃料喷射阀3上。基体20在这里可释放的或不可释放地与燃料喷射阀3的其余部件连接。
[0029]压紧弹簧5具有弧形段21，在这个实施例中，弧形段21用作弧形的接触段21。在这里，在弧形段21和支撑元件4的支撑面17之间形成接触。在装配时，弧形的接触段21在这里相对于支撑面17运动，以便使压紧弹簧5能够进行预压。
[0030]在装配状态下，压紧弹簧5将压紧力作用到燃料喷射阀3上，在支撑元件4上引起相当大的反作用力。支撑元件4将这个力均匀地分布到杯形件12的端部18上。因此阻止在杯形件12的端部18上的表面应力超过允许的范围，因此阻止塑料塑性流变，并且保证维持所需要的容差。塑料在接触点区域中的蠕动因而被阻止。
[0031]因此，压紧弹簧5的预应力可分布到大的表面上并且所述表面应力可剧烈减小。因此，塑料的塑性流变被阻止并且杯形件12尤其在它的端部18上保持预先给出的形状和预先给出的容差。
[0032]在燃料分配器2的其它构型时，压紧弹簧5可与支撑元件4连接。例如，环形盘形的支撑元件4被直接压制在压紧弹簧5上。在装配前，环形盘形的支撑元件4通过压紧弹簧5置于基体20上。具体地，支撑元件4在这里能够固定在燃料喷射阀3上，并且在装配在燃料分配器2上时，到达杯形件12的端部18上位置中。压紧弹簧5的预应力所需要的运动自由度在这里能够通过支撑元件4的适当构型和/或基体20的适当构型获得。
[0033]在另一可能构型时，支撑元件4与压紧弹簧5相连接，并且同时固定在燃料分配器2上。在这种情形下，压紧弹簧5在装配时被抵靠燃料喷射阀3施加预应力。
[0034]图2以示意图示出对应本发明第二实施例的、系统I的或者燃分配器2的支撑元件4。支撑元件4在这里包括一个支撑环23和多个支臂23、24、25、26。通过支臂23至26，支撑元件4能够固定在杯形件12的外侧27 (图1)上。
[0035]支臂23至26的可能构型根据图3和4详细说明。
[0036]图3以沿用III示出的剖切线剖切的截面示意图示出对应本发明一个可能构型的、图2所示的支撑元件4。在这里示出支臂23、24、26的弧形段28、29、30，它们向杯形件12的外侧27内弯曲。在支撑元件4装配在杯形件12上时，支臂23、24、26的弧形段28、29、30被径向向外施加预应力。相应地，还布置支臂25，支臂25同样具有弧形段，被施加预应力。在装配状态下，支撑元件4因而保持在杯形件12的端部18上。必要时，在杯形件12的外侧27上设置凹处、肋等以改善固定。
[0037]图4以沿用III示出的剖切线剖切的截面示意图示出对应本发明另一可能构型的、图2所示的支撑元件4。在这里实施例中，在支臂23至26的端部上设置倒钩31、32、33，它们从后面作用于设置于杯形件12的外侧27上的台阶。在装配时，支臂23至26稍微张开，直到倒钩31、32、33以及设置在支臂25上的倒钩在所设置的台阶后面钩住。因此，支撑元件4被固定在燃料分配器2上。
[0038]图5以概要性的截面示意图示出对应本发明第三实施例的、燃料分配器2的支撑元件4和杯形件12。在这个实施例中，支撑元件4具有支撑环22，在支撑环22上形成支撑面17。在支撑元件4上还设置多个舌形件40、41，每个舌形件40、41从后面作用于设置在杯形件12外侧27上的台阶42、43。台阶42、43在这个实施例中通过设置在杯形件12外侧27上的凹处44、45构成。例如，在装配时，支撑元件4首先放置到杯形件12的端部18上。接着，舌形件40、41被径向向内压到凹处44、45中，从而，台阶42、43得到后撑。舌形件40、41接合到设置于杯形件12外侧27上的凹处44、45中。
[0039]以相应的方式，在根据图4所述的构型时，支臂24、26的倒钩32、33能够从后面作用于在杯形件12的外侧上设置的台阶42、43以获得固定。
[0040]因此，支撑元件4能够通过形状锁合可靠地保持在分配器体10的杯形件12上。所述形状锁合能够例如通过舌形件40、41或者通过倒钩31、32、33实现。
[0041]但是，也可在没有形状锁合的条件下，通过相应的预应力将支撑元件4固定在分配器体10的杯形件12上，如根据图3所述的。
[0042]支撑元件4的舌形件40、41能够例如通过穿孔40、41造型。当然，也可设想使用其它夹爪等。
[0043]图6以概要性的截面示意图示出对应本发明第四实施例的、图1所示的燃料分配器2。在这个实施例中，支撑元件4设计为环形或部分环形的支撑元件4。在支撑元件4上设置用于压紧弹簧5的支承面17。杯形件12在它的端部18上具有台肩50，在切口中具有径向向外取向的凸起部51、52。台肩50在这里与相应地造型的支撑元件4形成形状锁合。附加地，支撑元件4可喷射到杯形件12的端部18中。例如，台肩50可通过喷射方法造型，其中，支撑兀件4在嗔射过程中定位在端部18上。[0044]图7以概要性的截面示意图示出对应本发明第五实施例的、图6所示的燃料分配器2。在这个实施例中，环形或部分环形的支撑元件4具有至少近似直角的截面。在这里，支撑元件4接合到杯形件12的端部18上的直角接收部53中。台肩50在这里由内接合到支撑元件4中。支撑元件4和杯形件12之间的固定在这里例如通过将支撑元件4喷射到杯形件12的端部18中实现。在这个实施例中，所述连接不用形状锁合实现。
[0045]通过环形或部分环形的支撑元件4沉入到杯形件12的端部18中，阻止形成锋利的边缘。也许在燃料喷射阀3的入口侧端部15上布置的、引入到杯形件12中的密封环能够由此不被损坏。在这里由杯形件12的塑料材料形成的台肩50提供引导区域，所述密封环通过所述引导区域引入到杯形件12中。
[0046]支撑元件4优选由金属材料形成。由此，与一般的塑料相比，也可在高表面应力时避免基本的变形。
[0047]因此，具体地，金属支撑元件4可固定在由塑料形成的分配器体10上。
[0048]本发明不限于所描述的实施例。
【权利要求】
1.燃料分配器(2)，尤其适用于混合压缩的外源点火式内燃机的燃料喷射系统，具有分配器体(10)和至少一个支撑元件(4)，燃料腔室(14)形成在分配器体(10)中，其中，至少一个杯形件(12)设置在分配器体(10)上，所述支撑元件(4)设置在该杯形件上，并且其中，所述支撑元件(4 )至少部分地在所述杯形件(12 )的端部(18 )上形成支撑面(17)。
2.根据权利要求1所述的燃料分配器，其特征在于，所述分配器体(10)和杯形件(12)由至少一种塑料形成。
3.根据权利要求1或2所述的燃料分配器，其特征在于，所述支撑元件(4)设计为环形或部分环形的支撑元件(4)，并且所述支撑元件(4)与所述杯形件(18)的端部(18)连接。
4.根据权利要求3所述的燃料分配器，其特征在于，所述支撑元件(4)利用形状锁合而与所述杯形件(12)的端部连接和/或所述支撑元件(4)通过中丝毫部分地喷射到所述杯形件(12)的端部(18)而与所述杯形件(12)的端部(18)连接。
5.根据权利要求1或2所述的燃料分配器，其特征在于，所述支撑元件(4)具有至少一个支臂(23-26 )，所述支撑元件(4 )利用所述至少一个支臂(23-26 )保持在所述杯形件(12)的端部(18)上。
6.根据权利要求5所述的燃料分配器，其特征在于，所述支臂(23-26)利用预应力被压到所述杯形件(12)的外侧(27)上。
7.根据权利要求5或6所述的燃料分配器，其特征在于，所述支臂(23-26)具有倒钩(31-33)，所述倒钩(31-33)从后面作用于设置于所述杯形件(12)的外侧(27)上的台阶(42、43)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的燃料分配器，其特征在于，所述支撑元件(4)具有至少一个舌形件(40、41)，所述至少一个舌形件(40、41)弹性地向后放置，是锐角的，并且抓住在所述杯形件(12)的外侧(27)中。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的燃料分配器，其特征在于，设置压紧弹簧(5)，它与所述支撑元件(4)连接。
10.系统(1)，尤其适用于混合压缩的外源点火式内燃机的燃料喷射系统，具有燃料喷射阀(3)、压紧弹簧(5)和支撑元件(4)，其中，所述支撑元件(4)与压紧弹簧(5)连接并且其中，所述压紧弹簧(5)利用所述支撑元件(4)至少间接可释放地或者不可释放地装配在所述燃料喷射阀(3 )的入口侧端部(15 )上。
【文档编号】F02M55/02GK103502623SQ201280021114
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2012年3月16日 优先权日:2011年5月2日
【发明者】M·法伊格尔, H·乌里希, N·豪特曼, D·乌伦布洛克, M·格纳 申请人:罗伯特·博世有限公司