燃料喷射器的制作方法

本发明涉及一种燃料喷射器，更具体地说，涉及一种布置在喷射器的入口中的过滤器。

背景技术：

用于喷射燃料特别是喷射柴油燃料的装置必须移除燃料中存在的任何颗粒以保护它们的功能。过滤器可用于这一目的，并且将这些过滤器布置在喷射器的入口通道中。这些过滤器具有圆柱形形式，该圆柱形形式设有旨在保持精细颗粒的校准孔，这些校准孔具有通过激光钻孔而产生的50到100微米左右的直径。过滤器的生产方法没有提供捕获尺寸小于35微米的长细颗粒以及致密颗粒的可能。

本发明的目的是使得可以获得解决这些缺点的过滤器。

技术实现要素：

本发明寻求通过提供一种旨在布置在内燃发动机的加压燃烧喷射器的入口通道中的过滤器而克服之前提到的缺点。该过滤器具有沿着主轴线延伸的细长形式。所述过滤器包括：外部过滤构件，该外部过滤构件的周壁设有第一外部系列横贯孔；和内部过滤构件，该内部过滤构件的周壁设有第二内部系列横贯孔，所述内部过滤构件被同轴地插入到所述外部过滤构件内。

特别地，所述内部过滤构件和所述外部过滤构件在它们之间限定环形空间。

另外，所述环形空间可以具有恒定的径向厚度。在另一个实施方式中，所述环形空间为非恒定径向厚度。此外，所述外部过滤构件和所述内部过滤构件围绕所述主轴线相对于彼此以成角度方式定向，从而使得所述第一外部系列横贯孔和所述第二内部系列横贯孔偏移。

在激光钻孔的实施方式中，从如下公式获得所述第一外部系列横贯孔和所述第二内部系列横贯孔的偏移：

L＝(D2e+D1s)/2+G

其中L为轴线之间的偏移；

D1s为所述第二内部系列横贯孔的外部直径；

D2e为所述第一外部系列横贯孔的入口直径；并且

G为大于或等于零的孔间重叠距离。

另外，所述孔间重叠距离可以严格大于零。此外，所述内部过滤构件的第二内部系列横贯孔中的每个孔在所述外部过滤构件的第一外部系列横贯孔中的多个孔附近会聚到所述环形空间内，所述内部过滤构件的所述孔的轴线至所述外部过滤构件的所述孔的轴线的距离是相等的。在过滤器的另一个实施方式中，所述内部过滤构件的所述孔的轴线至所述外部过滤构件的所述孔的轴线的距离也可能不相等。

在另一个实施方式中，所述孔具有可变区段，并且所述第二内部系列横贯孔的直径对应于所述内部过滤构件的孔的最小直径。另外，所述环行空间的径向厚度小于或等于所述内部过滤构件的孔的最小直径。在另一个实施方式中，所述环形空间的径向厚度可以严格小于所述下部构件的孔的最小区段的直径。

另外，燃料喷射器设有之前描述的过滤器。另外，该过滤器布置在所述入口通道中。用于生产所述过滤器的方法包括如下阶段：

a)提供没有任何孔的用于内部过滤构件的工件坯料；

b)通过激光钻孔在所述内部过滤构件的工件坯料中产生第二内部系列横贯孔，这些孔以规则图案布置；

c)提供没有任何孔的用于外部过滤构件的工件坯料；

d)通过激光钻孔在所述外部过滤构件的工件坯料中产生第一外部系列横贯孔，这些孔以规则图案布置；

e)将在阶段b)中产生的部件同轴地插入到在阶段d)中产生的部件；

f)使所述内部过滤构件相对于所述外部过滤构件以成角度方式定向，从而使第二内部系列横贯孔相对于第一外部系列横贯孔偏移。

附图说明

通过细读如下详细描述并考虑到以非穷尽性示例给出的附图，将显现出本发明的其它特性化特征、目标和优点，其中：

图1是利用根据本发明的过滤器的喷射器的纵向剖视图。

图2是图1中的喷射器的过滤器的放大纵向剖视图。

图3是根据本发明的优选实施方式的插入到外部过滤器内的内部过滤器的放大纵向剖视图。

图4是根据本发明的优选实施方式的过滤器的内部构件的内孔的剖视图。

图5是过滤器的外部构件的外孔的剖视图。

图6是图3的顶部的径向图。

图7、图8、图9示意性地示出了过滤器的孔的重叠。

具体实施方式

现在参照附图描述本发明，并且为了使该描述清楚、简洁，将使用根据图1的方向的从顶部到底部的取向，特别是考虑到喷射器在车辆中的不同安装，没有任何限制保护范围的意图。没有任何限制意图地使用诸如“顶、底、在…下方、在…上方、竖直、向上移动、向下移动…”之类的词语。

在诸如图1中所示的已知燃料喷射器10中，高压燃料进入入口通道12，在高压回路中循环，然后经由位于喷射器10的喷嘴中的喷射孔而被雾化。

这里在柴油喷射器的环境下描述本发明，不过本发明可以没有任何困难地在汽油喷射器中使用。高压燃料经过过滤器14，该过滤器14被布置成保持可能损坏喷射器10的精度机构的任何杂质和其它颗粒。这些颗粒可以为各种形式，诸如致密或精细和细长颗粒。

图2中所示的过滤器14具有沿着入口通道12的轴线X延伸的细长圆柱形形式。轴线X相当于过滤器14的纵向轴线。过滤器14包括：利用干涉配合紧密地安装在入口通道12中的第一附装部件16，所述第一附装部件限定用于燃料的入口区段；和比第一部件16长但直径小的第二过滤部件18，所述第二过滤部件18在其周边设有多个过滤孔20。在操作时，燃料通过入口通道12进入，然后退出而被过滤到限定在入口通道12的壁和第二过滤部件18的外壁之间的环形通路22内。

更详细地说，根据图3中所示的过滤器14的纵向剖视图，过滤器14包括内部过滤构件24和外部过滤构件26，内部构件14插入在外部构件26内。

参照图3和图4，过滤器14展现出位于内部构件24和外部构件26之间的空间E。空间E为环形形式。该空间E沿着过滤器的过滤部件18的轴线X的整个长度在径向上都恒定。在另一个另选方案中，空间E可以不是恒定的，并且可以围绕圆周或其长度的一点到另一点展现出差异，该差异可以超过大约+/-10微米的常见公差。外部构件26由两个部件即第一过滤部件17和第二过滤部件19构成。第二过滤部件19是细长的圆柱形形式，并且展现出内壁28和外壁30。过滤部件19包括圆柱形管，该圆柱形管具有第一外部系列排放孔21并且包括位于一个末端处的球形端32，该球形端32将外部构件关闭。过滤部件19的端32可以另选地为平坦的、卵形的或者可以具有任何其它形式。内部构件24插入到过滤器的外部构件26内。内部构件24由两个部件即第一全管状部件34和第二管状过滤部件36构成，直径小于第一部件34的直径的第二管状过滤部件36具有第二内部系列排放孔38以及与内部构件24的第一部件34相反地定位并且将过滤部件关闭的球形端40。过滤部件36的端40可以另选地为平坦的、卵形的或者可以具有任何其它形式。第二过滤部件36为细长的圆柱形形式，并且展现出内壁37和外壁39。

过滤器14的孔20包括内部构件24的具有较小直径D1的过滤孔38和外部构件26的具有较小直径D2的过滤孔21。排放孔21、38通过激光技术产生，这种技术赋予排放孔21、38圆锥形。

参照图5，外部构件的通过激光技术产生的孔21在它们位于内壁28和外壁30上的两个末端处具有两个不同直径D2e和D2s。根据外部构件26的内部中的燃料的循环方向，D2e为入口直径，而D2s为出口直径。孔21展现出发散形式，也就是说，在燃料循环方向上，这些孔具有比出口直径D2s小的入口直径D2e。入口直径D2e接近于环形空间E，与孔21在外部构件的内壁中的开口直径对应。内部构件的也是通过激光技术产生的孔38在它们位于内壁37和外壁39上的两个末端处具有两个不同直径D1e和D1s。对应于燃料在内部构件24的内部中的循环方向，D1e为入口直径，D1s为出口直径。孔38也展现出发散形式，也就是说，在燃料的循环方向上，这些孔具有小于出口直径D1s的入口直径D1e。出口直径D1s接近于环形空间E，与孔38在内部构件的外壁中的开口直径对应。根据图4的剖视图，外部构件26的孔21沿着轴线Y1延伸，而内部构件24的孔38沿着轴线Y2延伸。一直围绕过滤部件即对应轴线Y1、Y2产生的孔垂直并径向于或者横向于过滤器的纵向轴线X。考虑到这些孔的空间分布，每个孔都具有其自身的对应轴线Y1、Y2，这些轴线为放射状图案的一部分。可以获得其它形式的孔21、38，例如，具有恒定直径D1的圆柱形孔或者具有比出口直径大的入口直径的会聚孔而不是发散孔。

参照图5，由于用于钻孔的激光束的峰值功率，孔21的形式总体上为圆锥形，这说明了孔的两个末端处的直径差异，即孔的入口之间大于出口直径。根据这里没有呈现的另选方案，外部构件26和内部构件24的孔也可以为正方形孔或其它形式的孔。

现在在优选实施方式中描述过滤器的内部构件24在外部构件26中的组装。

a)提供用于内部构件24的没有任何孔的工件坯料。初始用例如具有0.3至0.5mm的恒定径向厚度的圆形扁平金属板制造内部构件24。然后深拉该金属板直到获得细长形式的管。

b)通过激光钻孔在内部构件24的工件坯料中产生第二系列孔38，这些孔以规则图案布置。该规则图案可以是在沿着由内部构件的过滤部件26表示的圆柱以规则间隔布置的一组同轴圆上分布的孔的图案。通过使内部构件围绕其纵向轴线旋转而将内部构件24刺穿。内部构件24可以由不锈钢制成。

c)提供用于外部构件26的没有任何孔的工件坯料。外部构件26也由例如具有0.3到0.5mm的恒定径向厚度的圆形扁平金属板制成。然后深拉该扁平金属板直到获得细长形式的管。

d)通过激光钻孔在外部构件26的工件坯料中产生第一系列孔21，这些孔21以规则图案布置。该规则图案例如可以为在沿着由外部构件的过滤部件19表示的圆柱以规则间隔布置的一组同轴圆上分布的孔的图案。通过使外部构件26围绕其纵向轴线X旋转而借助于激光技术刺穿外部构件26。由于激光束，孔的底部具有比过滤孔的钻孔的入口直径小的直径。在另一种情况下，在激光钻孔过程中，不可能在一个末端使孔具有最小直径。外部构件26可以由不锈钢制成。

e)将在阶段b)中产生的部件同轴地插入到在阶段d)中产生的部件内。将内部构件24同轴地插入到外部构件26的排放末端内。将内部构件24插入，直到其球形端40与外部构件26的球形端32接触。另一个另选实施方式要求这些球形端不接触彼此。

f)使内部构件相对于外部构件以成角度方式定向，从而使得内孔28相对于外部构件的外孔21仍然偏移。

g)优选通过激光焊接将以这种方式组装的内部构件24和外部构件26固定在一起。

参照图4，内部构件的排放孔38具有两个直径D1e和D1s。本领域技术人员将知道，这里呈现的孔为完美形式，具体为圆锥形，但是在现实当中，激光钻孔引起几何形状变化和尺寸公差，从而造成最大直径或最小直径可能不与孔的开口精确对应。

参照图5，外部构件26的排放孔21具有两个直径D2e和D2s，D2e对应于入口直径，在发散圆锥形孔的情况下，该入口直径为最小区段，D2s对应于出口直径，在完美发散圆锥形孔的情况下，该外部直径为最大直径。

如图4所示，空间E具有仍然为正并且小于内部构件24的孔38的最小直径D1的值。空间E因而可以阻挡可能已经穿过内孔38的颗粒。例如，如果空间E具有20微米的值，则所有30微米的颗粒都将能够穿过内孔38，而将不能穿过空间E而到达外部构件26的孔21。

如图6所示，外部构件26的孔21和内部构件24的孔38展现出偏移L。图6是投影到与过滤部件的表面相切的平面上的放大图，偏移L以如下方式限定：

L＝(D2e+D1s)/2+G，其中G为大于零的孔间重叠距离，内部构件的孔38的通向外端面39的开口具有直径D1s，而外部构件的孔21的通向内端面28的开口具有直径D2e。

在具有激光钻孔的过滤器14的实施方式中，这些孔为在一个末端处变细的圆锥形。内部构件的每个孔38在外部构件的多个孔附近通向环形空间E内。内部构件的孔38的轴线Y1至外部构件的孔21的轴线Y2的距离是相等的。在过滤器14的另一个实施方式中，内部构件的孔38的轴线Y1至外部构件的孔21的轴线Y2的距离可以不相等，同时在内孔和外孔之间不具有任何重叠。

在内孔38和外孔21为圆柱形的实施方式中，D1s等于D1e，并且D2s等于D2e。

如图7所示，孔间重叠距离G为将圆锥形孔38的直径D1s和圆锥形孔21的直径D2e的两个圆周分开的距离，孔间重叠距离G为将彼此平行并且相切于两个圆周的两条直线T21和T38分开的距离。这两条直线横向于经过孔21、38的两个中心的直线。在图7中，孔间重叠距离G为正。

参照图8，在另一个实施方式中，孔间重叠距离G将等于零，这意味着孔21、38相对于彼此相切而没有任何重叠。实际上，孔21、38的两个圆周彼此相切。在该图中，圆锥形孔38具有直径D1s，而圆锥形孔21具有直径D2e。

当将过滤器14组装在喷射器10的入口通道12中时，外部直径D16大于过滤部件18的直径D18的附装部件16与入口通道12的直径D12形成干涉。过滤器14被紧密地安装在入口通道12中。为了确保以简单、快速且经济的方式压配合过滤器14，本领域技术人员将能够验证附装部件16的直径D16和入口通道12的内部直径D12之间的容许过盈。还已知的是，必须满足自身材料选择以及操作温度范围，以便确保随着时间的过去过盈仍是可靠的。

参照图8，孔21、38以如下构造示出，即G为下部构件24的圆锥形孔38和外部构件26的圆锥形孔21之间的孔间距离。在这种情况下，孔间重叠距离G为零。这表明孔21、38的直径D1s和D2e相对于彼此相切。

参照图9，空间重叠距离G为负。图9中的该构造(该构造不是本发明的一部分)可以允许长且精细颗粒和致密颗粒穿过过滤器14的两个过滤构件24、26。届时颗粒将中断喷射装置的操作。

在操作中，燃料通过安装有过滤器14的入口通道12进入喷射器10。燃料通过内部构件24的孔38的直径D1e经过过滤器14，然后通过内孔38的直径D1s退出内部构件24。燃料然后在空间E中循环，并且通过直径D2e进入外部构件26，并且在通过直径D2s退出之前经过孔21。燃料然后在朝向喷射器10的位于入口通道12的远侧末端处的喷嘴移动之前在环形通路22中循环。

附图标记列表

10 喷射器

12 入口通道

14 过滤器

16 过滤器的第一附装部件

17 过滤器的第一过滤部件

18 过滤器的第二过滤部件

19 外部构件的第二过滤部件

20 过滤器的过滤孔

21 外部构件的孔

22 环形通路

24 内部过滤构件

26 外部过滤构件

28 第二部件的内壁

30 第二部件的外壁

32 外部构件的球形端

34 内部构件的第一全部件

36 内部构件的第二过滤部件

37 第二部件的内壁

38 内部构件的孔

39 第二部件的外壁

40 内部构件的球形端

44 轴线之间的偏移

D1 内孔的最小直径

D1e 内孔的入口直径

D1s 内孔的出口直径

D2 外孔的最小直径

D2e 外孔的入口直径

D2s 外孔的出口直径

D16 过滤器的附装部件的外部直径

D18 入口通道的内部直径

D22 过滤器的过滤部件的外部直径

E 将内部构件和外部构件分离的空间

X 过滤器和入口通道主轴线

Y1 外部构件的外孔的轴线

Y2 内部构件的内孔的轴线

T21 相切于外孔的直线

T38 相切于内孔的直线