燃料喷射器杯、燃料喷射器杯组件、燃料喷射器组件及用于生产其的方法与流程

本公开涉及燃料喷射器组件，并且涉及用于将燃料喷射器液压且机械地联接到燃料源的燃料喷射器杯组件，并且尤其但不排他地涉及与多气缸直接喷射汽油发动机一起使用的燃料喷射器组件，该发动机具有用于每个气缸的燃料喷射器，所述喷射器被连接到包括共同的轨道的燃料源。

背景技术：

共同的轨道包括相对大体积的燃料储存器，来自燃料箱的燃料在高压下被泵送到该燃料储存器。单独的燃料喷射器各自具有用于连接到共同的轨道的供应管，其保持尽可能短以便将操作期间的压力波动保持为最小。

wo2015/014595a1公开了一种用于燃烧发动机的流体喷射组件，其包括被布置在喷射器本体和喷射器杯之间的弹簧夹。弹簧夹包括底板（groundplate）和与底板固定地联接的至少一个弹簧元件。弹簧元件具有与喷射器杯接触的接触区域，并且底板具有与喷射器本体接触的接触区域，以致弹簧力被弹簧夹施加在喷射器本体上。喷射器本体和喷射器杯通过两个保持元件被联接在一起，每个保持元件均在纵向轴线的方向上延伸并且在固定元件后方接合。

ep2860389a1公开了一种燃料喷射器组件，其具有燃料喷射器和用于将喷射器连接到共同的轨道的连接装置，该燃料喷射器组件包括燃料喷射器杯。喷射器杯也确保了燃料喷射器尖端位置被精确地定位以确保高效喷射。杯被结合到在共同的轨道和燃料喷射器之间的连接中，但是其是由冷成型制成的复杂的成本密集型设计。

技术实现要素：

本公开的目标是提供一种更简单的、更低成本的构思，其使用非常少的材料，同时维持喷射器的必要的准确定位。

该目标由根据独立权利要求所述的燃料喷射器杯、燃料喷射器杯组件、燃料喷射器组件、生产燃料喷射器杯的方法和生产燃料喷射器组件的方法来实现。

根据本公开的一个方面，公开了燃料喷射器杯。根据另外的方面，公开了包括燃料喷射器杯的燃料喷射器杯组件。根据另一方面，公开了包括燃料喷射器杯组件的燃料喷射器组件。燃料喷射器组件可以是与多气缸直接喷射汽油发动机一起使用的燃料喷射器组件，所述发动机具有用于每个气缸的燃料喷射器，该喷射器尤其被连接到包括共同的轨道的燃料源。共同的轨道也可以被表示为主要廊道。其优选地是用于存储高压下的燃料的细长管状燃料储存器。根据仍其它的方面，分别公开了生产燃料喷射器杯、燃料喷射器杯组件和燃料喷射器组件的方法。

燃料喷射器杯是用于燃料喷射器组件的燃料喷射器杯，该杯包括具有内部体积的主要本体部分，该内部体积适于被连接到燃料源并且接收燃料喷射器的燃料入口端部。杯包括具有包含燃料入口端口的入口短管（stub）的一件式本体，该燃料入口端口可液压连接到燃料源，所述短管具有外部尺寸。优选地，一件式本体也包括主要本体部分。

杯的主要本体部分具有大于短管的直径的外直径，以便提供适于支撑夹持臂的肩部，杯通过该夹持臂被紧固到发动机。杯的远离短管的端部具有适于支撑紧固支架的向外延伸的凸缘，燃料喷射器和杯通过该紧固支架被固定在一起。凸缘优选地由一件式本体构成。

在当前上下文中，表述“一件式本体”尤其意味着该一件式本体不是由在杯的制造过程期间彼此连接的多个部分组装而成。而是，该一件式本体尤其是单个工件或者由单个工件制成。

燃料喷射器杯组件尤其包括燃料喷射器杯、用于将燃料喷射器固定到杯的紧固支架和用于将杯紧固到发动机的夹持臂。便利地，在燃料喷射器杯组件的情况下，肩部可以支撑夹持臂，并且凸缘可以支撑紧固支架。

因此，燃料喷射器杯组件可以具有三件或四件式模块化构造，其由喷射器杯、紧固支架、夹持臂和可选加强环构成，如下文进一步描述的。便利地，紧固支架、夹持臂和加强环可以各自是不同于燃料喷射器杯的单个的且被单独制造的部分。这种布置具有通过使用比已知布置显著更少的材料来提供更紧凑、重量更轻的杯的优点。紧固支架和夹持臂也是轻重量的并且优选地由片材材料形成。在其它实施例中，通过省去例如加强环，三件式模块化构造是可能的。相比于昂贵的现有技术布置，这三个或四个部件被更有效率地制造。

同样，通过简单地改变紧固支架和/或夹持臂以适合新设施，杯组件被轻易地修改成适合不同的发动机和喷射器。

在优选实施例中，杯是尤其通过深拉或通过冲压技术由片材材料形成的一件式本体。以此方式，杯能够以尤其划算的方式被制造。

为了有助于组装，紧固支架和夹持臂优选地被焊接或钎焊到杯。以此方式，不同的紧固支架和/或夹持臂能够与标准化杯相结合。以此方式，燃料喷射器杯组件可以容易且划算地适于不同的发动机。

在优选实施例中，燃料喷射器杯组件具有根据上面的实施例所述的燃料喷射器杯，其中紧固支架具有中央孔，该中央孔尺寸被制成装配在尤其圆柱形的主要本体部分上，以便坐置在凸缘上。在一个扩展中，支架进一步包括两个径向向外延伸的腹板，每个腹板各自包含适于接收紧固元件的开口，杯和燃料喷射器借助于该紧固元件被固定在一起。以此方式，可以实现喷射器杯组件尤其在凸缘的区域内的高的机械稳定性。

在一些实施例中，所谓的连接板位于杯和燃料喷射器之间。连接板优选地借助于紧固元件被刚性固定到支架并且例如通过与燃料喷射器的形式配合或力配合连接与燃料喷射器机械地相互作用，以便防止燃料喷射器的燃料入口端部从杯中移位出来。例如，连接板借助于至少一个卡扣环被固定到燃料喷射器。

以此方式，喷射器可以悬挂在相应的杯内。在此优势下，燃料喷射器组件优选地不包括将燃料喷射器按压抵靠发动机的气缸盖的任何弹簧夹。而是，每个燃料喷射器优选地与气缸盖间隔开，尤其在除了密封区域之外的所有位置处间隔开，该密封区域优选地由围绕燃料喷射器的阀本体周向延伸的至少一个弹性密封环表示。在此优势下，以此方式可实现燃料喷射器组件和/或发动机的尤其低的噪声水平。

在优选实施例中，中央孔紧密地滑动配合在主要本体部分上，这可以有利地降低组装期间未对齐的风险。

在另一实施例中，凸缘具有向外延伸的相对的腹板，每个腹板各自具有从腹板的外边缘径向向内延伸的凹部，凹部与用于螺栓的开口对齐。

在另一实施例中，夹持臂在一个端部处具有适于装配在短管上以便安置在肩部上的开口，臂的远离所述一个端部的另一端部具有一开口，固定元件能够通过所述开口将夹持臂紧固到发动机，从而将组件夹持到发动机。这具有在组装期间有助于各部分准确对齐的优势。这在开口紧密地滑动配合在短管上的另外的实施例中被进一步加强。

在一个实施例中，夹持臂由平坦板元件构成，该平坦板元件包括短管延伸通过的开口和被构造成接收固定元件的开口，以及围绕后一开口延伸的加强环。加强环优选地与短管延伸通过的开口侧向间隔开。板元件和加强环优选地是金属零件，尤其是片材金属零件。在一个实施例中，加强环被焊接、尤其是点焊和/或钎焊到板元件。

以此方式，夹持臂的厚度有利地仅在用于固定元件的开口的区域内增加，以致可以实现用于夹持臂的令人满意的机械稳定性、低重量和低制造成本。在一个实施例中，燃料喷射器组件包括螺栓保持件。螺栓保持件尤其可操作成在燃料喷射器组件的运输和组装期间将螺栓固定到夹持臂。螺栓保持件优选地由塑料和/或例如橡胶的弹性材料构成。由于借助于加强环实现的较大厚度，螺栓保持件能够尤其良好地固定到夹持臂。

在另外的实施例中，短管被钎焊或焊接到被液压且机械地连接到燃料源的燃料管。

在优选实施例中，管的端部装配在燃料喷射器杯的燃料入口端口内，并且闭合装置被固定到在燃料入口端口内的管的外端部，以便闭合在管和燃料入口端口的内表面之间的任何间隙，尤其以便防止钎焊或焊接材料进入密封燃料喷射器的区域的体积。以此方式，产生故障的燃料喷射器组件的风险可以尤其小。

闭合装置可以包括被固定到管的环、贝勒维尔垫圈或者向外延伸的凸缘。在用于生产燃料喷射器组件的方法的实施例中，管的远离闭合装置的端部可以移动通过内部体积和燃料入口端口，以便组装管和杯，尤其直到闭合装置与杯机械接触。

在优选实施例中，对于多气缸内燃发动机，燃料源包括每个气缸的燃料喷射器所附接的共同的轨道，即尤其呈共同的轨道形式的燃料蓄积器。在一个扩展中，燃料喷射器包括直接汽油燃料喷射器。

在另外的优选实施例中，紧固支架具有中央孔，其被尺寸制成紧密地滑动配合在优选地圆柱形的主要本体部分上，以便坐置在凸缘上，支架进一步包括两个径向向外延伸的腹板，每个腹板各自包含适于接收紧固元件的开口，杯和燃料喷射器借助于该紧固元件被固定在一起。

腹板中的开口优选地包括适于接收螺栓的孔，或者可以各自包括从腹板的外边缘径向向内延伸的凹部。该实施例通过使用不需要昂贵工具来生产的简单部件提供了一种将杯和燃料喷射器固定在一起的有经济效益且简单的方式。

在另一实施例中，夹持臂在一个端部处具有一开口，所述开口适于以紧密滑动配合装配在短管上，以便搁置在肩部上。臂的远离所述一个端部的另一端部具有一开口，固定元件能够通过所述开口将夹持臂紧固到发动机，从而将组件夹持到发动机。该实施例同样具有如下优点：其提供了不需要昂贵工具来生产的有经济效益的解决方案。在一个实施例中，固定元件是螺栓。

本公开也提供了一种生产燃料喷射器杯组件的方法，包括步骤：形成具有内部体积和短管的喷射器杯，该短管包含燃料输送端口，以用于将所述体积连接到燃料源。便利地，形成喷射器杯可以包括形成喷射器杯的主要本体部分和入口短管，主要本体部分具有内部体积。所述体积尤其被设置成（即尤其成形且布置成）用于接收燃料喷射器的入口端部，以便提供在燃料喷射器的入口端部和燃料源之间的液压连通。在该方法中，短管被形成为具有小于包含所述体积的部分的直径的外直径，以便形成环状肩部。便利地，该方法可以包括将夹持臂定位在肩部上的步骤，该夹持臂（40）被设置成（即尤其成形且布置成）用于将杯紧固到发动机。

在一个扩展中，短管具有外直径，杯的主要本体部分被圆柱形地形成为具有比短管的直径更大的外直径，以便提供肩部。肩部尤其是环状形状的。

进一步，该方法包括步骤：在远离短管的端部处在杯上提供径向向外延伸的凸缘并且将紧固支架定位在凸缘上。紧固支架尤其被设置成（即尤其成形且布置成）用于将燃料喷射器固定到杯。在一个实施例中，紧固支架具有向外延伸的腹板，该腹板具有适于接收紧固元件的开口，该紧固元件尤其可用于将杯和喷射器固定在一起。

在一个实施例中，该方法进一步包括步骤：将燃料馈送管固定到短管，以便使得杯能够被固定到燃料源。

本公开也提供了一种生产燃料喷射器组件的方法，在一个实施例中，该方法包括用于生产燃料喷射器杯组件的方法。在一个实施例中，该方法包括步骤：将燃料喷射器的入口端部固定在体积中，以便提供在燃料喷射器的入口端部和燃料源之间的液压路径；以及使用紧固元件将杯和喷射器固定在一起。

在一个实施例中，用于形成喷射器杯的方法步骤包括尤其通过深拉和/或通过冲压技术由片材材料将杯形成为一件式本体。

在该方法的一个实施例中，紧固支架和/或夹持臂被点焊到杯。

在一个实施例中，该方法包括将夹持臂定位在肩部上，夹持臂被构造且可布置成将杯紧固到发动机。在一个扩展中，该方法包括将夹持臂点焊到杯。

本公开进一步提供了生产用于燃料喷射器组件的燃料喷射器杯的方法，该杯包括具有内部体积的主要本体部分，该内部体积适于被连接到燃料源并且接收燃料喷射器的燃料入口端部，该方法包括由片材材料将杯形成为一件式本体，以便提供包含可液压连接到燃料源的燃料入口端口的管状入口短管，短管具有外直径，杯的主要本体部分被圆柱形地形成为具有比短管的直径更大的外直径，以便提供适于支撑夹持臂的环状肩部，杯通过该夹持臂被紧固到发动机，杯的远离短管的端部被形成为具有适于支撑紧固支架的径向向外延伸的凸缘，燃料喷射器和杯通过该紧固支架被固定在一起。

附图说明

现在将以示例的方式参考附图来描述燃料喷射器杯、燃料喷射器杯组件、燃料喷射器组件和方法的优选实施例，其中：

图1示出了包括燃料喷射器组件的系统的示意性透视图，该燃料喷射器组件具有用于多气缸内燃发动机的每个气缸的共同的轨道和燃料喷射器；

图2示出了用于相对于发动机将喷射器固定就位的燃料喷射器组件的燃料喷射器杯组件的部件的分解视图；

图3示出了图2的燃料喷射器杯组件的已组装部件的透视图；

图4示出了燃料喷射器杯组件的喷射器杯的纵向截面视图；

图5示出了被连接到通向共同的轨道的燃料喷射器组件的燃料管的喷射器杯组件；

图6示出了喷射器杯的底部视图；

图7-12示出了将喷射器杯固定到燃料管的替代性方法。

具体实施方式

现在参考图1，以轮廓图示意性示出了具有直接喷射的四气缸汽油内燃发动机2的气缸盖，其中燃料喷射器6的输出喷嘴4位于每个气缸的燃烧腔室内。喷射器6各自被连接到由相关联的燃料管8供应燃料的共同的轨道10。由泵（未示出）向共同的轨道10供应高压下的燃料。"高压"尤其是50bar或更多、例如在50bar和500bar之间、例如在100bar和350bar之间的压力，在每种情况下均包括边界。喷射器6借助于喷射器杯组件12被连接到管8，参考图2-5更详细地描述该喷射器杯组件12。

现在参考图2-6，在图2中示出了喷射器杯14，所述喷射器杯14通过深拉过程或冲压技术由例如不锈钢的材料片材形成为一件式本体。尤其如图4中所示，喷射器杯14具有轴线16并且大体上是绕其轴线16形成的圆柱形。杯14具有包含体积20的主要本体部分18，该体积20适于接收燃料喷射器6的燃料入口端部。在其外部上游端部，如附图中所示，杯具有共轴管状短管22，相对于主要本体部分18的直径，该短管22具有减小的外直径以便提供环状肩部24。

短管22包含燃料入口端口26，流体管8被连接到该燃料入口端口26以便提供在体积20和共同的轨道10之间的液压连接。在其与短管22相对的端部处，杯14是开口的以便接收燃料喷射器的入口端部并且具有径向向外延伸的凸缘28。如图6的底部视图中所示，在燃料喷射器杯14的下游端部上，凸缘28具有相对的向外延伸的腹板52，每个腹板52各自包含凹部54。

现在尤其参考图2、图3和图5，在图2中示出了将喷射器杯14固定到喷射器6并将喷射器杯14固定到气缸盖2所需的部件。所述部件是紧固支架30和夹持臂40。这些部件与燃料喷射器杯14一起构成燃料喷射器杯组件12。

杯14借助于紧固支架30被固定到燃料喷射器6，该紧固支架30由平面本体构成，即紧固支架30尤其是平坦板形状，该平面本体具有中央孔32和两个相对的腹板34，每个腹板各自包含用于螺栓38的开口36，如图5中所示。中央孔32的直径使得支架30紧密地滑动配合在主要本体部分18上，以致其能够向下滑动成邻接凸缘28。螺栓38用于将支架30固定到燃料喷射器从而将杯14夹持到燃料喷射器6，如图1中所示。为了简化并加速组装，支架30在紧固螺栓与喷射器组件中的螺纹孔正确对齐的位置被点焊和/或钎焊到杯。当燃料喷射器杯组件被组装时，杯14的凸缘28的相对的向外延伸的腹板52的凹部54与紧固支架30内的开口36对齐。腹板有助于减少在螺栓被拧紧时支架30的偏转。

喷射器杯14能够借助于夹持臂40被刚性地固定到气缸盖2。夹持臂40由板元件41和加强环46构成，这二者均是金属零件。至少板元件41优选地是片材金属零件。

邻近其端部中的一个端部，平坦板元件41具有孔42，该孔42的尺寸制成紧密地滑动配合在短管22上，以致其向下滑动以邻接肩部24。板元件41的另一端部具有开口44，螺栓48能够通过开口44以便将夹持臂40固定到气缸盖2且因此将喷射器杯14夹持到发动机的气缸盖2。

加强环46被固定到板元件41的主要面，以致其围绕用于螺栓48的开口44。环46与孔42侧向间隔开，以致露出所述主要面的一部分。在顶部视图中，在主要面上，环46和板元件41可以在远离孔42的侧面上齐平，例如相对于开口44的中央轴线在加强环46的至少180°的周向延伸部上。

当制备用于组装的部件时，加强环可以被焊接到板元件41。随后优选地，夹持臂40在用于最终组装的正确位置处被点焊到杯14，从而使得能够更容易且更快地组装到发动机。在相应焊接操作之后，在板元件41和加强环36之间和/或在夹持臂40和杯14之间也可以产生钎焊连接。

根据当前实施例的燃料喷射器组件进一步包括螺栓保持件47。螺栓保持件47由塑料和橡胶构成。其被插入到环46的开口和板元件41的开口44内，并且借助于摩擦配合和/或形式配合被固定到这两个部分。螺栓保持件47在远离燃料喷射器杯14的凸缘28且朝着螺栓48的头部的轴向方向上从夹持臂40突出。

螺栓48在轴向方向上延伸通过螺栓保持件47并且例如通过摩擦配合固定到其。垫圈49被轴向定位在螺栓48的头部和螺栓保持件47之间。当燃料喷射器组件12使用螺栓48被夹持到气缸盖2时，垫圈49被夹持在螺栓48的头部48和螺栓保持件47之间。

借助于螺栓保持件47，可在燃料轨道组件12和气缸盖2之间实现振动阻尼。此外，通过将喷射器固定到杯14且之后将杯14固定到气缸盖2，在喷射器本身和气缸盖2之间没有直接的机械连接。认为的是，这种构造可以有助于噪声减少，因为喷射的噪声不被直接传递给气缸盖2。

现在参考图7-12，示出了用于将管8固定到喷射器杯14的短管22的替代性布置。将意识到，在一些设施中，在管8能够被固定到喷射器杯14之前，紧固支架30和夹持臂40必须被定位在喷射器杯14上。在图7-11的纵向截面视图中所示的实施例中，仅以示意性轮廓图示出了燃料喷射器6的入口端部。密封燃料喷射器杯14和燃料喷射器6之间的径向间隙的橡胶密封环和备用环被示为过尺寸，以便分别呈现被径向压缩在喷射器6和杯14之间的橡胶密封环和备用环之间的按压配合连接。

通常，管8借助于钎焊或硬焊被固定到喷射器杯14。这具有如下潜在问题，即熔化的钎焊箔会通过在管8的外直径和入口端口26的内表面之间可能存在的任何间隙径自向下进入到体积20中。

在图7的左侧部分中以纵向截面视图示出的实施例中，管8稍稍延伸到在主要本体18中的体积20内。在图7的右侧部分中以透视图单独示出的密封环56被按压到管8的端部的外侧上。密封环56的横截面轮廓成形为匹配杯轮廓中的弯曲部，其中短管22合并到主要本体部分18的较大直径中。该实施例实现了在密封环56和杯14之间的尤其大的接触面积，以便最小化熔化的钎焊材料进入杯20的内部体积20中的风险。

图8示出了一种布置，其中具有均匀横截面的环62位于管8的外端部和主要本体部分18的弯曲壁之间，以便闭合在主要本体部分18和管8的外表面之间的间隙。在图9中所示的实施例中，贝勒维尔（belleville）垫圈58被按压到管的端部上，以便闭合在贝勒维尔垫圈58和主要本体部分18的弯曲壁之间的空间。在两个实施例中，环62或贝勒维尔垫圈58的周向边缘分别接触杯14以便使得用于熔化的钎焊材料的接收空间与杯14的内部体积20分开。接收空间分别由环62或贝勒维尔垫圈58的上游表面以及管8的外周向表面和杯14的内周向表面一起限定，其中短管22合并到主要本体部分18的较大直径中。这些构造可能对安装公差尤其不敏感。

在便利的扩展中，贝勒维尔垫圈58的内周向边缘相对于贝勒维尔垫圈58的外周向边缘朝着杯14的凸缘28轴向偏移远离短管22。以此方式，接收空间可以具有在径向向内方向上偏置熔化的钎焊材料的槽形。因此钎焊材料进入体积20的风险可以尤其小。

图10示出了环状盘60被固定到管8的端部的实施例。在当前实施例中，盘60是大体茶托形的，即尤其其以弯曲方式从其内周向边缘延伸到其外周向边缘，在该内周向边缘处其接触管8，在该外周向边缘处其在如下区域内接触杯18的内表面：在所述区域内，杯14的较大直径减小到短管22的直径，从而闭合在管8和杯14之间的间隙。盘60的外周向边缘相对于短管22的外周向表面尤其在径向向外方向上偏移。虽然在先前实施例的贝勒维尔弹簧58的情况下，曲率可以在径向向外方向上减小，但是在当前实施例的茶托形环状盘60的情况下，曲率在径向向外方向上增加。

在图11的纵向截面视图中所示的实施例中，被布置在杯14中的管8的端部相对于环状盘60在上游方向上轴向偏移，这与先前实施例不同。在当前实施例中，管8的端部被定位在盘60的凹部内。同样地与先前实施例不同，环状盘60与主要本体部分18的圆柱形侧壁接触，以便密封在杯14的较大直径减小到短管22的直径的杯14的区域下游的用于熔化的钎焊材料的接收区域。

图12示出了替代性实施例，其中围绕焊接线64将管焊接到短管22，其中管进入短管22。被焊接接头的较大强度使得短管22的长度和管延伸到入口端口26内的量能够减少。这减小了短管22的长度，由此节省了重量和材料。