支撑环的制作方法

本实用新型涉及内燃机技术领域，特别涉及高压燃料喷射器，尤其涉及用于高压燃料喷射器的密封制品中的支撑环。

背景技术：

内燃机中的共轨喷射系统(common rail injection system)通常包含多个高压燃料喷射器。在电控单元(electronic controlunit，ECU)控制下，高压泵向共轨的中央高压储存室供给燃料。被加压的燃料通过喷射器的喷嘴被喷入内燃机的燃烧室内，与压缩的空气混合并燃烧。需要密封系统以隔绝高油压区域与低油压区域，以便在需要喷射燃料时，燃料喷射器内可以建立起一个较高的压力。密封系统的典型工作环境温度可能超过150℃，高压区压力范围为60MPa至200MPa以上。密封系统本身处于静止状态。

罗伯特·博世公司的德国申请公开DE10020870 A1公开了一种共轨喷射器。其具有一个软的密封环和一个金属支撑环。因为在高压下不能保证密封环的理想的密封性，流体因此可能有部分泄露，进入密封环和/或支撑环的底部，产生一个压力垫。该压力垫可能导致密封环的不期望的轴向移动。

在罗伯特·博世公司的美国授权专利US7364167B2中，密封系统由一个密封环和一个钢制支撑环所构成。密封环由聚四氟乙烯和青铜组成。

为了导出泄漏的流体，避免在在密封环下方建立压力，US7364167 B2中的支撑环在背离密封环的下侧面中设置有多个在圆周方向上间隔开距离的卸载槽，并且在其外圆周边缘中设置有多个在圆周方向上间隔开距离的凹部。卸载槽和凹部在圆周方向上错开地布置，以导出泄漏的流体，同时增大密封环蠕动的距离，增大摩擦，避免密封环受压后从导出流体的缝隙间被挤出。

由于支撑环本身尺寸很小，在支撑环上设置复杂的沟槽结构为加工带来了新的困难。特别是US7364167B2中，需要在支撑环的上下两个表面都设置特定结构，增大了加工难度，并导致设备容易发生折断、断裂等损坏。因此，需要一种加工难度小，使用方便，同时又能够满足燃料喷射器工作需要的支撑环。

技术实现要素：

因此，为了克服现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供了一种新型的用于支持密封环的支撑环，该支撑环具有一个基本上呈圆环状的本体，该本体的底面上设置有至少一条凹槽，每条凹槽在该本体的外侧面上具有两个开口，并在该本体的内侧面上具有一个凹陷。

可选的，凹槽的数量为至少两条，所述至少两条凹槽围绕该支撑环的旋转轴对称分布，每条凹槽形状相同。

可选的，n条凹槽在该本体的外侧面上具有2n个开口，2n个开口等角度间隔分布。

可选的，该支撑环在靠近该本体的内侧面向上隆起，形成一个顶部。

可选的，凹槽为曲线形。

可选的，当该支撑环被安装在由第一壳体的内壁和第二壳体的外壁所围绕的环形室时，该本体的外侧面与该第一壳体的内壁之间形成一个空隙。

可选的，该空隙的宽度不大于0.5mm。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种密封系统，该密封系统包括密封环和支撑环。

本实用新型提供的支撑环和密封系统，加工难度小，结构简单，能够在保证密封的同时，减小密封环被挤出的可能。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和具体实施方式的描述而变得更加明显。在不同图中，相同的标号表示相同的部件或元素，其中：

图1是根据本实用新型的一些实施例的密封制品使用状态时的竖直剖面示意图；

图2A是根据本实用新型的一些实施例的一种支撑环的立体图；

图2B是根据本实用新型的一些实施例的支撑环的仰视图；

图3A是根据本实用新型的一些实施例的支撑环与环形室沿图2B中I-I线的剖面图；以及

图3B是根据本实用新型的一些实施例的支撑环与环形室沿图2B中II-II线的剖面图。

具体实施方式

图1是根据本实用新型的一些实施例的密封制品使用状态时的竖直剖面示意图。该密封产品可用于燃料喷射器。如图1所示，密封制品150被套入至壳体110外周和壳体120内部之间的空间，用于隔绝一个环形室130和一个间隙区140。环形室130内为高油压区域，间隙区140内为低油压区域。壳体110近似呈圆柱形。环形室130被壳体110的外壁111与壳体120的内壁121所包围。间隙区140被壳体110的外壁111与壳体120的内壁123所包围。密封制品150近似呈环状，包括一个支撑环160与一个密封环170。支撑环160的底部与壳体120的内壁122相接触。支撑环160与密封环170的内侧面都与壳体110的外壁111相接触。密封环170的外侧面与壳体120的内壁121相接触。

支撑环160主要支持密封环170，防止密封环170被挤压到间隙区140中。支撑环160可以选用抗压缩、抗蠕变、硬度高的材料，如金属材料或高分子材料。

密封环170主要起密封作用，隔绝环形室130的高压环境和间隙区140的低压环境。密封环170可以选用高分子材料通过多种加工工艺制造。高分子材料可以与支撑环160相同或不同。

可以使用目前已存在的加工工艺制造密封环170。加工工艺包括但不限于，注塑成型、挤出成型、模压成型等。在一些实施例中，可以根据密封环170的组成材料，选择相应的加工方法，在此不赘述。

图2A是根据本实用新型的一些实施例的一种支撑环的立体图。图2B是该支撑环的仰视图。如图2A和图2B所示，支撑环160包括一个基本上呈圆环状的本体210。本体210具有一个外侧面240与一个底面250。在使用时，支撑环160被套到壳体110外周和壳体120内部之间的空间。本体210的内侧面230与壳体110的外壁111接触。本体210的底面250与壳体120的内壁122接触。

支撑环160在靠近内侧面230的圆周方向的部分向上隆起，形成一个顶部220。顶部220可以呈圆环状或圆管状。当支撑环160与密封环170一起使用时，支撑环160的顶部220可以增大密封环170蠕变的距离，减小密封环170被挤出到间隙区140的可能。

支撑环160在底面250具有两条凹槽260-1和260-2。结合图2A和图2B，凹槽260-1在本体210的外侧面240上有两个开口A和C，在本体210的内侧面230上有一个凹陷B(图2B)。凹槽260-2与凹槽260-1可以形状相同。凹槽260-2(图2B)在本体210的外侧面240上有两个开口D和F(图2B)，在本体210的内侧面230上有一个凹陷E(图2B)。

在安装在环形室130内时，支撑环160可以通过底面250上的凹槽260-1和260-2，将由于密封不严密而泄漏的部分燃料或气体从高油压区域导出至低油压区域(间隙区140)。具体地，燃料或气体通常位于密封环170、支撑环160与壳体120的内壁121、122所围成的区域。燃料或气体可以通过凹槽260-1与260-2的开口A、C、D与F中的至少一个，流入凹槽，并进一步通过凹槽的凹陷B与F中的至少一个，进入间隙区140。这样，避免了泄漏的燃料或气体在高压下将密封环170顶起。同时，较长的凹槽260-1和260-2可以减小支撑环160上的密封环170被挤出的可能性。

可选的，凹槽260-1和260-2设置为直线形或曲线形，优选曲线形，进一步优选为弧形。弧形凹槽可以在凹陷B和E处与内侧面230相切。

凹槽260-1和260-2的尺寸(开口宽度、凹槽长度、凹槽深度等)可以调节。凹槽的深度不超过本体210的厚度，优选不超过本体210厚度的1/2，进一步优选不超过本体210厚度的1/3。

可选的，凹槽260-1和260-2关于支撑环200的旋转轴X(图2A)旋转对称分布。当围绕旋转轴X转动180°后，旋转后的支撑环200可以与旋转前的重合。凹槽260-1和260-2形状相同。

不同凹槽在底面250上的开口在本体210的外侧面240上可以间隔分布。如图2B所示，凹槽260-1和260-2的开口A、C、D与F在外侧面240上间隔分布。

可选的，开口A、C、D与F等角度间隔分布。图2B中，开口A与C对底面250的圆心O所成的角度为α，开口A与F对圆心O所成的角度也为α。α为直角。

可选的，开口A、凹陷B与开口C在圆周上等角度间隔分布，亦即

可选的，在内侧面230上凹陷B与E间隔180°。

在一些实施例中，支撑环160上也可以不设置顶部220，只由一个本体210所组成。本体210的底面250可以只有一条凹槽260-1，用于将燃料或气体从高油压区域导出至低油压区域。

图3A是根据本实用新型的一些实施例的支撑环与环形室沿图2B中I-I线的剖面图，图3B是根据本实用新型的一些实施例的支撑环与环形室沿图2B中II-II线的剖面图。为了简洁起见，图3A与图3B各略去了沿I-I线和II-II线的支撑环剖面与环形室的另一半。

图3A与图3B显示，当支撑环160被安装在环形室130内时，内侧面230与内壁111接触，底面250与内壁122接触。支撑环160与其上的密封环170(图3A与图3B中未示出)紧密接触。支撑环160的外侧面240与环形室130的内壁121之间形成一个空隙310。如图3A，在沿着I-I线的剖面上，外侧面240上凹槽260-1与空隙310在A点连通。如图3B，在沿着II-II线的剖面上，内侧面230上的凹槽260-1与间隙区140在B点连通。

为保证整个密封系统的严密性，空隙310的宽度应该被严格地控制。根据环形室130、密封环170等的尺寸，空隙310的宽度可以被确定，例如，宽度不大于0.5mm。

同时，优选内壁121与122之间不存在倒角，以便本体210的底面250可以紧密接触内壁122。如内壁121与122之间存在倒角时，支撑环160在受压后也可发生形变，以贴合内壁121和/或122；也可以设置支撑环160在底面250与外侧面240之间具有相应的倒角。

在实际中，可以在支撑环160上设置特定数量的凹槽，例如n条，n为不小于2的正整数。上述文字是对n等于2的情形的描述。

n条凹槽可以被设置为围绕支撑环的旋转轴旋转对称分布。每条凹槽形状相同。n条凹槽在外侧面240上具有2n个开口，相邻开口之间可以180°/n等角度间隔分布。n条凹槽在内侧面230上具有n个凹陷，相邻凹陷之间可以360°/n等角度间隔分布。

综上，虽然已经以示意性的方式描述了本实用新型，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。