专利名称：一种用于内燃发动机的燃料喷射系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及内燃发动机，该内燃发动机具有安装在汽缸盖内并将燃料喷射到发动机的燃烧室的燃料喷射器。
背景技术：
用于机动车辆的大多数火花点火的内燃发动机使用具有化油器或者新近具有安装在进气歧管中或单个的进入口内的多个燃料喷射器的燃料系统。每个这种系统通过进气歧管将燃料提供给发动机。虽然歧管/进入口安装的喷射器通常是令人满意的，的确，与化油器系统相比有了很大的改进，但是对于火花点火的发动机，汽车设计者逐渐转向利用直接燃料喷射。对于直接喷射系统，燃料喷射器通常安装成通过发动机汽缸盖的点火平台并且直接将燃料提供给发动机的每个燃烧室。 在火花点火发动机中，业已发现直接喷射在改进燃料经济性方面是有益的，并伴随减少的尾气排放物。虽然直接喷射已经在许多类型的柴油发动机中用了许多年，但是这种直接喷射的新的应用，特别是在预计用于机动车辆的汽油发动机中带来了问题，因为在发动机空转时与直接喷射一起使用的较高的压力引起不想要的噪音或“滴答声”;在一些情况下，滴答声在高速和高负荷下可能变得更明显。来自喷射器针碰撞的这种滴答噪音对于大多数柴油发动机一般没有问题，但是对于用在汽车中的直接喷射火花点火的发动机以及一些柴油发动机的确成为问题。希望提供一种系统，对于汽油发动机和柴油发动机直接燃料喷射系统允许在包括空转的较低负荷下的低噪音特征，同时通过在高负荷运行期间防止不想要的喷射器运动保持燃料喷射器的耐用性。这提出一种挑战，因为如果，没有其他情况时，喷射器的安装被稳定至在空转下滴答噪音衰减的点，当喷射器尖端密封时在高负荷下喷射器在汽缸盖的喷射器凹槽内的对应的轴向运动可以引起不利的耐用性影响。
实用新型内容本实用新型解决了现有技术中存在的技术问题。根据本实用新型的一方面，一种用于内燃发动机的燃料喷射系统包括汽缸盖，该汽缸盖具有延伸通过该汽缸盖到燃烧室的喷射器凹槽/袋(pocket)，其中该凹槽具有锥形的下壁。燃料喷射器安装在该喷射器凹槽内，并且延伸到燃烧室。该喷射器具有锥形的安装表面，用于接合该喷射器凹槽的锥形下壁。安装在该喷射器的锥形安装表面和喷射器凹槽的下壁之间的隔离体包括具有外表面和内表面的锥形环。该隔离体构造成使得在较低的喷射负荷下，只有该锥形环的外表面上部接触部分接触所述喷射器凹槽的所述锥形下壁。而且在较低的喷射负荷下，只有锥形环的所述内表面的下部接触部分接触该喷射器的锥形安装表面。但是，在高喷射负荷下，在环的上部接触部分和下部接触部分之间延伸的该锥形环的部分被夹持在该喷射器的锥形安装表面和该喷射器凹槽的锥形下壁之间。其中在所述喷射器以空转运行期间所述隔离体被弹性地弯曲加载。[0007]根据本实用新型的另一方面，该隔离体构造成具有径向取向的单一弹簧刚度系数(rate)和锥型夹角的锥形环，该锥型夹角大于对应于所述喷射器的所述锥形安装表面和所述喷射器凹槽的所述锥形下壁的锥度的锥型夹角。根据本实用新型的另一方面，在该喷射器以较高的负荷运行期间，在环的上部接触部分和下部接触部分之间延伸的该锥形环的基本整个部分被紧密地/牢固地夹持在该喷射器的锥形安装表面和该喷射器凹槽的锥形下壁之间，因而喷射器的轴向运动在较高的喷射器负荷下被限制。根据本实用新型的另一方面，在喷射器以空转运行期间该隔离体对径向负荷弹性地反作用，并且在较高的喷射负荷下紧密地堆叠在喷射器的锥形安装表面和喷射器凹槽的锥形下壁之间，其中所述隔离体包括钢结构。根据本实用新型的另一方面，一种内燃发动机包括汽缸体；容纳在该汽缸体内的曲轴；安装在所述曲轴上用于在所述汽缸体内往复运动的活塞和连杆；安装在所述汽缸 体上的汽缸盖；延伸通过该汽缸盖到燃烧室中喷射器凹槽，其中所述的喷射器凹槽具有锥形的下壁；安装在该喷射器凹槽内并延伸到所述燃烧室的燃料喷射器，其中所述喷射器具有用于接合所述喷射器凹槽的所述锥形下壁的锥形安装表面；以及安装在所述喷射器的锥形安装表面和所述喷射器凹槽的所述下壁之间的锥形的环形隔离体，其中所述隔离体在较低的喷射负荷下提供该喷射器的弹性安装，并且在较高的喷射负荷下提供喷射器的紧密安装，其中所述隔离体包括具有外表面和内表面的锥形环，其中所述隔离体构造成使得在较低的喷射负荷下只有所述锥形环的所述外表面的上部接触部分接触所述喷射器凹槽的所述锥形下壁；在较低的喷射负荷下，只有所述锥形环的所述内表面的下部接触部分接触所述喷射器的所述锥形安装表面，并且在较高的喷射负荷下，在该上部接触部分和下部接触部分之间延伸的该锥形环的部分通过喷射器径向向外位移，并且紧密地夹持在该喷射器的锥形安装表面和该喷射器凹槽的锥形下壁之间，由此喷射器将与隔离体和汽缸紧密地堆叠，因而限制喷射器相对于汽缸盖的轴向运动。根据本实用新型的另一方面，其中所述隔离体包括具有锥型夹角的单一弹簧刚度系数锥形金属环，该锥型夹角大于对应于所述喷射器的所述锥形安装表面和所述喷射器凹槽的所述锥形下壁的锥度的锥型夹角。根据本实用新型的另一方面，一种内燃发动机包括汽缸体；安装在该汽缸体内的曲轴；安装在所述曲轴上用于在所述汽缸体内往复运动的活塞和的连杆；安装在所述汽缸体上的汽缸盖；延伸通过该汽缸盖到燃烧室中的喷射器凹槽，其中所述凹槽有具有第一锥度角的锥形的下壁；安装在所述喷射器凹槽内并延伸到所述燃烧室的燃料喷射器，其中所述喷射器有具有第二锥度角的锥形安装表面，用于接合所述喷射器凹槽的所述锥形下壁；以及具有不同于所述第一锥度角和所述第二锥度角的第三锥度角的锥形的环形隔离体，其中所述锥形环安装在所述喷射器的锥形安装表面和所述喷射器凹槽的所述下壁之间，其中所述隔离体在较低的喷射负荷下提供该喷射器的弹性安装，并且在较高的喷射负荷下提供喷射器的紧密安装，其中所述隔离体构造成使得在较低的喷射负荷下，只有所述锥形环的上部和下部接触部分接触所述喷射器凹槽的所述锥形下壁和所述喷射器的所述锥形安装表面；并且在较高的喷射负荷下，在该上部接触部分和下部接触部分之间延伸的该锥形环的部分通过喷射器径向向外位移，并且紧密地夹持在在该喷射器的锥形安装表面和该喷射器凹槽的锥形下壁之间，由此喷射器的轴向运动将受到限制。根据本实用新型的另一方面，其中所述隔离体包括具有锥型夹角的锥形环，该锥型夹角大于对应于所述喷射器的所述锥形安装表面和所述喷射器凹槽的所述锥形下壁的锥度的锥型夹角；其中，所述隔离体包括具有锥型夹角的锥形环，该锥型夹角小于对应于所述喷射器的所述锥形安装表面和所述喷射器凹槽的所述锥形下壁的锥度的锥型夹角。根据本实用新型的另一方面，其中所述隔离体包括具有第三锥度角的锥形环，该第三锥度角小于第一锥度角和第二锥度角；其中，所述隔离体包括具有第三锥度角的锥形环，该第三锥度角大于第一锥度角和第二锥度角，其中所述第一锥度角和所述第二锥度角是基本相等的。根据本实用新型的燃料喷射系统的优点在于避免令人不愉快的滴答噪音，这种令人不愉快的滴答噪音在具有直接汽缸喷射器的发动机中是特别普遍的，同时保护喷射器尖端密封件不受由于柔性安装系统将会发生的损害。 根据本实用新型的系统的另一个优点是在喷射器以较低的负荷运行时，形成喷射器支架对施加于喷射器上的力的初始弹性响应量的单一速率负荷偏差曲线，其中在中等喷射器负荷和在中等喷射器负荷之上弹性被堆叠的紧密运行代替。根据本实用新型的燃料喷射系统的又一个优点是用在本系统中的隔离体是容易可调的，以适应发动机运行参数的变化。本隔离系统的其他优点以及特征对于本说明书的读者将变得很明白。
图I是具有根据本实用新型的燃料喷射系统的发动机的一部分的示意图。图2是根据本实用新型一方面安装在汽缸盖中的喷射器的局部示意图。图3示出图2的喷射器的一部分，具体地，示出该喷射器安装系统的隔离体部分。图4是图3的一部分的放大的透视图，其更详细地示出环形隔离体系统。图5示出在对应于较低负荷运行的弹性状态中的图4的隔离体。图6示出在对应于较高负荷运行的压缩状态中的图4的隔离体。图7是根据本实用新型的另一方面安装在具有修改的隔离体的汽缸中的喷射器的局部不意图。图8示出图7的喷射器的一部分，具体地示出该喷射器安装系统的隔离体部分。图9是图8的一部分的放大透视图，其更详细地示出环形隔离体系统。图10示出在对应于较低负荷运行的弹性状态中的图9的隔离体。图11示出在对应于较高负荷运行的压缩状态中的图9的隔离体。图12示出在对应于较低负荷运行的弹性状态中的反转的锥度隔离体。图13示出在对应于较高负荷运行的压缩状态中的图12的隔离体。
具体实施方式
图I示出具有曲轴8的发动机2，曲轴8具有与其连接的活塞4和连杆6，用于在形成在汽缸体16中的汽缸5内往复运动。汽缸盖26安装在发动机2的顶部。燃料喷射器10安装成通过汽缸盖26以便将燃料直接供给由汽缸盖26和活塞4形成的燃烧室13。[0033]图2是根据本实用新型一方面具有喷射器隔离体的燃料喷射系统的局部示意图。燃料喷射器10通过包括安装在喷射器10的顶部的燃料轨罩12的供给系统接收燃料。喷射器10具有安装在喷射器凹槽30内的大致圆柱形的外本体14，该喷射器凹槽30形成在汽缸盖26中。喷射器10具有尖端18，尖端18具有尖端密封22，其优选用诸如聚四氟乙烯的塑料材料形成。喷射器尖端18延伸通过汽缸盖26的点火平台34。由于点火平台34和活塞4的上表面构成燃烧室13，所以喷射器10被认为是直接喷射器。尖端密封的完整性很重要，因为尖端密封22防止从燃烧室13泄露高压燃气通过喷射器尖端18。鉴于本实用新型，本领域的技术人员将会明白，本喷射器安装系统将与上部供给燃料或侧面供给燃料的喷射器一起使用，或者与其他类型的喷射器一起使用。如图3所示，喷射器凹槽30具有大致圆柱形的外壁30a和锥形下壁34。喷射器10与环形隔离体40 —起安装在包括外壁30a表面和锥形下壁34表面的喷射器凹槽30内，其中环形隔离体40安装在喷射器10的锥形安装表面44和喷射器凹槽30的锥形下壁34之间。喷射器凹槽的锥形下壁34被包含在插入喷射器凹槽30中的底环/基础环38内。 图4示出形成为高强度弹性环的环形隔离体40，其优选用诸如不锈钢的金属形成。环形隔离体40具有外表面40a和内表面40b。环形隔离体40具有单一内部径向引导/定向的弹簧刚度系数，使环形隔离体40能够用作弹性或弹簧安装系统和紧密填隙片。图5和图6详细示出环形隔离体40的使用。在图5中，环形隔离体40用于较低的负荷运行，外表面40a的上部接触部分40c与底环38的锥形下壁34接触。设置在内表面40b上的下部接触部分40d与喷射器10的锥形安装表面44接触。大体上，当喷射器10以较低的负荷运行时，例如在空转运行期间，环形隔离体40在锥形安装表面44和锥形下壁34之间弹性地悬挂喷射器10。这种弹性或弹簧安装有助于防止在喷射器10内出现的滴答噪音被传输到汽缸盖16，因而减少令人不愉快的噪音。环形隔离体40能够用作喷射器10的悬挂弹簧，因为锥形环形隔离体40的锥型夹角大于对应于喷射器10的锥形安装表面44和喷射器凹槽30的锥形下壁34两者的锥度的锥型夹角。图6示出在较高的负荷运行期间的喷射器10，在该期间喷射器10被迫向下到喷射器凹槽30中。喷射器10向下的位移径向向外驱动环形隔离体40，紧密地夹持环形隔离体40在锥形安装表面44和锥形下壁34之间，具体说在上部接触部分40c和下部接触部分40d之间的间隔。实际上，喷射器10与汽缸盖26紧密堆叠。这种紧密的堆叠对于喷射器10的另一轴向运动提供非常大的阻力量，保护尖端密封22不受损坏。图7-11示出本隔离体的另一个实施例，其中，如图9所示，锥形的上部环部分60a和60b与从该锥形环的下部延伸的环形板64连接，其中环形板64和锥形环是一件。增加隔离体60的刚度的环形板64可以用来调节隔离体60的运行以满足具体发动机的需要。图8、10和11还示出与汽缸盖26的母体金属为一件的锥形的下壁50。优选用诸如钢的高强度材料制造的盖套/盖衬里52用于保护汽缸盖26免受隔离体60的磨损影响。不是打算作为弹性元件的盖套52只是仿效锥形下壁50的外形。鉴于本实用新型，本领域的技术人员将会明白，根据选择用于汽缸盖26的合金，可以不需要盖套52。还将会明白，这里公开的任何一个隔离体可以与一体的、一件式锥形下壁50 —起使用。正如图5 —样，图10示出在较低负荷运行期间的本系统，其中上部接触部分60c的表面和下部接触部分60d的表面分别与盖套52和喷射器安装表面44接触。隔离体60的弹性的、弹力弯曲提供喷射器10的弹簧悬挂。图11示出当被锥形下壁50支撑时夹持在喷射器10的表面44和盖套52之间的隔离体60。如前面一样，在上部接触部分60c和下部接触部分60d之间延伸的锥形环60的部分通过喷射器10径向向外位移并且紧密地夹持在锥形安装表面44和喷射器凹槽30的锥形下壁50之间。图12和13示出当被锥形下壁50支撑时安装在喷射器10的表面44和盖套52之间的反转的锥度隔离体100。隔离体100被说成具有反转的锥度，因为其锥形结构向下开口。所述的另一种方式，隔离体100具有锥型夹角，该锥型夹角小于对应于喷射器10/14的所述锥形安装表面44和喷射器凹槽的锥形下壁34的锥度的锥型夹角。对应于表面44和下壁34的第一和第二锥角优选大致相等。如前面一样，在上部接触部分IOOa和下部接触部分IOObd之间延伸的锥形环100的部分通过喷射器10径向向外位移并且紧密地夹持在锥形安装表面44和喷射器凹槽30的锥形下壁50之间，但是仅在较高的负荷运行期间；在空转和其他较低的负荷运行下，隔根据相关法定标准描述了前面的系统，因此该描述本质上是示例性的而不是限制性的。对于公开的实施例的变化和修改对于本领域的技术人员而言是很显然的并且属于本实用新型的范围内。因此，合法的保护范围仅通过研究所附权利要求确定。
权利要求1.一种用于内燃发动机的燃料喷射系统，其特征在于，包括 气缸盖； 延伸通过该气缸盖到燃烧室的喷射器凹槽，其中所述凹槽具有锥形下壁； 安装在所述喷射器凹槽内，并且延伸到所述燃烧室的燃料喷射器，其中所述喷射器具有锥形安装表面，用于接合所述喷射器凹槽的所述锥形下壁； 安装在所述喷射器的所述锥形安装表面和所述喷射器凹槽的所述下壁之间的隔离体，其中所述隔离体包括具有外表面和内表面的锥形环。
2.根据权利要求I所述的燃料喷射系统，其特征在于，其中所述隔离体包括具有锥形夹角的锥形环，该锥形夹角大于对应于所述喷射器的所述锥形安装表面和所述喷射器凹槽的所述锥形下壁的锥度的锥形夹角。
3.根据权利要求2所述的燃料喷射系统，其特征在于，其中所述隔离体还包括从所述锥形环的下部延伸的环形板，其中所述环形板和所述锥形环是一件。
4.根据权利要求I所述的燃料喷射系统，其特征在于，其中在所述喷射器以较高的负荷运行期间，在所述锥形环外表面的上部接触部分和所述锥形环内表面的下部接触部分之间延伸的该锥形环的基本整个部分被紧密地夹持在所述喷射器的所述锥形安装表面和所述喷射器凹槽的所述锥形下壁之间，因而所述喷射器的轴向运动在较高的喷射器负荷下将被限制。
5.根据权利要求I所述的燃料喷射系统，其特征在于，其中所述锥形环具有径向取向的单一弹簧刚度系数。
6.根据权利要求I所述的燃料喷射系统，其特征在于，其中所述喷射器凹槽的锥形下壁包含在插入所述气缸盖的底环内。
7.根据权利要求I所述的燃料喷射系统，其特征在于，其中所述喷射器凹槽的所述锥形下壁与所述气缸盖的母体金属结合为一体。
8.根据权利要求I所述的燃料喷射系统，其特征在于，其中在所述喷射器以空转运行期间所述隔离体被弹性地弯曲加载，并且在较高喷射负荷下紧密地夹持在所述喷射器的所述锥形安装表面和所述喷射器凹槽的所述锥形下壁之间。
9.根据权利要求I所述的燃料喷射系统，其特征在于，其中在所述喷射器以空转运行期间所述隔离体对径向负荷弹性地反作用，并且在较高的喷射负荷下紧密地堆叠在所述喷射器的所述锥形安装表面和所述喷射器凹槽的所述锥形下壁之间，其中所述隔离体包括钢结构。
10.根据权利要求I所述的燃料喷射系统，其特征在于，还包括设置在所述隔离体和所述喷射器凹槽的所述锥形下壁之间的盖套。
专利摘要本实用新型公开一种用于内燃发动机的燃料喷射系统，其包括形成在汽缸盖内的燃料喷射器凹槽，用于容纳将燃料喷射到由汽缸盖和活塞头部形成的燃烧室中的喷射器。该喷射器与锥形隔离体一起安装，该隔离体在发动机和喷射系统的较低的功率运行期间以较低的弹性刚度系数加载，在较高功率运行期间，该锥形隔离体被紧密地堆叠在该喷射器的锥形部分和汽缸盖的对应的锥形部分之间。该隔离体控制不想要的喷射器滴答噪音，同时在较高的负荷运行期间通过防止喷射器的过分的轴向位移保护喷射器的尖端密封件的整体性。
文档编号F02M61/16GK202545083SQ20112051378
公开日2012年11月21日 申请日期2011年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者G·小德鲁斯, J·奇恩, P·布鲁斯特姆, P·曾, S·勒特, S·安顿诺, V·P·索尔费里诺 申请人:福特环球技术公司