专利名称：燃料喷射器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于内燃机的燃料喷射器，具体地涉及外径为14_及以上的机械式燃料喷射器，例如用于单体泵喷射系统的燃料喷射器。
背景技术：
随着人们对空气污染的问题越来越关注，对燃料排放的规定也相应越来越严格，燃料喷射系统的喷射压力也比以前提高了很多，以满足日益严格的排放要求。当前常用的高压燃料喷射泵例如有UPS, EUPS和ECIP，这些泵的泵压力侧的最大压力为1600bar。这些泵已经被用在一些发动机中。1600bar的泵侧压力可能使得燃料喷射器侧的压力高达1800bar，这超过了一些喷射器例如直径为14mm及以上(如17mm)的喷射器的许用压力。·增大喷射器的外径，例如使17mm增大到21mm，可以提高喷射器的可能的许用压力，但通常用户希望使用同一个气缸头部，在不改变气缸头部设计的前提下将压力提高到1800bar或更高。但是，直径17mm的喷射器，与直径21mm或更大直径系列的喷射器相比，壁更薄，这意味着更难以提高其许用压力。目前存在一些提高直径为14mm及以上(如17mm)系列喷射器许用压力的措施，例如，优化过滤器孔的形状等，但这只能将其许用压力提高到1500bar。所以，需要提供一种能够将喷射器的许用压力提高到ISOObar及以上的喷射器。
实用新型内容本实用新型的目的是在不增加喷射器直径的情况下使直径为14_及以上的喷射器能够承受1800bar及以上的许用压力。为此，本实用新型提供了一种内燃机的燃料喷射器，包括喷射器本体，在其内部形成有容纳弹簧的弹簧容置孔，所述喷射器本体具有第一纵向轴线，所述弹簧容置孔具有第二纵向轴线；与喷射器本体相连的喷嘴主体，在其内部容纳有针阀，所述喷嘴主体具有第三纵向轴线；形成于所述喷射器本体内的高压油管道；所述第二纵向轴线相对于所述第一纵向轴线朝向背离所述高压油管道的那一侧偏置，并且在与喷嘴主体接触的针阀上至少部分带有抗磨损涂层。根据一个优选实施例，在与喷嘴主体接触的针阀的两端都带有抗磨损涂层。根据一个优选实施例，在喷射器本体和喷嘴主体之间设有间隔件，所述喷射器本体的与所述间隔件接触的表面上形成有用于收集泄露燃料的通向所述弹簧容置孔的排放槽。根据一个优选实施例，在垂直于所述第一纵向轴线的平面中，所述排放槽具有近似十字形横截面。根据一个优选实施例，所述第一纵向轴线与所述第三纵向轴线大体共线。[0014]根据一个优选实施例，所述燃料喷射器具有一个或多个喷口。根据一个优选实施例，所述燃料喷射器是用于非共轨系统的燃料喷射器。根据一个优选实施例，所述燃料喷射器是外径为14_及以上的机械式燃料喷射器。根据一个优选实施例，所述高压油管道包括形成于喷射器本体中的与燃料泵连通的直线段、形成于喷嘴本体中的与针阀连通的斜线段。根据一个优选实施例，所述燃料喷射器还包括在所述喷射器本体中设在高压油管道上游的过滤器。根据本实用新型的喷射器，具体的直径为14mm及以上(如17mm)的喷射器，通过采用偏心弹簧结构，喷射器高压侧的壁厚增大，使得喷射器能够承受ISOObar或更高的压力，满足了要求。通过在密封表面上采用近似十字密封槽结构，使得承受高压的燃料泄漏后在到达配合表面的边缘之前被引导进入密封槽结构，实现了在不增加安装力矩的前提下将泄露量降低到可接受的范围内的目的。根据本实用新型的喷射器，通过在与喷嘴本体相接触的针阀的端部上应用涂层，降低了喷嘴本体与针阀之间的接触表面的摩擦系数，因而减少了机械磨损，延长喷射器的使用寿命。
根据本实用新型的燃料喷射器的上述和其它优点将在参考附图给出的示例性实施例中得到更好的理解，其中图I是根据本实用新型的燃料喷射器的纵向剖视图；图2是图I中虚线圆部分X的放大图；图3是喷射器本体的图I中A-A处的放大图，图3A、图3B分别是图3中Y、Z部分的放大图；图4为沿图I中A-A处的剖面图；图5示出了喷嘴部分的纵向剖面图；以及图6是图5的针阀部分的视图。
具体实施方式
下面参考附图描述根据本实用新型的优选实施例。应注意，附图仅仅用来示意本实用新型的原理，所以可能没有按比例绘制。根据本实用新型的燃料喷射器可以是在非共轨系统中使用的喷射器。根据本实用新型的优选实施例的燃料喷射器100如图I所示，图2是图I中虚线圆部分的放大图。燃料喷射器100包括两个主要部分喷射器本体2以及由喷射器本体2保持着的喷嘴本体18。通常，喷嘴本体18借助于连接件例如保持螺母14牢固地连接在喷射器本体2上，并且喷嘴本体18和喷射器本体2之间间隔有间隔件16。喷嘴本体18内形成有容置高压燃料的压力腔9，并且容纳着针阀20。[0034]与传统的燃料喷射器相同，根据本实用新型的燃料喷射器100被安装于气缸头部，喷射器本体2具有带螺纹的端部11，用于与供给燃料的泵相连接。在此带螺纹的端部11上设有燃料入口孔I，所述燃料入口孔I被喷射器本体2的纵向轴线Xl穿过，并且与喷射器本体2的纵向轴线Xl成一角度地延伸到喷射器本体2内。在燃料入口孔I延伸到喷射器本体2内的空间内设置有过滤器3。过滤器3使得燃料中的大颗粒被阻挡，不能流经喷射器而被喷射到内燃机的燃烧室内。在喷射器本体2内设置有大体沿着喷射器本体2的纵向方向延伸的高压油通道大体直线段4，所述高压油通道大体直线段4被从喷射器本体2的纵向轴线偏向一侧设置，从而设有所述大体直线段4的一侧被称为高压侧，相反的一侧被称为低压侧。高压油通道大体直线段4穿过形成于喷嘴本体18和喷射器本体2之间的间隔件16中的通孔40延伸。形成于喷嘴本体18中的高压油通道倾斜段8通过通孔40与高压油通道大体直线段4连通，并且与喷嘴本体18的压力腔9直接连通。因此，泵供给的燃料经过过滤器3的过滤，经过高压油通道大体直线段4、通孔40、高压油通道倾斜段8进入喷嘴本体18的压力腔9。喷嘴本体18具有纵向轴线X2，在根据本实用新型的喷射器100中，喷嘴本体18的纵向轴线X2和喷射器本体2的纵向轴线Xl大体共线。喷嘴本体18具有喷口 10，喷口 10可以是多个。在喷射器本体2内形成有一端封闭的弹簧容置孔15，弹簧容置孔15的另一端面对着间隔件16开放。在喷射器本体2内，在弹簧容置孔15的封闭端延伸出大体沿着喷射器本体2的纵向轴线Xl延伸的狭窄通道13，以及使通道13与外面连通的孔12。弹簧6被容置于弹簧容置孔15内，一端抵靠在放置于弹簧容置孔15的封闭端的垫片5上，另一端通过弹簧座7抵靠在间隔件16上。弹簧座7包括延伸到弹簧6内的圆柱形部30、与圆柱形部30连接的盘形部32以及位于盘形部32的与圆柱形部30相反一侧的曲线部分33。弹簧6在圆柱形部30 —侧抵靠在弹簧座7的盘形部32上，而弹簧座7的曲线部分33穿过形成在间隔件16中的相应剖面的通孔而作用在针阀20上。当泵供给的燃料进入喷嘴本体18的压力腔9后，随着压力腔9内的燃料压力的升高，针阀20被抵抗着弹簧6的预压缩力而升高，从而针阀20开启，高压燃料通过喷口 10以非常高的动能喷射到燃烧室内。随后，压力腔9内的燃料压力降低。针阀20在弹簧6的压力作用下向下移动，针阀20关闭从而喷射停止。如此，完成了喷射器喷射的一个循环。当燃料压力再次升高并且针阀20被再次开启时，下一个喷射循环随即开始。可选地，通过使用不同厚度的调整铜垫可以调整弹簧6的预压缩力。为了使此直径为14mm及以上(如17mm)的喷射器能够承受1800bar或更高的高压侧压力，本领域内的技术人员很容易想到增加喷射器的壁厚，然而，由于喷射器本体2的空间有限，所以根据本实用新型的喷射器采用了偏心设置弹簧容置孔15从而增大高压侧壁厚的方式。如图2中的放大图所示，容置弹簧6的弹簧容置孔15的纵向轴线X3从喷射器本体2的纵向轴线XI，也就是从喷嘴本体18的纵向轴线X2，偏置一距离e。这样，偏置弹簧容置孔15的纵向轴线X3，使得喷射器本体2在高压一侧的壁厚为LI，在低压一侧的壁厚为L2，如图I中所示，壁厚LI大于壁厚L2。与弹簧容置孔15的纵向轴线X3和喷射器本体2的纵向轴线Xl以及因此与喷嘴本体18的纵向轴线X2共线的喷射器相比，如此构造的喷射器100因为高压侧壁厚增大而能够承受更高的压力。采用使弹簧容置孔15的纵向轴线X3从喷射器本体2的纵向轴线Xl偏置的方式，达到了增加喷射器高压侧壁厚的效果，使得直径为14_及以上(如17_)的喷射器能够承受ISOObar或更高的压力。同时，喷射器仍能与相同尺寸的气缸头部相匹配。本领域的技术人员很容易想到，随着喷射器内燃料压力的升高，例如高达1800bar或更高，燃料泄漏成为不容忽视的问题。所以，对喷射器100内相配合构件的配合表面之间的密封要求也相应提高，例如喷嘴本体18与间隔件16的配合表面之间，或者间隔件16与 喷射器本体2的配合表面之间的密封。通常地，通过保持螺母14的安装力矩可以满足这些配合表面之间的密封。然而，喷射器100承受的燃料压力升高了，而保持螺母14的安装力矩不能无限制地增大，安装力矩太大会破坏喷嘴本体。为了将这些配合表面之间的泄漏限制于可接受的范围内，根据本实用新型的喷射器100采用具有近似十字横截面的排放槽的密封表面结构，具体参考图3-4。图3中示出了 A-A处的放大图，图3A和图3B是图3中Y和Z部分的放大图，图4是沿着A-A的剖面图，很清楚地示出了在喷射器本体2的密封表面上形成的近似十字横截面的排放槽22，排放槽22与弹簧容置孔15流体连通。另外，图4中的参考标记23表示喷射器本体2安装时的定位孔。高压油通道大体直线段4在喷射器本体2和间隔件16之间的表面上泄露的燃料在到达喷射器本体2的边缘之前被引导进入形成于喷射器本体2上的排放槽21内。同样，喷嘴本体18与间隔件16的配合表面之间泄露的燃料在到达边缘泄露到喷射器100外面之前被引导进入排放槽22，然后进入低压循环。通过上述密封表面上的排放槽的设计，使得泄露的燃料在到达喷射器主体2的边缘之前被收集在排放槽中，在不增加保持螺母14的安装力矩的情况下达到了限制燃料的泄露量目的。进一步地，采用根据本实用新型的喷射器100的偏心弹簧容置孔15结构，由于在弹簧座7的一侧作用的弹簧6的轴线X3与在弹簧座7的另一侧作用的针阀20的轴线X2不共线，所以可能会在针阀20和喷嘴本体18之间产生侧向力。这增加了喷嘴本体18与针阀20的端部25之间以及喷嘴本体18与针阀20的端部26之间的机械磨损。根据本实用新型的喷射器100解决了降低上述机械磨损的问题。图5示出了喷嘴部分的纵向剖面图，而图6是图5的针阀20部分的视图。具体地，在针阀20的端部25和端部26上分别带有抗磨损涂层。优选地，涂层为不含金属的碳性材料，例如C2. I。在一个实施例中，所述涂层是类金刚石涂层。涂层可以被涂敷于针阀20的端部25或端部26上，也可同时应用于针阀20的端部25和端部26的外表面上。这样能进一步降低针阀20的机械磨损。在针阀20上形成涂层，在降低机械磨损的同时，还起到提高针阀20的相应表面硬度的作用。涂层可以通过任何适宜的喷涂工艺应用于目标表面上，例如热喷涂工艺等。优选地，涂层的厚度应尽可能均匀，以更好地降低配合表面的摩擦系数而减少机械磨损。通常，涂层的厚度不大于2微米，优选地，涂层的厚度在0. 5-1. 7微米之间。根据本实用新型的喷射器，具体的直径为14mm及以上(如17mm)的喷射器，例如外径为14_及以上的机械式燃料喷射器，通过采用偏心弹簧结构，喷射器高压侧的壁厚增大，使得喷射器能够承受1800bar或更高的压力。另外，通过在密封表面上采用近似十字密封槽结构，使得承受高压的燃料泄漏后在到达配合表面的边缘之前被引导进入密封槽结构，实现了在不增加安装力矩的前提下将泄露量降低到可接受的范围内的目的。最后，根据本实用新型的喷射器，通过在与喷嘴本体18相接触的针阀的端部和端 部上应用涂层，降低了喷嘴本体与针阀之间的接触表面的摩擦系数，因而减少了机械磨损，增长喷射器的使用寿命。上面根据本实用新型的优选实施方式进行了描述，本领域内的技术人员应了解，上述描述仅仅是示例性的，并不意于限制本发明。本实用新型的上述特征不但应用于直径为14_及以上的喷射器，也适用于其它类型的喷射器，例如，具有两个或多个调整弹簧的喷射器，具有多个喷口的喷射器，等等。再例如，用于引导泄露燃料的排放槽的形状不局限于上述的近似十字形光华门，而是排放槽的形状和深度可以根据具体应用改变。在不偏离本实用新型的精神和范围的前提下，可以对上述实施例进行各种修改和变异。
权利要求1.一种内燃机的燃料喷射器，包括 喷射器本体，在其内部形成有容纳弹簧的弹簧容置孔，所述喷射器本体具有第一纵向轴线，所述弹簧容置孔具有第二纵向轴线； 与喷射器本体相连的喷嘴主体，在其内部容纳有针阀，所述喷嘴主体具有第三纵向轴线； 形成于所述喷射器本体内的高压油管道； 其特征在于，所述第二纵向轴线相对于所述第一纵向轴线朝向背离所述高压油管道的那ー侧偏置，并且 在与喷嘴主体接触的针阀上至少部分带有抗磨损涂层。
2.根据权利要求I所述的燃料喷射器，其特征在于，在与喷嘴主体接触的针阀的两端都带有抗磨损涂层。
3.根据权利要求2所述的燃料喷射器，其特征在于，在喷射器本体和喷嘴主体之间设有间隔件，所述喷射器本体的与所述间隔件接触的表面上形成有用于收集泄露燃料的通向所述弹簧容置孔的排放槽。
4.根据权利要求3所述的燃料喷射器，其特征在于，在垂直于所述第一纵向轴线的平面中，所述排放槽具有十字形横截面。
5.根据权利要求4所述的燃料喷射器，其特征在干，所述第一纵向轴线与所述第三纵向轴线大体共线。
6.根据权利要求1-5中任一所述的燃料喷射器,其特征在于,所述燃料喷射器具有一个或多个喷ロ。
7.根据权利要求1-5中任一所述的燃料喷射器，其特征在于，所述燃料喷射器是用于非共轨系统的燃料喷射器。
8.根据权利要求1-5中任一所述的燃料喷射器，其特征在于，所述燃料喷射器是外径大于或等于14_的机械式燃料喷射器。
9.根据权利要求1-5中任一所述的燃料喷射器，其特征在于，所述高压油管道包括形成于喷射器本体中的与燃料泵连通的直线段、形成于喷嘴本体中的与针阀连通的斜线段。
10.根据权利要求1-5中任一所述的燃料喷射器，其特征在于，所述燃料喷射器还包括在所述喷射器本体中设在高压油管道上游的过滤器。
专利摘要本实用新型提出了一种内燃机的燃料喷射器，包括喷射器本体，在其内部形成有容纳弹簧的弹簧容置孔，所述喷射器本体具有第一纵向轴线，所述弹簧容置孔具有第二纵向轴线；与喷射器本体相连的喷嘴主体，在其内部容纳有针阀，所述喷嘴主体具有第三纵向轴线；形成于所述喷射器本体内的高压油管道；所述第二纵向轴线相对于所述第一纵向轴线朝向背离所述高压油管道的那一侧偏置，并且在与喷嘴主体接触的针阀上至少部分带有抗磨损涂层。
文档编号F02M47/00GK202578991SQ201220125840
公开日2012年12月5日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者徐刚, 徐远刚 申请人:博世汽车柴油系统股份有限公司