用于燃料管的保护结构的制作方法

本发明涉及一种用于沿着内燃发动机的主体的进气侧延伸的燃料管的保护结构。

背景技术：

在车辆发动机中，出于保护向燃料喷射器供给燃料的燃料管以免受发生正面车辆碰撞时的载荷的影响的目的，已知利用保护构件来覆盖燃料管的远离气缸体的那一侧。例如，参见jp2014-95323a。

然而，在上述专利文献中公开的用于保护燃料管的保护构件由向上延伸的悬臂组成，使得保护构件需要具有相当大的厚度以便承受发生车辆碰撞时的载荷。当用于检测车辆前方的物体的装置(诸如雷达)被装设在发动机室的前部中时，该问题是特别严重的，这是因为发生碰撞时的载荷可能会经由通常容纳在机械刚性外壳中的装置而被传递到保护构件。

技术实现要素：

本发明是鉴于现有技术中的上述问题而作出的，并且主要目的是提供一种能最小化在发生车辆碰撞时传递到燃料管的载荷的用于燃料管的保护结构。

为了实现这样的目的，本发明提供了一种用于燃料管的保护结构，所述用于燃料管的保护结构包括：发动机主体9，所述发动机主体具有在其进气侧6a敞开的面向前的多个进气口；进气歧管20，所述进气歧管经由紧固构件26、27a附接至所述进气侧并且以弓形的方式向上延伸；燃料管45，所述燃料管在所述进气歧管的下方沿着所述进气侧延伸并且连接到装配于所述发动机主体中的多个喷射器42；以及保护构件61，所述保护构件具有至少一个腿64、65；主体63以及抵接突起63g，所述至少一个腿固定到所述进气侧，所述主体从所述至少一个腿以弓形的方式向上延伸，所述主体带有沿着所述燃料管的前侧面向前的凸面并且在其上部向后弯曲，所述抵接突起从所述主体的上端延伸并向上且向后突出；其中，所述紧固构件包括定位在所述抵接突起的自由端的后方的接合特征部36。

当由正面碰撞造成的冲击载荷被施加到所述保护构件并使所述保护构件向后弯曲时，所述抵接突起被推动而抵靠所述接合特征部。所述保护构件因此被所述紧固构件的所述接合特征部和所述至少一个腿这两者支撑，使得所述保护构件的所述主体的向后移位被最小化，并且因此有利地保护了所述燃料管免受碰撞的冲击。因为所述接合特征部被设置在所述紧固构件的从所述发动机主体的所述进气侧突出的部分上，所以与所述接合特征部被直接设置在所述进气侧上的情况相比，所述保护构件的在所述保护构件的冲击点(前端)到所述抵接突起的所述自由端之间延伸的部分的长度减少，并且所述保护构件的对应部分的刚度增加。另外，不需要在所述进气侧中形成所述接合特征部，这有助于降低制造成本。

优选地，从所述紧固构件的轴向方向观察时，所述保护构件的所述主体与所述紧固构件不重叠。

由此，所述紧固构件和所述进气歧管的组装和拆卸不会受到所述保护构件的阻碍。

根据本发明的优选实施方式，所述接合特征部包括由上倾斜表面和下倾斜表面限定的凹部，所述上倾斜表面和下倾斜表面与所述抵接突起的所述自由端对置，使得当所述保护构件在碰撞的冲击下变形时，所述抵接突起的所述自由端在所述上倾斜表面上滑动并且受到所述下倾斜表面的约束。

由此，当所述保护构件在车辆碰撞的冲击下弯曲时，所述抵接突起的所述自由端被所述凹部牢固地接合，使得所述保护构件能够承受冲击而不经历任何过度变形，并且有利地保护所述燃料管。

所述凹部可包括具有v形横截面的环形凹槽，使得可通过使用能经济地创建的特征部而牢固地约束所述抵接突起的所述自由端。当需要转动所述紧固构件使之被紧固时，使用所述环形凹槽作为所述接合特征部是特别有利的，这是因为所述接合特征部能执行其功能而不用考虑所述紧固构件的角位置。

优选地，所述紧固构件的所述接合特征部和所述抵接突起的所述自由端彼此侧向地对准，使得对所述保护构件的冲击可受到所述紧固构件的所述接合特征部的最有效支撑。

特别地，当用于检测车辆前方的物体的传感器被定位在所述保护构件的前方时，高度集中的冲击可被施加到所述燃料管。在这样的情况下，上述保护构件在发生正面碰撞时防止损坏所述燃料管方面是高度有效的。

优选地，所述紧固构件的所述接合特征部和所述抵接突起的所述自由端被构造成当所述保护构件在碰撞的冲击下变形时以互补的方式彼此抵接。

由此，冲击力可被均匀地分布在所述紧固构件上，使得甚至在相对严重的碰撞冲击下都能防止所述保护构件免受过度变形。

通常，所述紧固构件包括双头螺栓和螺母，所述双头螺栓从所述发动机主体的所述进气侧突出，并且所述螺母螺纹连接到所述双头螺栓上，所述接合特征部形成在所述螺母中。

根据该布置，所述接合特征部能方便地形成在所述螺母中，与其余螺母相比尺寸可能增加，使得具有所述接合特征部的所述螺母可更好地承受碰撞冲击。替代地，所述紧固构件可由穿过所述进气歧管(诸如其凸缘)的一部分并螺纹连接到形成在所述发动机主体的紧固表面(诸如气缸盖)中的螺纹孔的螺栓组成。在这样的情况下，螺栓头可被扩大，使得接合特征部可形成在螺栓头中。

根据本发明的优选实施方式，所述螺母包括柱形构件和工具接合特征部，所述柱形构件居中地形成有螺纹孔并限定抵接表面，所述抵接表面被构造成以所述柱形构件的轴向端抵接所述发动机主体的所述进气侧，所述工具接合特征部被设置在所述柱形构件的远离所述抵接表面的相对轴向端中。

由此，能便于所述紧固构件的制造。

根据本发明的优选实施方式，所述螺母的所述抵接表面包括环形表面，所述环形表面与用于紧固所述进气歧管的其余部分的另一螺母的接触表面具有相同的构造，并且所述工具接合特征部与其它螺母的工具接合特征部相同。

由此，具有所述接合特征部的所述螺母能提供与其余螺母相同的紧固力，使得通常能经由其凸缘来完成所述进气歧管的均匀紧固，并且所有螺母都可使用(具有相同的紧固扭矩)相同的工具，使得组装过程被简化。

根据本发明的优选实施方式，所述保护构件至少部分地被聚合物材料62覆盖。所述聚合物材料用作隔音器以消除从发动机的燃料管及其它部分发出的噪声，并且可在发生碰撞时额外地为所述燃料管提供缓冲作用。

根据本发明的优选实施方式，所述保护构件设置有悬垂部67、68，所述悬垂部从所述保护构件的所述主体的边缘悬垂并且具有以与所述发动机主体的所述进气侧间隔开的关系定位的自由端。所述悬垂部通常与所述发动机主体间隔开，但在发生碰撞时，所述保护构件的略微变形会造成所述悬垂部抵接所述发动机主体的对置侧壁，使得由所述悬垂部提供的支撑来加强所述保护构件。

根据本发明的优选实施方式，所述保护构件的所述主体设置有从所述主体的其余部分弯曲的部分63d，以比所述主体的所述其余部分从所述进气侧延伸更远的距离。所述保护构件的所述主体的从所述进气侧延伸较大的距离的所述部分可用于容纳部件，诸如用于检测燃料压力的燃料压力传感器。

附图说明

图1是车体的前部的简化截面侧视图；

图2是发动机的上部的正视图；

图3是沿着图2的线iii-iii截取的截面图；

图4是沿着图2的线iv-iv截取的截面图；

图5是沿着图2的线v-v截取的截面图；

图6是沿着图2的线vi-vi截取的截面图；

图7a是盖构件的正视立体图；

图7b是保护构件的正视立体图；

图8a是盖构件的后视立体图；

图8b是保护构件的后视立体图；以及

图9是示出保护构件的操作模式的图。

具体实施方式

在下文参考附图描述本发明的优选实施方式。

参照图1，发动机1被安装在限定在车体2的前部中的发动机室3中。发动机1由具有直接燃料喷射的直列四缸汽油发动机组成，并且以向后倾斜的方式横向安装。发动机1还可以是柴油发动机。

发动机1包括主体9，主体9的组成如下：气缸体5；气缸盖6，其附接至气缸体5的上端；顶盖7，其附接至气缸盖6的上端；以及油底壳8，其附接至气缸体5的下端。气缸体5在内部限定四个气缸11并且与气缸盖6共同限定对应的四个燃烧室12。与相应燃烧室12连通的四个进气口13在气缸盖6的前侧或进气侧6a敞开，并且四个排气口14在气缸盖6的后侧或排气侧敞开。

如图1至图6中示出的，平面紧固表面17(面向前且面向上)围绕进气口13限定。进气歧管20被紧固到紧固表面17。进气歧管20从其上游端起按顺序包括公共管21、进气室22和从进气室22分支出的分支管23。分支管23的下游端布置成排，并且共同设置有进气歧管凸缘24，进气歧管20通过该进气歧管凸缘24附接至紧固表面17。

每个分支管23均从进气歧管凸缘24向前且向上延伸，并且向上且向后弯曲。进气室22在气缸列的方向上是细长的，并且被定位在顶盖7上方。分支管23被连接到进气室22的前侧，并且公共管21在两个中间分支管23之间也被连接到进气室22的前侧。公共管21从进气室22向前且向下延伸，并且在限定于分支管23与气缸体5的对置侧之间的间隙中沿气缸列的方向弯曲。以本身已知的方式经由节流阀和空气清洁器(图中未示出)将公共管21的上游端连接到空气入口。

如图2、图3和图6中示出的，多个双头螺栓26从紧固表面17突出，并且穿过形成在进气歧管凸缘24中的对应螺栓孔。金属套圈被装配在每个螺栓孔中。螺母27被螺纹连接到每个双头螺栓26上以将进气歧管凸缘24固定到紧固表面17。双头螺栓26被定位在进气歧管凸缘24的两个纵向端部处，并且位于毗邻的分支管23之间。分支管23在图2中从左向右被命名为第一分支管至第四分支管。第一分支管和第二分支管23之间以及第三分支管和第四分支管23之间的双头螺栓26位于居中地穿过分支管23的下游端的线的下方，并且位于歧管凸缘24的两个纵向端部处以及第二分支管和第三分支管23之间的双头螺栓26位于居中地穿过分支管23的下游端的线的上方。

螺纹连接到位于第三分支管和第四分支管23之间的双头螺栓26上的螺母27a设置有特殊构造，而其余螺母27可由正常构造的相同螺母组成。特殊构造的螺母27a由具有螺纹孔32和能由用于紧固螺母27a的工具接合的工具接合特征部33(诸如六边形部分)的柱形构件组成。工具接合特征部33可与其它螺母27的特征部类似，但也可与其它螺母27的特征部不同。工具接合特征部33位于螺母27a的远离紧固表面17的轴向端处。螺纹孔32在示出的实施方式中形成为从螺母27a的与紧固表面17毗邻的轴向端延伸的盲孔，但也可由通孔组成。

如图3和图9中示出的，螺母27a的与进气歧管凸缘24毗邻的轴向端表面设置有抵接进气歧管凸缘24的环形支撑表面34，并且该环形支撑表面34与其它螺母27的支撑表面共形，使得螺母27和27a都可提供相同的接触表面和相同的紧固力。螺母27a的主要部分31是大致柱形的，并且其外径大致大于环形支撑表面34的外径。

具有三角形横截面的环形v形接合凹槽36围绕螺母27a的主要部分31的外周形成。换句话说，由与进气歧管凸缘24相邻的下倾斜表面(接合表面)36a和远离进气歧管凸缘24的上倾斜表面(引导表面)36b组成的一对倾斜表面来限定接合凹槽36。优选地但不排他地，与引导表面36b相比，接合表面36a相对于与螺母27a的轴线垂直的平面限的角度较小。两个倾斜表面相对于与螺母27a的轴线垂直且穿过接合凹槽36的底部的平面在两个不同方向上倾斜。在示出的实施方式中，螺母27a由加工成规定形状的单件部件组成，但也可由焊接、装配或以其它方式组装在一起的多个件组成。

如图4中示出的，气缸盖6设置有四个喷射器孔41，喷射器孔41从气缸盖6的进气侧6a的位于紧固表面17正下方的部分延伸到相应燃烧室12中。喷射器孔41平行于彼此，并且沿着气缸列的方向布置。每个喷射器孔41的燃烧室侧的直径以逐步的方式减小，由此限定环形肩部表面。

燃料喷射器42被装配到每个喷射器孔41中。每个喷射器42均设置有柱形壳体42a，并且在内部整合有燃料通道、用于选择性地打开燃料通道的阀以及用于阀的致动器(图中未示出)。壳体42a的前端部分的直径以同轴的关系减小，由此限定环形肩部表面，并且喷射器42的基端的下侧部分设置有用于将致动器电连接到控制单元和电源的连接器。

每个喷射器42均被插入到对应的喷射器孔41中，直到喷射器42和喷射器孔41的肩部表面彼此抵接，并且末端密封件被插置在喷射器42的前端的外周与喷射器孔41的内周之间以实现所需的密封。

如图2至图6中示出的，燃料管45(输送管)沿着气缸盖6的前侧(进气侧6)延伸。燃料管45包括：主管46，其在喷射器42的基端略下方沿着气缸列的方向延伸；以及四个分支管47，其从主管46分支到相应的燃料喷射器42。

主管46在一端经由管道连接到燃料泵(图中未示出)，并且在另一端闭合。

燃料管45的每个分支管47均从主管46延伸。每个喷射器41的在内部连接到其燃料通道的管状燃料入口(图中未示出)经由o形环(图中未示出)被装配到对应分支管47的内孔的下游端中。

如图4中示出的，燃料管45设置有凸缘48，通过使用螺钉经由该凸缘48将燃料管45固定到紧固表面17，并且凸缘48的配合表面垂直于分支管47的下游端。

因此，当凸缘48被紧固到紧固表面17时，喷射器42通过被夹在气缸盖6与分支管47之间而固定就位。

如图2和图6中示出的，主管46的闭合端设置有向前突出的燃料压力传感器51。

如图1至图6中示出的，覆盖燃料管45的盖构件60附接至气缸盖6的进气侧6a。盖构件60包括：保护构件61，其由冲压形成的金属片制成；以及隔音器62，其由聚合物材料(诸如聚氨酯泡沫)制成并且例如通过插入模制来覆盖保护构件61的至少一部分。

保护构件61包括：主体63，其以间隔开的关系沿着主管46的远离气缸盖6的那一侧延伸；以及一对腿64和65，其相对于彼此以间隔开的关系从主体63的下边缘延伸并且固定地固定到气缸盖6的进气侧6a。腿64和65通过使主体63的部分弯曲而形成。

图7a和图8a示出了包括保护构件61和隔音器62的盖构件60。图7b和图8b仅示出了保护构件61，略去了隔音器62。如图7b和图8b中示出的，保护构件61的主体63包括：左端部分63a和中央部分63b，其沿着主管46的纵向方向以与紧固表面17大致平行的关系延伸；倾斜部分63c，其从中央部分63b的右端沿着主管46的纵向方向倾斜地延伸，以朝向其右端部分63d逐渐远离主管46；右端部分63d，其以与其左端部分63a和中央部分63b大致平行的关系沿着主管46的纵向方向延伸。右端部分63d与气缸盖6的进气侧6a更远地间隔开，使得燃料压力传感器51可容纳在右端部分63d与主管46之间。保护构件61主要由具有面向主管46或气缸盖6的开口端的通道构件组成。左端部分63a、中央部分63b和倾斜部分63c居中地设置有压条(bead)63e以沿着主管46的纵向方向进行加强。

如图3至图7b中示出的，左腿64包括：主要部分64a，其相对于保护构件61以间隔开的关系从保护构件61的左端部分63a的下边缘沿着主管46的下侧延伸；以及紧固部分64b，其从主要部分64a弯曲以平坦地抵接在气缸盖6的进气侧6a上。由此，左腿64的主要部分64a具有基本竖直面对的主平面。右腿65包括：主要部分65a，其相对于保护构件61以间隔开的关系从保护构件61的右端部分63d的下边缘沿着主管46的下侧延伸；紧固部分65b，其从主要部分65a弯曲以平坦地抵接在气缸盖6的进气侧6a上；以及加强凸缘65c，其在每种情况下从主要部分65a和紧固部分65b的左边缘弯曲约90度的角度。由此，右腿65的主要部分65a具有基本竖直面对的主平面。右腿65的主要部分65a比左腿64的主要部分64a长。左腿64的主要部分64a和右腿65的主要部分65a设置有沿着其长度的相应的加强压条64c和65d。

保护构件61的上边缘63f位于主管46上方。如图5和图8b中示出的，第一悬垂部67在主管46上方从保护构件61的中央部分63b的上边缘63f延伸，并且具有以规定的距离与进气侧6a的紧固表面17对置的自由端。如图5和图7b中示出的，第二悬垂部68在主管46的下方从保护构件61的中央部分63b的下边缘延伸，并且具有以规定的距离与气缸盖6的进气侧6a对置的自由端。

突起63g从保护构件61的左端部分63a的上边缘63f的对应于左腿64的部分延伸(左腿在侧向位置中从左端部分63a的下边缘延伸)，并且与螺母27a竖直地对准。突起63g的自由端形成为具有半圆形轮廓的凹形边缘69。凹形边缘69的曲率半径优选地等于或大于螺母27a的位于凹槽36的底部处的半径。

突起63g的自由端朝向螺母27a延伸，相对于与螺母27a的轴线垂直的平面向下倾斜且相对于水平平面向上倾斜，并且与接合凹槽36对置。两个腿64和65从气缸盖6的进气侧6a水平地延伸，或者相对于水平平面略微向上倾斜。

第一突片71从保护构件61的右端部分63d的上边缘63f延伸，并且向上弯曲。第二突片72从右端部分63d的右边缘突出。第一突片71和第二突片72在其相应自由端部分中设置有开口以接合保持线束的夹。

除了腿64的紧固部分64b和腿65的紧固部分65b以及第一突片71和第二突片72之外，隔音器62基本上包裹整个保护构件61。隔音器62限定接收凹槽62a，接收凹槽62a朝向气缸盖6的进气侧6a敞开并且紧密地或者以间隔开的关系将燃料管45的主管46和燃料压力传感器51接收在其中。

保护构件61和螺母27a共同地形成用于燃料管45的保护结构75，以保护燃料管45a免受车辆的正面碰撞的冲击。

如图1中示出的，发动机室3被前隔板86、一对前挡泥板(图中未示出)、前围板83和发动机罩84限定在车体2的前部中，前围板83将发动机室3的后端与乘客隔室分离，发动机罩84构成车体2的前部的上表面。前隔板86包括上横构件86a、下横构件86b以及在上横构件86a和下横构件86b的相应侧端之间延伸的一对侧构件(图中未示出)。侧构件连接到车体2的相应前侧框架(图中未示出)(沿前后方向延伸)。前围板83的侧向端也连接到侧构件。前格栅81和前保险杠面82被设置在前隔板86的前方。

前隔板86在内部支撑包括散热器芯87a和风扇87b的散热器单元87。隔板上横构件86a的前侧支撑用于检测前方的物体的传感器88，诸如毫米波雷达、超声波雷达和红外雷达。

发动机1被定位在前隔板86与前围板83之间。燃料管45、盖构件60(保护构件61)、传感器88和隔板上横构件86a被定位在基本相同的高度处。

下文将参考图9描述用于燃料管45的保护结构75在发生正面碰撞时的操作模式。在发生正面碰撞时，传感器88和上横构件86a向后移位，并且向后推动保护构件61。因为紧固部分64b和65b被固定到气缸盖6，所以保护构件61向上弯曲，使得突起63g的自由端围绕紧固部分64b和65b向上旋转。结果，突起63g的凹形边缘69抵接上倾斜表面36b，并且顺着上倾斜表面36b滑动，直到突起63g的凹形边缘69到达接合凹槽36的底部。结果，通过下倾斜表面36a防止了保护构件61的任何进一步变形，并且通过保护构件61防止了燃料管45受到冲击载荷的影响。此时，隔音器62被插置在燃料管45与保护构件61之间，使得可经由保护构件61作用在燃料管45上的载何能被均匀地分布在燃料管45的表面上。

凹槽36被设置在螺纹连接到双头螺栓26上的扩大螺母27a中，因此位于与气缸盖6的进气侧6a相距一定距离的位置处。由此，与接合特征部被直接设置在进气侧6a上的情况相比，保护构件61的在保护构件61的冲击点(前端)到抵接突起63g的自由端之间延伸的部分的长度减少，使得保护构件61的该部分的刚度增加。

因为保护构件61和进气歧管20的进气歧管凸缘24在螺母27a的轴向方向上观察时并不彼此重叠，所以保护构件61的存在不会阻挡螺母27a和进气歧管20的组装和拆卸。

因为左腿64和突起63g彼此侧向地对准，所以防止了冲击载荷在保护构件61上造成扭转载荷，使得能确保保护构件61的保护作用。

因为突起63g的自由端设置有与凹槽36(更确切地说，螺母27a的位于凹槽36的底部处的部分)互补的凹形构造(凹形边缘69)，所以突起63g能在发生冲击时与螺母27a正确地对准，而不会失败。此外，突起63g的自由端边缘与螺母27a的接合凹槽36之间的接触面积能补最大化。

因为接合特征部被设置在能可拆卸地附接至发动机主体9的构件(诸如螺母)中，而不是形成在发动机本身上，所以能降低制造成本，并且能毫无困难地执行接合特征部的设计的任何修改。

特别地，当紧固构件由75用于将进气歧管凸缘固定到发动机主体的紧固表面的双头螺栓的螺母组成并被构造成由与其余螺母相同的工具紧固时，能提高组装过程的效率。如果具有接合特征部的螺母与其余螺母具有相同的接触表面，则所有螺母都能用相同的紧固扭矩进行紧固，使得能提高组装过程的效率。

虽然已就其优选实施方式描述了本发明，但是对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种改变和修改。