專利名稱：車用噴油器夾具的制作方法
車用噴油器夾具發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及車用噴油器夾具，特別是本發(fā)明涉及的夾具為汽油發(fā) 動(dòng)機(jī)壓電噴油器的板簧式夾具。
背景技術(shù)：
在本領(lǐng)域內(nèi)已知的，安裝在直噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室上的噴油器需要有 噴油器夾具，以抵消噴射時(shí)的反作用力和燃燒室的爆炸壓力。在將噴油器夾具應(yīng)用于柴油機(jī)的情況下，該噴油器夾具如圖6所 示牢固地支撐噴油器。圖7是常規(guī)的噴油器夾具的工作原理的示意圖，其中將噴油器插 入氣缸蓋的噴油器插孔中，且噴油器夾具按壓該噴油器。噴油器夾具遠(yuǎn)端的底面和相應(yīng)的氣缸蓋的上表面之間形成一個(gè)支 撐點(diǎn)。如果使用螺栓(未示出)在支撐點(diǎn)上將噴油器夾具固定在氣缸 蓋上，根據(jù)杠桿原理，噴油器夾具將推壓噴油器。這時(shí)，噴油器夾具將受到噴油器的反向作用力。由于在燃料噴射過程中和燃燒室中爆炸時(shí)，噴油器夾具受到噴油 器巨大的反作用力，因此固定螺栓的軸向力被設(shè)計(jì)成足夠克服此反作 用力。艮P,氣缸蓋頂部表面支撐點(diǎn)的位置、噴油器夾具的固定螺栓的固 定位置以及由固定螺栓的軸向力產(chǎn)生的噴油器夾具下壓噴油器的力都 確定了。因此，噴油器夾具被設(shè)計(jì)成其強(qiáng)度要足夠克服由噴油器的反作用 力產(chǎn)生的扭曲力和/或彎曲力，在設(shè)計(jì)時(shí)常常將夾具假設(shè)為剛性體。這里，噴油器夾具壓下噴油器的力大約為7000至10000N，并且 夾具的厚度大于10mm。由于常規(guī)的噴油器夾具自身的強(qiáng)度很高，因此可以向柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 的噴油器施加大于7000至10000N的軸向力。然而，常規(guī)噴油器夾具不能應(yīng)用于噴霧引導(dǎo)式汽油直噴(GDI)發(fā)動(dòng)機(jī)中的壓電噴油器上。不能應(yīng)用的原因在圖8中進(jìn)行了說明。即，如圖8所示，對(duì)于噴 霧引導(dǎo)式GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的壓電噴油器，將構(gòu)成壓電致動(dòng)器單元的元件與 閥門直接連接，且補(bǔ)償溫度升高等引起的長(zhǎng)度變化的熱補(bǔ)償器在承受 外力時(shí)強(qiáng)度很低。因此，噴油器能夠承受的軸向力范圍為約700至 1000N，這恰恰是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器的十分之一的水平。因此，在設(shè)計(jì)常規(guī)結(jié)構(gòu)的噴油器夾具的情況下，固定螺栓的扭緊 力矩應(yīng)該被設(shè)置成十分之一的水平；然而，如果這樣就不能保證固定 螺栓和氣缸蓋之間具有足夠大的摩擦力。因此，將會(huì)造成由于發(fā)動(dòng)機(jī) 的振動(dòng)導(dǎo)致的螺栓松動(dòng)等問題。此外，將力矩控制在十分之一是很困難的，因此也就不能保證噴 油器上的軸向力。如果噴霧引導(dǎo)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器夾具的固定螺栓松動(dòng)或者噴油器 的軸向力不能保證，那么在壓縮和爆發(fā)沖程中噴油器有可能從發(fā)動(dòng)機(jī) 上脫落，因此將不能向燃燒室提供足夠的壓力，發(fā)動(dòng)機(jī)也就不能正常 點(diǎn)火。此外，由于燃料不斷的噴射和火花塞持續(xù)的點(diǎn)火，嚴(yán)重的情況 下可能導(dǎo)致車輛起火。因此，有必要設(shè)計(jì)與常規(guī)夾具的概念不同的新的噴油器夾具，其 中新的噴油器夾具應(yīng)該既能保證噴油器的軸向力，又能保證噴油器夾 具被牢固的固定，同時(shí)噴油器夾具不會(huì)發(fā)生斷裂。因此，韓國(guó)專利第2001-0061134號(hào)公開了一種噴油器夾具，其包 括通過彈性材料彎曲的支撐部分；然而由于固定螺栓位于噴油器夾具 的中部，因此它不能充分地支撐噴油器以抵抗反作用力。發(fā)明背景部分所公開的信息只是用來增強(qiáng)對(duì)發(fā)明背景的理解，而 不應(yīng)該看作或理解為該信息構(gòu)成本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明可以用來解決上述常規(guī)噴油器夾具的缺陷。 一方面，本發(fā) 明提供了車用噴油器夾具，其一端用螺栓等固定在氣缸蓋上，另一端 彈性地支撐噴油器。因此，該夾具可以穩(wěn)定的支撐噴油器，并且可以 有效的處理被轉(zhuǎn)移到噴油器上的反作用力。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例中提供了車用噴油器夾具， 該裝置包括 一端部分，其形成為平面安裝部分，以通過固定裝置與 氣缸蓋的安裝面連接；中間部分，其形成為平面延伸部分，該部分從 所述平面安裝部分延伸至所述氣缸蓋的所術(shù)安裝面的遠(yuǎn)端；和另一端 部分，其形成為噴油器支撐部分，該噴油器支撐部分從所述平面延伸 部分延伸，且具有高度差。其中所述噴油器支撐部分從所述平面延伸 部分開始被分為至少兩個(gè)分支，并且向下凸出地彎曲。對(duì)于一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，噴油器夾具的厚度為0.8至2.0mm。對(duì)于另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在所述噴油器夾具的所述平面安裝部分 上形成一對(duì)螺栓安裝孔。對(duì)于另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在所述噴油器夾具的平面安裝部分的 底面和所述氣缸蓋的所述安裝面間插入有至少一個(gè)墊圈，使得所述平 面安裝部分和所述延伸部分與所述氣缸蓋的安裝面間隔開，從而向所 述噴油器支撐部分提供了彈性力。


通過下文中的詳細(xì)說明將會(huì)對(duì)本發(fā)明有更加全面的了解，由于附圖只是用來進(jìn)行說明，因此它并不對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，其中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的車用噴油器夾具的透視圖； 圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的車用噴油器夾具安裝狀態(tài)的示意圖； 圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的車用噴油器夾具安裝狀態(tài)的剖視圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的車用噴油器夾具的實(shí)驗(yàn)示例，以及示出了當(dāng)燃燒室壓力增加時(shí)噴油器夾具受力情況的示意圖，其中分別示出安裝在蓋上的噴油器，燃燒壓力為O時(shí)的自由體受力圖，和燃燒壓力大于O時(shí)的自由體受力圖；圖5是測(cè)量根據(jù)本發(fā)明的車用噴油器夾具壓力的測(cè)量工具與測(cè)量方法的示意圖；圖6是常規(guī)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器夾具的示意圖；圖7是圖6所示的噴油器夾具的工作原理示意圖；圖8是用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的壓電噴油器的示意圖；和圖9-11列表說明了根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)噴油器夾具位移^0.8mm和5t=1.0mm時(shí)的數(shù)值分析結(jié)果。在附圖的圖中，相同的參考標(biāo)記表示本發(fā)明的相同或等同的部件。
具體實(shí)施方式
下文中，參考本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明，在附圖中示出了本 發(fā)明的示例。盡管將結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，然而應(yīng)該理 解本發(fā)明并不限于那些實(shí)施例。相反，本發(fā)明包括所附權(quán)利要求確定 的本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)的改變、修改和等同。圖1是根據(jù)本發(fā)明的車用噴油器夾具的透視圖。圖2是根據(jù)本發(fā) 明的車用噴油器夾具安裝狀態(tài)的示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的車用噴 油器夾具安裝狀態(tài)的剖視圖。參照?qǐng)D1和2，可以將本發(fā)明的噴油器夾具100大致分成三個(gè)部分 安裝并固定在氣缸蓋16上的平面安裝部分10，彈性地支撐噴油器20 的噴油器支撐部分14，以及將平面安裝部分10和噴油器支撐部分14 整體地連接起來的平面延伸部分12。平面安裝部分10具有對(duì)稱的形狀，就像連在一起的兩個(gè)圓盤，并 且形成穿透圓盤的螺栓安裝孔22。因此，平面安裝部分10和氣缸蓋16的安裝面18緊密結(jié)合并由螺 栓24固定。平面延伸部分12從平面安裝部分10沿平行方向延伸至氣缸蓋16 的安裝面18的遠(yuǎn)端。噴油器支撐部分14為從平面延伸部分12分成兩個(gè)分支的部分，且具有向下凸出地彎曲的形狀。優(yōu)選地，本發(fā)明的噴油器夾具100包括平面安裝部分10、延伸部 分12和噴油器支撐部分14，噴油器支撐部分14的厚度為0.8至2.0mm， 從而向噴油器20提供克服反作用力的彈性力。特別地，如圖3所示，可將墊圈26插入到噴油器夾具100的平面 安裝部分10的底面和氣缸蓋16的安裝面18之間。通過墊圈26將平 面安裝部分10和延伸部分12從氣缸蓋16的安裝面18向上間隔開， 這樣就能如同杠桿原理一樣為噴油器支撐部分14提供彈性力。更具體地，在通過螺栓24將噴油器夾具100的平面安裝部分10與氣缸蓋16連接的狀態(tài)下，如果向平面延伸部分12和噴油器支撐部 分14施加力，根據(jù)杠桿原理平面延伸部分12和噴油器支撐部分14將 會(huì)發(fā)生彈性變形。此時(shí)，可以通過插入在氣缸蓋16和平面安裝部分10 之間的墊圈26高度的變化來調(diào)節(jié)彈性變形量。也可以將螺栓替換為螺 釘或者其它的固定裝置。在上文中所說明的本發(fā)明的噴油器夾具中，它既能保證噴油器夾 具本身的支撐力，同時(shí)，通過改變墊圈26的高度可將噴油器所受的軸 向力控制在700至1000N的范圍內(nèi)，通過下文中對(duì)實(shí)驗(yàn)示例的說明可 以更好地理解這一點(diǎn)。圖5是測(cè)量根據(jù)本發(fā)明的車用噴油器夾具壓力的測(cè)量工具與測(cè)量 方法的示意圖。設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備具有圖5所示結(jié)構(gòu)的測(cè)量工具，用來檢驗(yàn)本發(fā)明的噴 油器夾具100的軸向力。測(cè)量工具的制造材料與氣缸蓋相同，通過測(cè)壓傳感器測(cè)量噴油器 夾具施加到噴油器上的軸向力。通過該實(shí)驗(yàn)，可以得到噴油器夾具施加到噴油器上的軸向力，其 中通過選擇最佳高度的墊圈以使噴油器夾具能夠產(chǎn)生彈性變形，從而 得到合適的軸向力。接著，在噴油器夾具變形時(shí)，通過數(shù)值分析檢驗(yàn)噴油器夾具的變 形是否在彈性范圍內(nèi)，并且對(duì)向噴油器施加700至1000N范圍內(nèi)軸向 力的噴油器夾具的變形量進(jìn)行確定。本發(fā)明的噴油器夾具可以用如SPS1、 SK5等鋼板制作，這些材料 的楊氏模量大約為220GPa，屈服強(qiáng)度約為lOOOMPa。圖9-11中示出了根據(jù)噴油器夾具的位移量，對(duì)t=0.8mm和t=l.Omm的兩種夾具的數(shù)值分析結(jié)果。圖9-11所示的數(shù)值分析結(jié)果顯示拉應(yīng)力處于屈服應(yīng)力的40%以下 的水平，本發(fā)明的噴油器夾具在設(shè)定軸向力范圍為700至900N時(shí)使用， 則不會(huì)發(fā)生屈服變形和斷裂。圖4是根據(jù)本發(fā)明的車用噴油器夾具的實(shí)驗(yàn)示例，以及當(dāng)燃燒室 壓力增加時(shí)噴油器夾具的受力示意圖。也就是說，通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)在爆發(fā)沖程過程中燃燒室壓力增加時(shí)，7本發(fā)明的噴油器夾具是否會(huì)產(chǎn)生屈服變形或者斷裂。在圖4的自由體受力圖中，如果燃燒室的壓力等于大氣壓，那么 通過噴油器夾具的彈性變形施加到噴油器上的軸向力F等于氣缸蓋對(duì) 噴油器的反作用力R的總和。F = s/ (如果燃燒壓力為0)同樣，如果燃燒室的壓力增加，噴油器夾具的彈性變形量和作用 在噴油器上的軸向力F不變，通過燃燒室壓力施加到噴油器上的力P 減小了氣缸蓋的反作用力R，艮P:尸=!)及+尸(如果燃燒壓力大于0)因此，無論燃燒室內(nèi)是否有壓力，本發(fā)明的噴油器夾具都可以正 常工作。如上文中的說明，根據(jù)本發(fā)明的該噴油器夾具的一端用螺栓固定 在氣缸蓋上，而另一端彈性被安裝成支撐噴油器，可向噴油器提供夾 緊力，同時(shí)彈性支撐噴油器的反向作用力。特別地，據(jù)本發(fā)明的噴油器夾具的優(yōu)點(diǎn)之一是可以用于噴霧引導(dǎo) 式GDI發(fā)動(dòng)機(jī)上的壓電噴油器。如上所述，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述和說明，但是 本發(fā)明并不局限于那些優(yōu)選實(shí)施例，相反，應(yīng)該了解，那些本技術(shù)領(lǐng) 域內(nèi)的專業(yè)人員可在不偏離權(quán)利要求中確定的實(shí)質(zhì)和技術(shù)領(lǐng)域的前提 下，對(duì)本發(fā)明作出各種修改和改動(dòng)。
權(quán)利要求
1. 一種車用噴油器夾具，該噴油器夾具包括一端部分，其形成為平面安裝部分，以通過固定裝置與氣缸蓋的安裝面連接；中間部分，其形成為平面延伸部分，該部分從所述平面安裝部分延伸至所述氣缸蓋的所術(shù)安裝面的遠(yuǎn)端；和另一端部分，其形成為噴油器支撐部分，該噴油器支撐部分從所述平面延伸部分延伸，且具有高度差。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用噴油器夾具，其中所述噴油器支撐部分從所述平面延伸部分開始被分為至少兩 個(gè)分支，并且向下凸出地彎曲。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用噴油器夾具， 其中所述噴油器夾具的厚度約為0.8至2.0mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用噴油器夾具，其中在所述噴油器夾具的所述平面安裝部分上形成至少一個(gè)螺栓 安裝孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1一4中任一項(xiàng)所述的車用噴油器夾具， 其中在所述噴油器夾具的平面安裝部分的底面和所述氣缸蓋的所述安裝面間插入有至少一個(gè)墊圈，使得所述平面安裝部分和所述延伸 部分與所述氣缸蓋的安裝面間隔開，從而向所述噴油器支撐部分提供 了彈性力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車用噴油器夾具，和更具體地涉及用來將壓電噴油器固定在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中的板簧式噴油器夾具。為了實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明提供了車用噴油器夾具，該夾具一側(cè)為平面安裝部分，并且使用至少一個(gè)螺栓固定在氣缸蓋的安裝面上，中間為平面延伸部分，此部分從平面安裝部分延伸至氣缸蓋的安裝面，另一部分為噴油器支撐部分，此部分從平面延伸部分開始被分為至少兩個(gè)分支，并且向下凸出地彎曲。
文檔編號(hào)F02M61/14GK101255839SQ20071016306
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2007年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者張?jiān)T 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社