專利名稱：內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，尤其涉及安裝在汽缸蓋內(nèi)并且 將燃料噴射進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的燃料噴射器。
背景技術(shù)：
機(jī)動(dòng)車輛使用的大部分火花點(diǎn)火式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)采用帶有化油器的燃料系統(tǒng)， 或更為最近地，采用安裝在進(jìn)氣歧管內(nèi)或單個(gè)進(jìn)氣道內(nèi)的多個(gè)燃料噴射器。每一個(gè)這些系 統(tǒng)均經(jīng)由進(jìn)氣歧管將燃料提供至發(fā)動(dòng)機(jī)。盡管進(jìn)氣歧管/進(jìn)氣道安裝的燃料噴射器總體上 讓人滿意，事實(shí)上相較于化油器系統(tǒng)的更大的改進(jìn)是機(jī)動(dòng)車輛的設(shè)計(jì)者正越來越多地轉(zhuǎn)向 使用火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料直接噴射。對(duì)于直接噴射系統(tǒng)，燃料噴射器通常安裝通過發(fā)動(dòng) 機(jī)汽缸蓋的防火板并且將燃料直接地提供至發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)燃燒室內(nèi)。隨著與火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)共同使用，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)直接噴射對(duì)于改進(jìn)的燃料經(jīng)濟(jì)性以及 減少的尾氣排放是有利的。盡管直接噴射已經(jīng)在多種類型的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中使用多年，這種 在打算用于機(jī)動(dòng)車輛中的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中直接噴射的新應(yīng)用已經(jīng)產(chǎn)生了問題，因?yàn)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī) 怠速時(shí)直接噴射所利用的較高壓力導(dǎo)致不希望的噪聲或“滴答聲(tick)，，；在某些情況下， 在高速和高負(fù)荷下會(huì)產(chǎn)生更多的滴答聲。該由噴射器針頭撞擊產(chǎn)生的滴答噪聲對(duì)于大多數(shù) 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)總體上不是問題，但是已被明確證明對(duì)于直接噴射火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)以及一些柴 油發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)問題。需要提供一種對(duì)于汽油或柴油直接噴射燃料系統(tǒng)噪聲較低同時(shí)保持燃料噴射器 的耐用性的系統(tǒng)。這帶來了挑戰(zhàn)，因?yàn)槿绻麌娚淦鞯陌惭b被軟化到在怠速時(shí)削弱滴答噪聲， 在高負(fù)荷下的噴射器在汽缸蓋的噴射器槽內(nèi)的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)可能導(dǎo)致對(duì)噴射器端部密封的耐 用性產(chǎn)生不良影響。

實(shí)用新型內(nèi)容根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，包含汽缸 蓋；形成在所述汽缸蓋內(nèi)的噴射器槽，所述槽具有下壁和外壁；安裝在所述噴射器槽內(nèi)的 燃料噴射器，所述噴射器具有噴射器基部；及安裝在所述噴射器和所述噴射器槽的下壁之 間的隔離器，所述隔離器包含與所述下壁接觸的隔離器基部；自所述總成上環(huán)形基部向 上延伸的接觸面，所述接觸面與所述噴射器槽的外壁一起定義或界定徑向間隙；及楔形噴 射器接觸面，所述楔形噴射器接觸面用于響應(yīng)通過所述噴射基部施加在所述隔離器上的軸 向力使得所述隔離器徑向向外地?cái)U(kuò)張進(jìn)所述間隙內(nèi)。這使得隔離器的軸向力/偏轉(zhuǎn)的比率 單調(diào)增加。本質(zhì)上，隔離器在平行于噴射器的中軸線上的方向上的力/偏轉(zhuǎn)響應(yīng)將從第一 比率(響應(yīng)于較小的噴射器位移)增加至較高的第二比率(響應(yīng)于較大的噴射器位移)。 隔離器徑向擴(kuò)張接觸噴射器槽的外壁使得該比率增加。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，自總體上環(huán)形的基部向上延伸的隔離器的接觸面總 體上為錐形以使得當(dāng)由噴射器施加在隔離器上的軸向力超過預(yù)定閾值時(shí)錐形接觸面由外壁支撐。徑向間隙的靜態(tài)值是漸變的，并且間隙在鄰近隔離器的基部處具有最小的靜態(tài)長 度而在鄰近隔離器的最上部處具有最大靜態(tài)值。根據(jù)本實(shí)用新型的再一方面，提供一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，包含汽 缸蓋；形成在所述汽缸蓋內(nèi)的噴射器槽，所述噴射器槽具有下壁和外壁；安裝在所述噴射 器槽內(nèi)的燃料噴射器，所述噴射器具有噴射器基部；及安裝在所述噴射器基部和所述噴射器槽的所述下壁之間的軸向可壓縮的隔離器， 所述隔離器包含與所述下壁接觸的總體上環(huán)形基部；自所述總體上環(huán)形基部向上延伸的總 體上錐形可壓縮的接觸面，所述接觸面與所述噴射器槽的外壁形成徑向間隙；及噴射器接 觸面，所述噴射器接觸面用于響應(yīng)由所述噴射器基部施加在所述隔離器上的軸向力使得所 述隔離器徑向向外擴(kuò)張進(jìn)所述間隙內(nèi)并可壓縮地與所述外壁接觸，這樣所述隔離器的軸向 力/偏轉(zhuǎn)率將單調(diào)增加。根據(jù)本實(shí)用新型的燃料噴射系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，可以避免討厭的滴答噪聲(其在具 有缸內(nèi)直接噴射器的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)尤其突出)，同時(shí)保護(hù)噴射器端部密封免受損害(其可在過 度柔性的安裝系統(tǒng)中發(fā)生)。根據(jù)本實(shí)用新型的燃料噴射系統(tǒng)的另一優(yōu)點(diǎn)在于，在噴射器運(yùn) 轉(zhuǎn)在從怠速至全部輸出的任何區(qū)域的期間時(shí)，對(duì)于噴射器安裝結(jié)構(gòu)對(duì)施加在噴射器上的壓 力的反應(yīng)建立了雙比率的負(fù)荷偏轉(zhuǎn)曲線。根據(jù)本實(shí)用新型的燃料噴射系統(tǒng)的再一優(yōu)點(diǎn)在于，在本系統(tǒng)中使用的隔離器容易 調(diào)節(jié)以適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)的改變。通過閱讀說明書，本實(shí)用新型的其它優(yōu)點(diǎn)及特征將變得顯而易見。
圖1為具有依照本實(shí)用新型的燃料噴射系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分的示意性代表圖。圖2為依照本實(shí)用新型一方面的安裝在汽缸蓋內(nèi)的噴射器的部分示意性代表圖。圖3顯示了圖2的噴射器的一部分，其具體涉及噴射器安裝系統(tǒng)的隔離器部分。圖4為圖3 —部分的放大示圖，其更詳細(xì)地顯示了在來自噴射器的較低軸向負(fù)荷 下運(yùn)轉(zhuǎn)的隔離系統(tǒng)。圖5顯示了處于相應(yīng)于高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮狀態(tài)下的圖4的隔離系統(tǒng)。圖6顯示了現(xiàn)有技術(shù)隔離器和依照本實(shí)用新型的裝置的力/位移曲線。
具體實(shí)施方式圖1說明了具有曲軸8的發(fā)動(dòng)機(jī)2，帶有活塞4和連接至其的連桿6用于在汽缸 體16內(nèi)形成的汽缸5內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。汽缸蓋26安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)2的頂部。燃料噴射器10穿 過汽缸蓋26安裝以便將燃料直接供應(yīng)至由汽缸蓋26和活塞4形成的燃燒室。圖2為依照本實(shí)用新型一方面的具有噴射器隔離器的燃料噴射系統(tǒng)的部分示意 性代表圖。燃料噴射器10通過包括安裝至噴射器10頂部的燃料導(dǎo)軌蓋12的供應(yīng)系統(tǒng)接 收燃料。噴射器10具有總體上圓柱形的外本體14，其安裝在形成于汽缸蓋26內(nèi)的噴射器 槽30內(nèi)。噴射器10具有帶有端部密封22的端部18，其中端部密封22優(yōu)選地由塑料材料 例如聚四氟乙烯形成。噴射器端部18延伸穿過汽缸蓋26的防火板34。因?yàn)榉阑鸢?4和 活塞4的上表面形成燃燒室，噴射器10被認(rèn)為是直接噴射器。端部密封的完整性是重要的，因?yàn)槎瞬棵芊?2防止高壓氣體從燃燒室通過噴射器10泄漏。噴射器槽30具有總體上為圓柱形的外壁30a和總體上為環(huán)形的下壁30b。噴射器 10安裝在噴射器槽30內(nèi)，噴射器槽30包括表面30a和30b，且隔離器44安裝在噴射器10 和噴射器槽30的下壁30b之間。圖3-5說明了隔離器44的多種細(xì)節(jié)并且顯示了與噴射器10和由表面30a和30b 表現(xiàn)的噴射器槽30的相互作用。隔離器44具有總體上環(huán)形的基部48，其與噴射器槽30的 下壁30b接觸。錐形接觸面52從隔離器基部48向上延伸并且與噴射器槽30的外壁30a 一起形成徑向間隙60，其在錐形接觸面52和外壁30a之間延伸。徑向間隙60是漸變的，并 且在鄰近基部48處具有最小的靜態(tài)長度而在鄰近錐形接觸面52的最上部處具有最大值。隔離器44具有位于隔離器4上部的楔形噴射器接觸面56，其與噴射器10的相應(yīng) 楔形下部40接觸以便于響應(yīng)由噴射器的楔形下部40施加于隔離器44上的軸向力導(dǎo)致隔 離器44徑向向外擴(kuò)張進(jìn)間隙60內(nèi)。在多個(gè)附圖中由箭頭Z指示軸向。當(dāng)隔離器44充分 地徑向向外擴(kuò)張，錐形接觸面52將由外壁30a支撐，這會(huì)在噴射器10在隔離器44上施加 的軸向力超過預(yù)定閥值時(shí)發(fā)生。隔離器44可包含固體聚四氟乙烯。徑向間隙60的漸變特性促使通過噴射器44逐漸地響應(yīng)來自噴射器10軸向施加 的負(fù)載。本質(zhì)上，隨著軸向施加力的增加，將導(dǎo)致隔離器44逐漸向外擴(kuò)張接觸噴射器槽30 的外壁30a。當(dāng)噴射器已經(jīng)將足夠的力施加于隔離器44上時(shí)，錐形接觸面52將與噴射器 槽30的外壁30a完全接合，如圖5中所示。本質(zhì)上，當(dāng)已經(jīng)達(dá)到該運(yùn)轉(zhuǎn)域時(shí)，隔離器緊密堆 疊，噴射器10相對(duì)于槽30的運(yùn)動(dòng)會(huì)被限制。這樣，將會(huì)減輕前述提及的滴答噪聲，而不會(huì) 導(dǎo)致如圖2中所示的密封22的不良耐用性問題。圖6中顯示了當(dāng)前設(shè)計(jì)的有益效果。圖6中較低的曲線(為現(xiàn)有技術(shù)的隔離器) 顯示了對(duì)于在Z方向上的給定力，實(shí)現(xiàn)了噴射器10在向下方向上的特定位移。力/位移的 曲線斜率是相對(duì)不變的。然而，圖6的上方曲線為依照本實(shí)用新型配置的隔離器，如通過曲 線的增加的正斜率所證明的，其顯示了在非常高的軸向施加力下的對(duì)位移的更大的抵抗。 結(jié)果，發(fā)明的隔離器對(duì)怠速滴答聲產(chǎn)生良好的削弱，同時(shí)防止隨著噴射壓力增加而帶來的 不需要的運(yùn)動(dòng)并且由此帶來的密封22的劣化。根據(jù)專利法相關(guān)規(guī)定已經(jīng)描述了本實(shí)用新型，因此，該描述為示例性的而非本質(zhì) 上限制。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言對(duì)公開的實(shí)施例作出的變形和修改是顯而易見的并且仍 落入本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，包含汽缸蓋；形成在所述汽缸蓋內(nèi)的噴射器槽，所述噴射器槽具有下壁和外壁；安裝在所述噴射器槽內(nèi)的燃料噴射器，所述噴射器具有噴射器基部；及安裝在所述噴射器和所述噴射器槽的所述下壁之間的隔離器，所述隔離器包含與所述下壁接觸的隔離器基部；自所述總成上環(huán)形的隔離器基部向上延伸的接觸面，所述接觸面與所述噴射器槽的所述外壁一起形成徑向間隙；及楔形噴射器接觸面，所述楔形噴射器接觸面用于響應(yīng)通過所述噴射基部施加在所述隔離器上的軸向力使得所述隔離器徑向向外地?cái)U(kuò)張進(jìn)所述間隙內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述隔離器的所述接觸面為錐形。
3.如權(quán)利要求2所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述隔離器配置用于徑向向外擴(kuò) 張以便當(dāng)由所述噴射器施加在所述隔離器上的軸向力超過預(yù)定閾值時(shí)，所述錐形接觸面由 所述外壁支撐。
4.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述徑向間隙的靜態(tài)值是漸變的， 所述徑向間隙在鄰近所述隔離器的基部處具有最小靜態(tài)長度，并在鄰近所述隔離器最上部 處具有最大靜態(tài)值。
5.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述噴射器基部具有鄰接所述隔 離器的所述噴射器接觸面的楔形下部。
6.如權(quán)利要求2所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述錐形接觸面擴(kuò)張與所述噴 射器槽的所述外壁接觸最少時(shí)，所述隔離器展示了軸向力/偏轉(zhuǎn)特性具有較小值，當(dāng)所述 錐形接觸面已經(jīng)擴(kuò)張與所述噴射器槽的所述外壁接觸最多時(shí)，所述力/偏轉(zhuǎn)特性具有較大 值。
7.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述隔離器包含固體聚四氟乙烯。
8.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述隔離器具有與所述噴射器槽 的下壁接觸的總體上環(huán)形的基部。
9.一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，包含 汽缸蓋；形成在所述汽缸蓋內(nèi)的噴射器槽，所述噴射器槽具有下壁和外壁； 安裝在所述噴射器槽內(nèi)的燃料噴射器，所述噴射器具有噴射器基部；及 安裝在所述噴射器基部和所述噴射器槽的所述下壁之間的軸向可壓縮的隔離器，所述 隔離器包含與所述下壁接觸的總體上環(huán)形基部；自所述總體上環(huán)形基部向上延伸的總體上錐形可壓縮的接觸面，所述接觸面與所述噴 射器槽的外壁形成徑向間隙；及噴射器接觸面，所述噴射器接觸面用于響應(yīng)由所述噴射器基部施加在所述隔離器上的 軸向力使得所述隔離器徑向向外擴(kuò)張進(jìn)所述間隙內(nèi)并可壓縮地與所述外壁接觸，這樣所述 隔離器的軸向力/偏轉(zhuǎn)率將單調(diào)增加。
10.如權(quán)利要求9所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)于較小的隔離器的位移所述軸向力/偏轉(zhuǎn)比率以總體上恒定、較慢的比率增加，而對(duì)于較大的隔離器的位移，力/偏轉(zhuǎn)比 率以較高的比率增加。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)。該燃料噴射系統(tǒng)包括安裝在形成在所述汽缸蓋內(nèi)的噴射器槽內(nèi)的噴射器，以及與噴射器槽形成的徑向間隙的隔離器。隔離器響應(yīng)于通過噴射器施加在隔離器上的軸向力徑向向外地?cái)U(kuò)張進(jìn)間隙內(nèi)，這樣通過該隔離器可實(shí)現(xiàn)雙比率的力/位移效果。
文檔編號(hào)F02M61/14GK201714547SQ20102000312
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者D·霍夫曼, J·斯托特, M·J·費(fèi)利斯, S·霍姆庫, Y·凱恩 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司