專利名稱：過盈配合的冷卻噴嘴的制作方法
內(nèi)燃機(jī)的活塞冷卻噴嘴可用來將冷卻液，諸如油噴在活塞的后部，也就是說噴在活塞處于燃燒室之外的表面上或噴入活塞通道中。
通常所應(yīng)用的活塞冷卻噴嘴是固定于內(nèi)燃機(jī)缸體上的分立部件并且它們與冷卻流體供入孔口連通。噴嘴位置必須精確定位，從而能精確地確定出在活塞后背面或活塞通道中所噴射冷卻流體的沖擊點(diǎn)。
正如比如說文件DE-A-1957499中所描述的那樣，一已知技術(shù)包括下述內(nèi)容具有一個(gè)由一支承面和一與支承面相對(duì)的固定面限定出來的整體式噴嘴本體，該本體具有一軸向孔，一固定供流的螺旋閥在該孔中延伸。軸向孔與一橫向孔連通，該橫向孔與一冷卻流體排出噴射管道相連。螺旋閥的形狀適于夾持住噴嘴本體，并且其支承面壓靠在內(nèi)燃機(jī)缸體壁內(nèi)的一流體供入孔口的圓周面區(qū)域，該螺旋閥適于將冷卻流體傳送到橫向孔的入口處。螺旋閥旋入穿過流體供入孔口的冷卻管路的螺紋端部。定心防旋轉(zhuǎn)裝置用來使噴嘴在內(nèi)燃機(jī)汽缸中定位。在上述文件中，定心止動(dòng)裝置包括一個(gè)與內(nèi)燃機(jī)缸體和噴嘴本體上相應(yīng)凹部相嚙合的球。
此類整體式冷卻噴嘴由金屬制成，它可由一塊金屬機(jī)械加工而成或由鑄件加工而成。在所有情況下，它的形狀復(fù)雜，故生產(chǎn)成本較高。再者，螺旋閥與裝納螺旋閥的內(nèi)燃機(jī)缸體中的螺紋孔之間所必需的間隙會(huì)對(duì)噴嘴最終位置和噴射的冷卻流體在活塞后背面的沖擊位置的確定帶來一定的不確定性。還有，定心防旋轉(zhuǎn)裝置也大大增加了噴嘴體積和制造成本。
還有，噴嘴本體和內(nèi)燃機(jī)缸體壁之間會(huì)發(fā)生密封不良，從而導(dǎo)致一些冷卻流體直接流失到噴嘴本體和內(nèi)燃機(jī)缸體壁之間，并且無法到達(dá)活塞處。
在US-A-2991769和US-A-4010718文件中描述了其它一些復(fù)雜形狀的整體式噴嘴本體。
文件DE-A-3416076中揭示出一活塞冷卻噴嘴，噴嘴的特點(diǎn)在于噴嘴本體由一固定板夾持固定，固定板本身利用穿過板上兩個(gè)孔的螺釘緊固就位。固定板具有一能插入噴嘴本體內(nèi)部的中央凸部。這種固定方式與螺旋閥迥然不同，并且需對(duì)內(nèi)燃機(jī)缸體壁進(jìn)行額外的加工處理。
本發(fā)明所要論述的問題是為活塞冷卻設(shè)計(jì)一種新型的螺旋閥式噴嘴結(jié)構(gòu)，該噴嘴結(jié)構(gòu)所需的制造成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于已知結(jié)構(gòu)所需的制造成本，并且可為噴嘴在內(nèi)燃機(jī)汽缸中精確定位提供所需要的定心防旋轉(zhuǎn)功能，從而提高了冷卻流體噴射至活塞后背面的定向精度和重復(fù)性。
本發(fā)明是對(duì)活塞冷卻噴嘴本體進(jìn)行仔細(xì)觀察后而構(gòu)思而成的，活塞冷卻噴嘴本體具有能適于提供多重功能的復(fù)雜形狀某部分的形狀設(shè)計(jì)用來使內(nèi)燃機(jī)汽缸中的噴嘴本體定心并防止其旋轉(zhuǎn)；其它部分的形狀設(shè)計(jì)用來傳送冷卻流體并為噴嘴本體和內(nèi)燃機(jī)缸體壁之間提供密封，也可用來形成和引導(dǎo)冷卻流體噴射流。本發(fā)明的構(gòu)思使噴嘴上確保流體傳送和密封功能的部分也可具有定心防旋轉(zhuǎn)功能。
為達(dá)此目的，冷卻內(nèi)燃機(jī)活塞的一個(gè)噴嘴包括一個(gè)具有一軸向通路的噴嘴本體，軸向通路貫穿本體并與一橫向孔連通，該橫向孔與一冷卻流體排出噴射管道相連，所述噴嘴本體的形狀應(yīng)符合下述內(nèi)容它可固定在汽缸壁上并可在所述軸向通路和一流體供入孔口之間建立密封的連通關(guān)系以便把所述冷卻流體導(dǎo)入所述噴嘴，噴嘴本體還具有定心防旋轉(zhuǎn)裝置，該裝置用來使所述噴嘴本體在內(nèi)燃機(jī)汽缸中定位；所述噴嘴本體還包括有一個(gè)套筒，套筒的形狀是一回轉(zhuǎn)圓柱體并與所述軸向通路共軸，所述套筒的外徑應(yīng)能使套筒與所述流體供入孔口之間是壓配合，該流體供入孔口也是回轉(zhuǎn)圓柱體；所述冷卻流體排出噴射管道具有兩個(gè)相對(duì)的橫向基準(zhǔn)面，所構(gòu)成的兩基準(zhǔn)面在所述管道彎曲以及把所述噴嘴裝配至所述內(nèi)燃機(jī)中兩種情況下均可與定位接合點(diǎn)相互配合。
意想不到的是，我們發(fā)現(xiàn)此種類型的簡化的噴嘴固定結(jié)構(gòu)可確保噴嘴在汽缸中有效固定，并且提高了定位精度。
在具備一定優(yōu)越性的一實(shí)施例中，套筒外表面具有一滾花部，該滾花部具有直的或十字型滾花。
然而套筒外表面即便是光滑的，也仍然十分有效并且成本較低。
在所有情況下，在套筒外表面基座部上設(shè)置一個(gè)槽具有一定的優(yōu)越性，該槽可用來限制與流體供入孔口壁相互嚙合的套筒的長度。這樣就可對(duì)插入和拔出噴嘴時(shí)所需的力進(jìn)行控制。
本發(fā)明的其它目的，特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合附圖對(duì)一具體實(shí)施例的說明中體現(xiàn)出來。


圖1是一個(gè)垂直前視剖面圖，示出了本發(fā)明的冷卻噴嘴的一個(gè)實(shí)施例。
圖2是圖1中噴嘴的右側(cè)視圖。
圖3是圖1中噴嘴的平面圖。
圖4是一局部垂直剖面圖，示出了一個(gè)與帶有一特定活塞實(shí)施例的與內(nèi)燃機(jī)汽缸相連的按本發(fā)明的冷卻噴嘴。
在圖4所示的實(shí)施例中，一活塞冷卻噴嘴1是一個(gè)與內(nèi)燃機(jī)內(nèi)側(cè)的汽缸壁2相連的分立部件，噴嘴1所具有的形狀能接納在冷卻管路3中流動(dòng)的冷卻流體，并能將冷卻流體噴到內(nèi)燃機(jī)汽缸中的活塞5的后背面4上，即位于燃燒室6之外的表面上。
噴嘴1具有一個(gè)帶一軸向通路8的噴嘴本體7，軸向通路8貫穿本體7與一橫向孔9連通，橫向孔9與一冷卻流體排出噴射管道10相連。
冷卻流體排出噴射管道10是一彎曲的管子，它的一端11與噴嘴本體7中的橫向孔9連接固定，其另一端12直接伸向活塞5。
在圖4中，所示出的活塞5處在下死點(diǎn)位置，而冷卻流體噴射流由一系列點(diǎn)劃線13示出。冷卻流體噴射流13的精確定向和集聚是有明顯益處的，這樣冷卻流體就能在一適當(dāng)?shù)膮^(qū)域沖擊活塞5從而不論活塞5處于其行程中的何種位置都可促使冷卻流體分布于活塞的后背面4。
這也就需要設(shè)置一種裝置，該裝置可為汽缸壁2上的噴嘴本體7定心并防止其旋轉(zhuǎn)。
圖1至3中所示的噴嘴1是圖4中噴嘴的放大圖。按照本發(fā)明，噴嘴1和噴射流13的正確定位是通過利用以冷卻流體排出噴射管道10為基準(zhǔn)所保證的。為達(dá)此目的，冷卻流體排出噴射管道10具有兩個(gè)相對(duì)的橫向(或側(cè)向)基準(zhǔn)面18和19，如圖3所示，該基準(zhǔn)面由管道10的直線部28的橫向表面構(gòu)成，直線部28上橫向表面的形狀恰好適于構(gòu)成基準(zhǔn)表面。橫向基準(zhǔn)面18，19在管道10生產(chǎn)過程中彎曲時(shí)和在把噴嘴(裝配至內(nèi)燃機(jī)中時(shí)均可與裝配工具的定位接合點(diǎn)20，21)相互配合。定位接合點(diǎn)20和21以最小間隙支靠在排出管道10的橫向基準(zhǔn)面18，19上，這種措施可使噴射流13的沖擊點(diǎn)的重復(fù)性得以提高。
按照本發(fā)明，如圖1至4所詳細(xì)示出的那樣，噴嘴本體7具有一個(gè)套筒14，套筒14是一回轉(zhuǎn)圓柱體并與軸向通路8同軸。套筒14的外徑應(yīng)做成套筒與汽缸壁2中的流體供入孔口15是壓配合。流體供入孔口15也是一回轉(zhuǎn)圓柱體。
在所示實(shí)施例中，套筒14的外表面具有一滾花部16，該滾花部最好在長度為L的套筒14的中間部分做出。
在應(yīng)用中，滾花部16可采用直滾花。也可采用如圖2所示的十字滾花。
套筒14的外表面也可采用其它形式，即具有相應(yīng)公差的光滑圓柱形部分16以確保緊配合。比如說，冷卻流體供入孔口的直徑為9+0．09-0毫米，套筒14直徑為9．11-0．04-0毫米，這樣就可獲得較好的配合。
另一種可采用的方法是使套筒14的外表面部分16帶有一沿縱向或周向由變形而形成的凸部。
在所有情況下，最好在套筒14外表面的基座部設(shè)置一環(huán)形槽22，該槽可用來限制與流體供入孔口15的壁相互嚙合的套筒外表面部分16的長度。
因此，按照本發(fā)明，噴嘴本體7沒有其他用來使噴嘴固定于汽缸壁2中以及防止噴嘴沿其軸線旋轉(zhuǎn)的裝置。固定和防旋轉(zhuǎn)這兩個(gè)功能可通過套筒14與汽缸壁2上流體供入孔口15的壓配合得以確保。
因?yàn)樵谔淄?4和流體供入孔口15之間沒有間隙，并且還因?yàn)樵趯?dǎo)管10最終成形和把噴嘴1插入內(nèi)燃機(jī)這兩種操作過程中導(dǎo)向作用是相同的，故而，把套筒14裝入流體供入孔口15和由定位接合點(diǎn)20，21所實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)向作用可使噴嘴的定位更加精確。
套筒14的端部具有一錐形倒角17，設(shè)置該倒角17是易于插入流體供入孔口15中，這樣就可減少損傷流體供入孔口15的壁部的可能性并且便于裝配。
從力學(xué)的角度上看，壓配合部16的存在使噴嘴和曲軸箱2的裝配牢固可靠，并且提供了足夠的密封以防止冷卻流體從套筒14和流體供入口孔15之間流失。
因此，如前所述內(nèi)燃機(jī)最好具有按本發(fā)明固定于活塞腔中的噴嘴1，每一個(gè)噴嘴適于將集聚的冷卻流體噴射流噴射到活塞5的后背面4上。
本發(fā)明并不局限于已明確闡述的實(shí)施例，可包括在下述權(quán)利要求范圍內(nèi)的各種不同形式。
權(quán)利要求
1．用于冷卻內(nèi)燃機(jī)活塞(5)的噴嘴(1)，包括一噴嘴本體(7)，它帶有一個(gè)貫穿本體的軸向通路(8)，通路(8)與一個(gè)與冷卻流體排出噴射管道(10)相連的橫向孔(9)相連通，噴嘴本體(7)的形狀應(yīng)符合下述它可固定在汽缸壁(2)上并在軸向通路(8)和一流體供入孔口(15)之間建立密封的連通以把冷卻流體引入噴嘴(1)，噴嘴(1)還帶有定心防旋轉(zhuǎn)裝置以使噴嘴本體(7)在內(nèi)燃機(jī)汽缸中定位，其特征在于-噴嘴本體(7)具有一個(gè)呈回轉(zhuǎn)圓柱體形的與軸向通路(8)同軸的套筒(14)，套筒(14)的外徑應(yīng)能使它與流體供入孔口(15)呈壓配合，流體供入孔口(15)本身也是回轉(zhuǎn)圓柱體。-冷卻流體排出噴射管道(10)具有兩個(gè)相對(duì)的橫向基準(zhǔn)面(18，19)，所構(gòu)成的基準(zhǔn)面在管道(10)彎曲和把噴嘴(1)裝配到內(nèi)燃機(jī)中的兩個(gè)過程中均可與定位接合點(diǎn)相互配合。
2．按權(quán)利要求1的冷卻噴嘴，其特征在于套筒(14)的外表面具有一個(gè)直滾花的滾花部(16)。
3．按權(quán)利要求1的冷卻噴嘴，其特征在于套筒(14)的外表面帶有一個(gè)十字滾花的滾花部(16)。
4．按權(quán)利要求1的冷卻噴嘴，其特征在于套筒(14)的外表面具有一光滑圓柱部(16)，該圓柱部(16)具有的公差能實(shí)現(xiàn)緊配合。
5．按權(quán)利要求1的冷卻噴嘴，其特征在于套筒(14)的外表面在其基座部有一環(huán)形槽(22)，該槽可用來限制與流體供入孔口(15)壁部相嚙合的套筒的長度。
6．內(nèi)燃機(jī)具有一個(gè)按上述權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的冷卻噴嘴(1)，噴嘴固定于一個(gè)或多個(gè)活塞腔中，每一個(gè)噴嘴適于將集聚的冷卻流體噴射流噴射到活塞(5)的后背面(4)上。
全文摘要
一噴嘴包括有一噴嘴本體,本體中有一貫通的軸向通路和一個(gè)與冷卻流體排出噴射管道相連的橫向孔。噴嘴本體還包括有呈回轉(zhuǎn)圓柱體形的與軸向通路同軸的套筒。套筒的外徑應(yīng)能使它與一圓柱體形的流體供入孔口呈壓配合。套筒的外表面具有一光滑部或滾花部。噴嘴與冷卻流體供入孔口呈壓配合。
文檔編號(hào)F01P3/00GK1206071SQ9711546
公開日1999年1月27日 申請(qǐng)日期1997年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月21日
發(fā)明者伊夫·邦塔茲 申請(qǐng)人:邦塔茲中心股份有限公司