具有傾斜輸送口的共軌的製作方法
2023-12-01 18:54:06 2
專利名稱：具有傾斜輸送口的共軌的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於發動機的共軌型燃料噴射系統中的蓄積高壓流體的共軌。
背景技術：
在圖4和圖5中顯示了為發動機蓄積高壓燃料的共軌的構造。
在圖4所示的共軌J1中，共軌殼體上配備了蓄積高壓燃料的壓力蓄積室J2，還有多個從蓄積室J2沿切向延伸的燃料輸送口J3。輸送口J3的縱向中心軸D與圓柱體J4的縱向中心軸B垂直。壓力蓄積室J2的縱向中心軸A與圓柱體J4的縱向中心軸B偏移給定的距離R並且與之平行。
通過使壓力蓄積室J2的縱向中心軸A偏離圓柱體J4的縱向中心軸B，輸送口J3的內開口就製作成橢圓形並且它的周線長度延長了，從而減小了集中在輸送口J3的內開口上的應力。這能夠提高圓柱體J4對蓄積壓力的承受能力。
在圖5所示的共軌J1中，共軌殼體通過鍛造形成並且管連接體J5(其上配備了阻力可變閥J6)的連接配件J7與圓柱體J4形成一體。壓力蓄積室J2的縱向中心軸A與圓柱體J4的縱向中心軸B同軸配置，並且輸送口J3的縱向中心軸D所在位置與圓柱體J4的縱向中心軸B相距給定距離R。
通過使輸送口J3的縱向中心軸D偏離圓柱體J4的縱向中心軸B，輸送口J3的內開口就製作成橢圓形並且它的周線長度延長了，從而減小了集中在輸送口J3內開口上的應力。
同樣通過使壓力蓄積腔室的橫截面為橢圓形，輸送口的內開口就製作成橢圓形並且它的周線長度延長了，從而減小了集中在輸送口J3內開口上的應力。在US6,497,219B2(JP2001-295723)中公開了這種共軌。
這些用於提高圓柱體J4對蓄積壓力的承受能力。
在圖4所示的共軌J1中，壓力蓄積室J2與圓柱體J4的縱向中心軸B相對放置，所以壓力蓄積室J2不能通過旋轉圓柱體J4形成。因此圓柱體20的加工方法就受到了限制，並且生產率較低。
圓柱體J4的厚度不均勻。因此在焊接連接配件J7或熱處理時產生的熱量會導致在圓柱體J4中產生變形。
在如圖5所示的共軌1中，連接配件J7和輸送口J3的位置也都偏離圓柱體J4的縱向中心軸。因此，在製造圓柱體J4時，分模面G設置在輸送口J3的縱向中心軸D(線F)上，而輸送口J3的縱向中心軸D偏移圓柱體J4的縱向中心軸B一段距離R。因此，用於鍛造圓柱體J4的模子是不對稱的而且形狀複雜，這就使模子製造比較困難並且縮短了模子的壽命。
圓柱體J4承受著由腔室J2中蓄積的高壓燃料沿其圓周所產生的拉伸強度。因此，張應力集中在輸送口J3周圍。即，在輸送口J3周圍的圓柱體J4的耐用性較低。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種共軌，其中延長了輸送口內開口的圓周長度，從而提高了圓柱體的耐用性並使圓柱體的厚度均勻。
本發明的另一個目的是提供一種共軌，其中延長了輸送口的長度，從而提高了圓柱體的耐用性。
為實現上述目的，根據本發明的共軌具有圓柱體和輸送口，該圓柱體配設了用於蓄積高壓燃料的腔室，該輸送口將腔室連接到它的外部圓周上並且通過管連接裝置與分配管中的導管連通。腔室和圓柱體的縱向中心軸基本上彼此同軸配置，輸送口的每個縱向中心軸都與圓柱體的縱向中心軸呈傾斜的關係。因此輸送口也分別傾斜於管連接裝置的流體通道。
通過對下面均組成本申請一部分的詳細描述、後續的權利要求書以及附圖的研究，將會理解本發明的特徵和優點以及相關部件的操作方法和功能。圖中圖1為根據本發明第一實施例的共軌的橫截面圖；圖2為包含根據第一實施例的共軌的共軌型燃料噴射系統的示意圖；圖3為根據本發明第二實施例的共軌的橫截面圖；圖4為現有技術中共軌的橫截面圖；以及圖5為現有技術中另一種共軌的橫截面圖。
具體實施例方式
(第一實施例)參照圖1至3對本發明的第一實施例進行說明。
圖2中顯示了共軌型燃料噴射系統。該系統用於向發動機100的每個汽缸中噴射燃料，它包括共軌1、噴射器2、供應泵3、ECU(電控單元)4和EDU(發動機驅動裝置)5等。
共軌1是蓄積供給噴射器2的高壓燃料的壓力蓄積容器。共軌1通過高壓泵分配管6連接到供應泵3的排出埠上以經過高壓泵分配管6向其供給燃料，從而在其中蓄積與燃料噴射壓力相對應的共軌壓力。多個噴射器分配管7連接到共軌1上用於向各個噴射器2供給高壓燃料。
限壓器10安裝在減壓管9中，燃料經過減壓管9從共軌1返回到燃料箱8中。限壓器10是壓力安全閥，它在共軌1中的燃料壓力超過預定值時打開，這樣共軌1中的燃料壓力總是保持在預定值以下。
在共軌1上安裝了減壓閥11。當接收到來自ECU 4的閥打開的指令信號時，減壓閥11就打開，這樣共軌壓力就通過減壓管9迅速減小。由於減壓閥11安裝在共軌1上，所以ECU 4可以控制共軌壓力減小至響應於每個車輛運行條件的壓力。
每個噴射器2都安裝在發動機的每個汽缸中用於向每個汽缸噴射燃料，並且噴射器2連接到從共軌1上分支的噴射器分配管7的每個下流端。噴射器2具有燃料噴嘴和電磁閥，其中噴嘴用於向發動機的汽缸供應在共軌1中蓄積的高壓燃料，並且在電磁閥中，容納在燃料噴嘴中的滾針的提升受到控制。噴射器2中的過量燃料由減壓管9返回到燃料箱8中。
供應泵3用於將高壓燃料供給共軌1。供應泵3包括進給泵，進給泵將燃料箱8中的燃料經過過濾器12吸入。供應泵3對進給泵吸入的燃料加壓，並且高壓燃料輸送給共軌1。供給泵和供應泵3由凸輪軸13驅動。凸輪軸13由發動機旋轉地驅動。
在供應泵3中，SCV(抽吸控制閥)14安裝在燃料通道中，燃料通過該燃料通道輸送到用於向燃料增壓的壓力室中。當接收到來自ECU 4的泵驅動信號時，就控制SCV 14來調節一定數量的燃料吸入到壓力室中，從而調節了高壓下向共軌1輸送的燃料的排放量。ECU 4以這種方式控制SCV 14，從而能夠響應燃料運行狀態來調節共軌壓力。
ECU 4包括例如CPU、RAM和ROM等組件，並且根據記憶在ROM中的程序和在RAM中讀取的由傳感器傳來的信號(車輛行車條件信號)來執行各種運算處理。例如，ECU 4根據記憶在ROM中的程序和在RAM中讀取的由傳感器傳來的信號(車輛行車條件信號)，執行用於確定適用於每個汽缸的每個噴射器2的目標噴射量、噴射模式和閥的開啟—關閉定時的運算處理。
EDU 5是一個驅動電路，它根據由ECU 4傳送的閥開啟信號向噴射器2的每個電磁閥提供閥打開電流。一旦閥打開電流提供給電磁閥，就開始向每個汽缸2噴射高壓燃料。當停止向電磁閥提供閥打開電流時，高壓燃料噴射就終止。
ECU 4連接到各種傳感器上並且從它們中接收信號，這些傳感器是用來檢測車輛行車條件的裝置，例如壓力傳感器15用於檢測共軌壓力，加速度傳感器用於檢測節流閥的開度，轉速傳感器用於檢測發動機的轉動頻率以及溫度傳感器用於檢測發動機冷卻劑的溫度。
共軌1上配備了蓄積高壓燃料的管狀圓柱體20，並配備了連接有不同的分配管例如高壓泵分配管6和噴射器分配管7的管連接裝置21，還配備了安裝有不同的功能部件例如限壓器10、減壓閥11和壓力傳感器15的安裝基座22。管連接裝置21和安裝基座22提供於圓柱體20上。
如圖1所示，圓柱體20由鍛造而成，其上配備了腔室25、輸送口26和第一平面27。然而圓柱體20也可以使用標準管形成，在它的上面有沿軸向配置的管連接裝置21。在這種情形下，能夠以較低的成本製造圓柱體20。
每個管連接裝置21均配各了通過焊接固定到圓柱體20上的連接配件23和通過螺絲接合併固定到連接配件23上的管連接件24。每個分配管例如高壓泵分配管6和噴射器分配管7都連接到管連接件24上。
圓柱體20配備了軸向延伸的用於蓄積高壓燃料的中央腔室25，其中多個輸送口26基本上沿徑向延伸並且在軸向上相距給定的間隔布置在圓柱體20的圓周壁上，而且第一平面27位於其外圓周上。每個輸送口26的一端在圓柱體20的內圓周上對腔室25開放，而另一端在它的中心處對每個第一平面27開放。輸送口26從腔室25基本上沿切向朝第一平面27延伸。輸送口26的敞開圓周經過倒角處理。配備了輸送口26的開放圓周的傾斜面26a使輸送口在第一平面27上的開口面積擴大。
管連接件24沿著它的縱向中心軸配備了流體通道29，流體通道29將輸送口26與分配管6、7的導管連通。管連接件24也配備了節流孔31，用於減少流體通道29中的分配管6、7中產生的流體流量脈動。
應該注意到，輸送口26相對於流體通道29是傾斜的。不需要通過向管連接件24配備節流孔31而在圓柱體20中配備節流孔31。通常也不需要在連接高壓泵分配管6的管連接件24的流體通道29中配備節流孔31。
連接配件23以一個環的形式形成，它的內徑大於輸送口26的內徑。第一螺紋32(具有內螺紋)形成於連接配件23的內圓周壁上。連接配件23通過電阻焊接粘接到圓柱體20的第一平面27上，其方式為連接配件23的環心和輸送口26的出口部處於大體上同軸對齊的位置。也可以採用其它的粘接手段(例如蠟焊)。
管連接件24在其軸端一側配備了通過螺旋緊固到連接配件23的第一內螺紋32上的第一外螺紋33，並且在其另一軸端一側配備了第二外螺紋34。
第一外螺紋33在其軸端配備了第二平面35，第二平面35整個圍繞著流體通道29的開口圓周，並且與圓柱體20的第一平面27相接觸。
通過將第一外螺紋33旋進第一內螺紋32中，而將第一外螺紋33的軸端深深插入到第一內螺紋32中，並且向第二平面35敞開的流體通道29與向第一平面27敞開的輸送口26連通。將圍繞著流體通道29的第二平面35向著在輸送口26周圍的第一平面27按壓並與之接觸，從而在它們之間形成體密封面(液密封面)37。
第二外螺紋34在其一個軸端配備了錐形承壓座38，在每個分配管6、7的一端上形成的錐形部37就壓在它上面。流體通道29向承壓座38的底部開放。
配備在管裝配螺帽41的內圓周上的第二內螺紋42通過螺旋緊固到第二外螺紋34上。管裝配螺帽41旋進第二外螺紋34中並處於如下情形，即管裝配螺帽41鄰接著錐形部37背部的階梯部43，這樣，向著承壓部38按壓分配管6、7的椎形部37並與之接觸從而在它們之間形成管密封面(液密管密封面)44。
依照管連接裝置21，通過下面的方式形成體密封面(液密封面)36，即向著輸送口26周圍的第一平面27的方向壓下流體通道29周圍的第二平面35使處於如下的狀態，即通過將管連接件24的第一外螺紋33旋進並深深插入到連接配件23的第一內螺紋32中使流體通道29與輸送口26連通。
圓柱體20上的體密封面36的結構是通過將管連接件24的第二平面35壓在圓柱體20的第一平面27上形成的。由此，即使連接配件23的安裝位置有輕微的移位，也可以保證體密封面36不會失效。
管連接裝置21具有如下的優點(1)因為不要求連接配件23和圓柱體20具有較高的尺寸精度，所以降低了連接配件23和圓柱體20的製造費用。
(2)因為不要求以較高的精度控制圓柱體20上連接配件23的安裝位置，所以可以使用費用不高的粘接手段將連接配件23粘接到圓柱體20上，例如使用電阻焊接，而不使用費用高的雷射焊接。由此就降低了將連接配件23粘接到圓柱體20上的費用。
(3)必須承受高壓的圓柱體20最好由具有較高硬度的材料例如中碳鋼或者高碳鋼製成。中碳鋼或者高碳鋼可以通過費用低的粘接手段例如電阻焊接進行粘接，而不能使用費用高的雷射焊接粘接。因為連接配件23可以通過電阻焊接粘接到由具有極高耐高壓性的中碳鋼或者高碳鋼製成的圓柱體20上，所以圓柱體20可以實現較緊湊主體尺寸。
(4)插入到連接配件23中的只有管連接件24，而沒有其它的構件(例如分配管或者分配管延伸缸)，由此可以對連接配件23使用較小的螺絲尺寸。這提高了在車輛上的可安裝性。
另外，輸送口26的開口邊緣具有傾斜面26a，所以就擴大了輸送口26在外圓周上的開口區域的面積。通過採用傾斜面26a，即使連接配件23對於圓柱體20的安裝位置有輕微的移位，也可以保證管連接件24內的燃料通道29與輸送口26的外開口連通而不會失效。
因此，連接配件23在圓柱體20上的安裝位置可以不必很精確，從而提高了管連接裝置21的生產率。
在此，腔室25的縱向中心軸A位於圓柱體20的圓周缸的中心B上。
輸送口的縱向中心軸D與半徑線E傾斜，其中半徑線E經過圓柱體20的圓周缸的中心B和輸送口26的外開口中心。
在燃料噴射系統中配各共軌1具有以下的優點(1)每個輸送口26都配置得與圓柱體20的圓周缸的半徑傾斜，這樣每個輸送口26內開口的形狀就為橢圓形，並且減小了集中在內開口圓周周圍的應力，而且提高了圓柱體20的耐用性。
(2)腔室25的縱向中心軸A位於圓柱體20的圓周缸的中心B上，這樣腔室25以及圓柱體20的圓周壁就可以通過旋轉圓柱體來形成。因此就減小了在加工圓柱體20的局限性並且提高了生產率。
(3)由於腔室25的縱向中心軸A位於圓柱體20的圓周缸的中心「B」上，所以圓柱體20的圓周壁厚度是均勻的。因此，將連接配件23焊接到圓柱體20上所產生的熱就不會導致在圓柱體20產生變形。
(4)由於每個輸送口26都配置得與圓柱體20的圓周缸的半徑傾斜，因此就延長了輸送口26的長度(特別是沿著它的縱向中心軸的內圓周的最小長度L)。而圓柱體20需承受由腔室25中蓄積的高壓燃料沿其圓周所產生的拉伸強度。因此，通過延長輸送口26的最小長度L而降低了集中在輸送口26周圍的拉伸應力。並且提高了在輸送口26周圍的圓柱體20的耐用性。
(5)由於每個輸送口26都配置得與圓柱體20的圓周缸的半徑傾斜，因此就使腔室25中的燃料旋轉地流動，而這樣流動能夠降低分配管6、7中產生的流體的流動脈動。
(第二實施例)下面參照圖3所示的共軌1的橫截面圖對第二實施例進行描述。
第二實施例中的共軌1具有管連接裝置21，其連接配件23通過鍛造而與圓柱體20形成一體。與第一實施例類似，腔室25的縱向中心軸A位於圓柱體20的圓周缸的中心上。每個輸送口26的外開口中心位於圓柱體20的圓周缸的每個半徑線C上，其中半徑線C經過圓柱體20的中心B。
另外，輸送口26的縱向中心軸D相對於圓柱體20的圓周缸的半徑E傾斜，其中半徑E經過圓柱體20的圓周缸的中心B。
通過在燃料噴射系統中配備共軌1，可以得到與第一實施例相同的優點。
在製造圓柱體20時，分模面G可以設置在圓柱體20的圓周缸的半徑線E上，該半徑線E經過輸送口26的開口中心和圓柱體的圓周缸的中心B，這樣圓柱體20的鍛模就是易於製造的對稱形，這樣就使得圓柱體20的製造更加容易。而且，鍛模的簡單形狀還延長了它的壽命。
另外，第二實施例中的管連接裝置21將與噴射器分配管7連接，並且在管連接件24中配備了阻力調節閥51。
流量阻力調節閥51包括位於燃料經過的管連接件24中流體腔室29a內的閥52和將閥52推到板54上的彈簧53。
閥52配備了燃料通道52a，該通道將大徑節流孔31a(與輸送口26連通)與流體腔室29a連通起來。在燃料通道52a中配備了小徑節流孔31b。
阻力調節閥51通過改變閥52的開度來調節燃料流的截面積，其中閥52根據燃料流向噴射器分配管7的速度來打開和關閉。
另外，第二實施例中夾在圓柱體20和管連接裝置21中的管連接件24之間的板54也可用作墊體。在板54上配備了大徑節流孔31a，該節流孔將輸送口26的內部和流體腔室29a(即閥52中的流體通道52a)連通起來。
通過使用第一實施例中的節流孔31替換大徑節流孔31a，就可以不必使用阻力調節閥51。通過在板54中提供節流孔31會使節流孔31的製造更加容易，並且提高了生產率。
因此，通過提供還可以在圓柱體20和管連接件24之間用作墊體的板54，第一、第二平面27、35的接觸性能就無需非常精確，並且降低了裝配費用。
權利要求
1.用於發動機的共軌(1)，包括圓柱體(20)和輸送口(26)，該圓柱體配設了用於蓄積高壓燃料的腔室(25)，該輸送口將腔室(25)連接到它的外部圓周上，以及管連接裝置(21)，它與連接到噴射器上的分配管(6，7)中的導管(28)相連通；並且其中輸送口(26)的縱向中心軸(D)與圓柱體(20)的縱向中心軸(B)呈傾斜的關係。
2.如權利要求1所述的共軌(1)，其特徵在於，腔室(25)和圓柱體(20)的縱向中心軸(A，B)基本上彼此同軸配置。
3.如權利要求1和2中任意一項所述的共軌(1)，其特徵在於，管連接裝置(21)包括連接配件(23)，它固定到圓柱體(20)的外圓周上以環繞輸送口的開口並且配設了第一內螺紋32；和管連接件(24)，在它的軸端一側及其另一個軸端配備了第一和第二外螺紋(33，34)，並且通過將第一外螺紋(33)通過螺旋緊固到第一內螺紋(32)中而將管連接件(24)連接到圓柱體(20)上；並且其中，通過將第二外螺紋(34)通過螺旋緊固到與分配管嚙合的管裝配螺帽41中提供的第二內螺紋(42)上，使分配管(6，7)中的導管(28)經過管連接件(24)中的流體通道(29)與輸送口(26)相連通。
4.如權利要求3所述的共軌(1)，其特徵在於連接配件(23)固定到圍繞輸送口(26)設置的第一平面(27)上，輸送口(26)在圓柱體(20)外圓周上開口；第二平面(35)設置在第一外螺紋(33)的一個軸端；第一外螺紋(33)通過螺旋緊固到第一內螺紋(32)中，因此第二平面(35)就擠壓到第一平面(27)上，並且在圓柱體(20)和管連接件(24)之間形成液密封；並且輸送口(26)的開口圓周被倒角為傾斜面。
5.如權利要求1所述的共軌(1)，其特徵在於，輸送口(26)的縱向中心軸(D)位於與圓柱體(20)的縱軸(B)垂直的平面中。
6.如權利要求3所述的共軌(1)，其特徵在於，連接配件(23)與圓柱體20形成一體。
全文摘要
在用於蓄積高壓燃料的共軌(1)中，圓柱體(20)設置了用於蓄積高壓燃料的腔室(25)和輸送口(26)，輸送口(26)將腔室(25)連接到圓柱體的外部圓周上並且通過管連接裝置(21)與分配管(6，7)中的導管(28)連通。腔室(25)和圓柱體(20)的縱向中心軸(A，B)基本上彼此同軸配置，輸送口(26)的每個縱向中心軸(D)和圓柱體(20)的縱向中心軸(B)彼此傾斜。因此提高了圓柱體(20)的耐用性並且使圓柱體(20)的厚度均勻，而且圓柱體(20)的鍛造模也是對稱的。延長了輸送口(26)的長度，從而提高了圓柱體(20)的耐用性。
文檔編號F02M55/02GK1614223SQ200410090558
公開日2005年5月11日 申請日期2004年11月8日 優先權日2003年11月7日
發明者西脅正 申請人:株式會社電裝