內燃機噴油嘴的製作方法

2023-05-31 09:03:36 2

專利名稱：內燃機噴油嘴的製作方法
背景技術：
本發明涉及一種如權利要求1所述的內燃機噴油嘴。此種常見的內燃機噴油嘴具有一傾斜於其中軸的燃料輸入通道，共軸於該中軸設有一用於一閥門部件(閥針)的通孔，在該通孔內側凹切出一壓縮室。由於該燃料輸入通道的存在，該閥體的位於該燃料輸入通道與該通孔之間、靠近該輸入通道連通到壓縮室附近部分僅有較小的厚度。因此導致為了實現燃料分布所需要的、閥體的包圍壓縮室的壁只有較小的厚度和堅固性。當噴射壓力達到400巴時，現有的噴油嘴沒有值得一提的缺陷。目前的直接噴射式內燃機在達到大約1800巴高的噴射壓力時，在位於壓縮室的該通孔和該燃料輸入通道(空隙)之間的中間壁的端部會出現斷裂，隨著時間的推移，將導致噴油嘴的閥體的損壞。此種斷裂是由於高的動態內壓力負載而引起的，閥體通過夾緊螺母被螺固到閥門支承體上，噴油嘴本身通過一夾緊螺絲被壓在內燃機殼體內的一擋止面上。當噴油嘴直接與一高壓泵相連時，在壓力形成時泵的軸向殼體壓力就會通過閥體作用到該閥門部件體上。
為了減少在壓縮室範圍內閥體的斷裂的危險，眾所周知，只能較小地減小包圍壓縮室的壁厚。在壓縮室的圓形的擴展部，燃料輸入通道的入口範圍設置一偏心的空隙(US-PS3 511 442)，以使燃料輸入通道能夠較陡地傾斜進入到壓縮室內。此外，可將燃料輸入通道平行於通孔、並一直延伸到壓縮室的高度範圍而設置，並通過一徑向的，或較小傾斜度的，或彎曲的連接通道與壓縮室相連(EP-A-425 236，EP-A-363 142)。此種連接通道的製造非常複雜且成本很高。
文件DE-OS41 42 430介紹了另外一種噴油嘴，其將閥體軸向螺固在閥門支承體上的夾緊螺母的背向閥門支承體的端部的環狀肩面被製成圓錐形。然而，此種噴油嘴的缺點在於，由於整個噴油嘴螺固於內燃機的殼體內，其軸向負載將導致夾緊螺母的擴張，因此，由夾緊螺母沿壓縮室方向作用的壓力對閥體壁的穩定性並沒有實際的貢獻。
本發明的優點本發明具有權利要求1所述特徵的內燃機噴油嘴具有如下的優點，即在壓縮室處於極高的壓力時(約1800巴)仍能可靠地避免閥體的斷裂。這通過位於夾緊螺母和閥體之間以及內燃機殼體和夾緊螺母之間的兩個圓錐形的力導引面(2斜邊)來實現，不但將閥體螺固在閥門支承體的夾緊力而且將整個噴油嘴螺固在內燃機殼體內的夾緊力都被導引到閥體上，因此可反作用於由於高的燃料壓力而在壓縮室內，尤其在燃料輸入通道進入到壓縮室的入口處的總壓力。
尤其是由於圓錐形的夾緊螺母的支承面及內燃機殼體內的擋止面的形成，作用在噴油嘴上的夾緊力大部分被轉換成軸向的分量，該軸向分量直接作用在閥體的環狀凸緣面並反作用於一可能導致閥體疲勞變形的極高的壓力負載。按照這種方式，由壓縮室產生的壓力分量有效地被該與其相作用的夾緊力吸收，因此，降低了閥體斷裂的危險，並增加了整個噴油嘴在高工作壓力時的耐疲勞強度。
此外，由於位於夾緊螺母和內燃機殼體之間的支承面的圓錐形的結構，使夾緊力可抵制夾緊螺母的擴張。
因此，當該圓錐形面被製成均勻的圓錐形面時，可以實現一具優點的最佳的能量傳遞，另外，所述的作用也可通過不均勻的，例如彎曲的過渡表面來實現。一尤其令人滿意的到閥體上的能量傳遞由圓錐形面(斜邊)的大約10°-60°的、最好為30°的傾角來實現，因此，該圓錐形面上的垂直線指向通孔過渡到壓縮室內的方向。
本發明的其他的優點和具優點的結構由實施例描述、附圖和權利要求給出。
附中所示為本發明內燃機噴油嘴的一個實施例，該實施例在後面被詳細闡述。

圖1所示為該噴油嘴在內燃機殼體內的安裝位置，圖2所示為該噴油嘴的靠近燃燒室部分的縱截面圖，圖3為圖2中III所示部分的噴油嘴的部分放大示意圖。
實施例描述圖1所示為一圓柱形的噴油嘴1，該噴油嘴1置於一內燃機的殼體5的容置孔3內。該容置孔3製成階梯形，其圓錐形的過渡截面形成一擋止面7。具有一同樣由截面縮小而形成的支承面9的噴油嘴1通過一夾緊裝置11被軸向夾緊在該擋止面7上。在該實施例中，夾緊裝置11具有一作用在該燃料噴嘴1的背向殼體的端面13上的夾緊盤15。該夾緊盤可通過許多在其周圍分布的夾緊螺絲17螺固於殼體5上，並因此將該噴油嘴1夾緊在內燃機的殼體5的擋止面7上。圖2所示為該噴油嘴1的靠近燃燒室部分的縱截面圖，該噴油嘴1具有一閥體19，該閥體19位於一中間墊層一隔板21下部，並通過一套筒形的夾緊螺母23被固定在一閥門支承體25上。一階梯形柱塞狀的閥門部件27(閥針)可移動地設置於閥體19的軸向孔29內，該閥門部件27在其靠近燃燒室端具有一錐形的閥門密封面31。該閥門部件27通過該閥門密封面31與一位於閥體19的靠近燃燒室端的倒圓部分35內的朝內的閥座33共同作用，在該閥體19的下遊部分設有多個噴孔37。該閥體19為一旋轉體，其上部為一粗部39，其下部為一細部41，其靠近燃燒室端由倒圓部分35封閉。位於閥體19的上部粗部39內的孔29的部分被作為用於閥門部件27的截面放大的導引部件45的導引面43。位於閥體19的下部細部41內的孔29的部分與閥門部件27的杆體47共同限定一一直延伸到閥座33的環狀縫隙49。在閥體19的上部粗部39內、靠近閥體19的下部細部41處，設有一位於孔29的導引面43與環狀縫隙49之間的、截面放大的壓縮室51。其外邊界53最好為弧形並逐漸過渡到環狀縫隙49內。
一置於閥門支承體25的盲孔55內的閥門回動彈簧57將閥門部件27沿關閉方向壓在閥座33上，以使噴油嘴1處於關閉狀態。為了實現燃料的輸送，一與圖中沒有示出的高壓噴射管道相連的進液通道59通過閥門支承體25、隔板21和閥體19的上部粗部39，即從閥體19的上端面靠近孔29的導引面43處通向壓縮室51。進液通道59在壓縮室51的肩部側面從上面切入，因此該進液通道59傾斜於導引面43，以保持小的壓縮室51的直徑及大的流入孔截面。
該作為鎖緊螺母的夾緊螺母23搭接在閥體19的上部的粗部39上，並通過其內螺紋61而螺固於閥門支承體25的外螺紋63上，該夾緊螺母23具有一環狀肩面65，閥體19藉助一在上部的粗部39向細部過渡處的環狀凸緣面67固定在該環狀肩面65上。該環狀肩面65和環狀凸緣面67被製成圓錐形，尤其為截錐形，且與一垂直於閥門部件27的軸線的徑向平面69成相同的角度α(如圖3所示)。
本發明的夾緊螺母23的靠近燃燒室側的端面處所形成的支承面9及如圖1中所示的內燃機的殼體5內的容置孔3的一部分所形成的擋止面7被製成圓錐形，尤其為截錐形。圖3中放大顯示的該圓錐形面且與垂直於閥門部件27的軸線的徑向平面69成一傾角β，該傾角β最好與上環狀肩面65和環狀凸緣面67的傾角α相同。因此角度α或β是這樣被設置的，即該圓錐形面65，67，7，9上的垂線指向通孔29的導引面43過渡到壓縮室51內的方向，或指向進液通道59進入到壓縮室51的入口的方向。因此該傾角α或β具有一與徑向平面69成10°-60°、最好為30°的夾角。
當通過夾緊螺母23將閥體19螺固在閥門支承體25上時，以及通過夾緊裝置11將噴油嘴1螺固於內燃機的殼體內時，由於起力的導引面作用的支承面65，67，7，9除了沿閥體19軸嚮導引夾緊力外，也向閥體19導引徑向的力，該力與在噴油嘴加壓時由壓縮室51的內壓而形成的壓力和應力相互抵抗。通過角α或角β的形成，該反作用力被導向錐形面，尤其被導向壓縮室51靠近進液通道59的入口處的易於斷裂的部分。
本發明噴油嘴以其結構上的簡單的方式，實現了在無需增加壁厚的情況下，將在極高的工作壓力下噴油嘴的壓縮室的疲勞斷裂的危險降至最低，並因此延長了噴油嘴的使用壽命。
權利要求
1.一種內燃機噴油嘴，包含一螺固於一閥門支承體(25)上的閥體(19)，一閥門部件(27)可軸向滑動地設置於該閥體(19)內，於該閥體(19)內設有一與通孔(29，34)相連通的沿徑向擴張的壓縮室(51)，除了該通孔(29，34)外，至少還有一進液通道(59)通過閥體(19)而連通於該壓縮室(51)，及一夾緊螺母(23)，該夾緊螺母(23)通過一內部的圓錐形的環狀肩面(65)與一沿壓縮室(51)的高度方向設置的閥體(19)的圓錐形的環狀凸緣面(67)緊貼在一起，該夾緊螺母(23)螺固於該閥門支承體(25)上，以及一軸向作用在該閥門支承體(25)上的夾緊裝置(11)，該夾緊裝置(11)藉助一由夾緊螺母(23)的背向閥門支承體(25)的端面所形成的支承面(9)而螺固於一內燃機的殼體(5)內形成的擋止面(7)上，其特徵在於，在壓縮室(51)的高度範圍內，除了形成沿閥體(19)的軸向夾緊以外，還存在沿閥體(19)徑向的應力分量。
2.如權利要求1所述的噴油嘴，其特徵在於，所述閥體(19)的圓錐形的環狀凸緣面(67)，所述夾緊螺母(23)的圓錐形的環狀肩面(65)和所述夾緊螺母(23)的圓錐形支承面(9)以及殼體(5)的擋止面(7)是這樣被設置的，即該圓錐形面上的垂線指向通孔(29，43)過渡到壓縮室(51)內的方向。
3.如權利要求1所述的噴油嘴，其特徵在於，所述閥體(19)的圓錐形的環狀凸緣面(67)，所述夾緊螺母(23)的圓錐形的環狀肩面(65)和所述夾緊螺母(23)的圓錐形支承面(9)以及殼體(5)的擋止面(7)總是與一垂直於噴油嘴的閥門部件(27)的軸線的徑向平面(69)成相同的傾角(α，β)。
4.如權利要求3所述的噴油嘴，其特徵在於，所述與徑向平面(69)的傾角(α，β)的範圍為10°-60°。
5.如權利要求3所述的噴油嘴，其特徵在於，所述與徑向平面(69)的傾角(α，β)的範圍為最好為30°。
6.如權利要求1所述的噴油嘴，其特徵在於，所述夾緊螺母(23)的圓錐形的環狀肩面(65)和殼體(5)的擋止面(7)被製成截錐孔形，所述閥體(19)的圓錐形的環狀凸緣面(67)和所述夾緊螺母(23)的圓錐形支承面(9)被製成截錐形。
7.如權利要求1所述的噴油嘴，其特徵在於， 所述夾緊裝置(11)具有一沿內燃機殼體(5)的軸向方向作用在閥門支承體(25)上的部件(15)，在其側面至少具有一可旋入殼體(5)內的固定部件，該固定部件尤其為一夾緊螺絲(17)，該固定部件軸向螺固於該閥門支承體(25)。
全文摘要
一種內燃機噴油嘴，包含一柱塞狀的閥門部件(27)，該閥門部件(27)可軸向滑設於一閥體(19)內，該閥體(19)藉助一夾緊螺母(23)軸向螺固於一閥門支承體(25)上。為了避免由於噴油嘴加壓而在進液通道(59)與位於該閥體(19)上的壓縮室(51)連通的入口範圍處的極高的壓力而造成該閥體(19)的斷裂，一由燃燒室側的端面所形成的夾緊螺母(23)的支承面(9)和一與該支承面(9)共同作用的該內燃機的殼體內的擋止面(7)以及一包圍該閥體(19)的夾緊螺母(23)的環狀肩部(65)和一與該環狀肩面(65)共同作用的該閥體(19)的環狀凸緣面(67)被製成圓錐狀。
文檔編號F02M61/16GK1146791SQ96190009
公開日1997年4月2日 申請日期1996年2月9日 優先權日1995年3月10日
發明者弗裡德裡希·伯金, 斯特凡·豪格 申請人:羅伯特·博施有限公司