用于将燃料供给到发动机的设备 |
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| 申请号 | CN201280077852.X | 申请日 | 2012-12-20 | 公开(公告)号 | CN104884783A | 公开(公告)日 | 2015-09-02 |
| 申请人 | 沃尔沃卡车集团; | 发明人 | 塞尔吉·尤达诺夫; 扬·阿内尔; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及用于将 燃料 从位于 发动机 罩(5)外侧的燃料压 力 源(3)供给到位于 发动机罩 (5)内侧的燃料喷射器(9)的设备，所述设备包括：燃料管(2)，该燃料管(2)用于将燃料从燃料压力源(3)经由发动机罩(5)中的开口(10)输送到燃料喷射器(9)；和 密封件 (6)，该密封件(6)用于在所述开口(10)处将燃料管(2)密封。本发明的特征在于，所述密封件(6)包括第一部分(6a)和第二部分(6b)，该第一部分(6a)被构造为用于围绕燃料管(2)密封 接触 ，该第二部分(6b)被构造为用于围绕套筒(7)密封接触，该套筒(7)围绕所述开口(10)延伸。本发明还涉及设有这种设备的内燃发动机(1)以及为内燃发动机(1)提供这种设备的方法。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于将燃料从位于发动机罩(5)外侧的燃料压力源(3)供给到位于发动机罩(5)内侧的燃料喷射器(9)的设备， |
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| 说明书全文 | 用于将燃料供给到发动机的设备技术领域背景技术[0002] 在内燃发动机的生产过程中，成本效率是很重要的。至少对于柴油发动机等，生产过程中的步骤之一是安装燃料喷射设备。形成该设备的一部分的部件可能较复杂且相对昂贵，而且该设备也可能较复杂且安装起来成本较高。 [0003] 在某些情况下，需要将燃料喷射设备安装在发动机上，使得燃料压力源位于发动机外侧，而接收加压燃料的喷射器位于发动机内侧，即，处在面临曲轴箱压力和发动机机油流动的发动机罩内的空间中。因而，需要从发动机外侧到发动机内侧的燃料供给。这种安装类型所具有的一个问题是如何确保可靠但成本有效且安装简单的密封件，该密封件在燃料管或类似装置进入发动机内部空间的部位处将发动机内部空间与外界环境密封。 [0004] US 6394071示出了燃料供给系统的一个示例，其中声称与现有技术相比降低了成本和复杂性。然而，US 6394071的系统仍相对复杂，它包括多个不同的燃料管等。此外，它不太关注安装过程的复杂性。 [0005] 对于不复杂且不昂贵的燃料喷射设备以及组装该设备并将其安装到发动机上的更成本有效的方法，仍存在着需求。 发明内容[0006] 本发明的目的是提供一种燃料供给系统，与常规的系统相比，该燃料供给系统提供了更成本有效的生产。此目的通过各独立权利要求中包含的技术特征所限定的设备、发动机和方法来实现。从属权利要求包含了本发明的有利实施例，另外的扩展和变型。 [0007] 本发明涉及一种用于将燃料从位于发动机罩外侧的燃料压力源供给到位于发动机罩内侧的燃料喷射器的设备。该设备包括：燃料管，该燃料管用于将燃料从燃料压力源经由发动机罩中的开口输送到燃料喷射器；和密封件，该密封件用于在所述开口处将燃料管密封。 [0008] 本发明的特征在于，此密封件包括第一部分和第二部分，该第一部分被构造为用于围绕燃料管密封接触，该第二部分被构造为用于围绕套筒密封接触，该套筒围绕所述开口延伸。 [0009] 这种设备的优点是：当发动机罩中的开口(典型地是气缸盖罩中的开口)明显大于燃料管时，即，当该开口的直径远大于燃料管的直径而使得在该管和开口的边缘之间沿径向方向形成有大空隙时，这种设备也提供了良好的密封。在此情形中，无法使用适于小间隙的常规密封。 [0010] 本发明的设备的效果在于它允许使用带有紧固装置的常规管形式的燃料管，该紧固装置例如是预先安装在每个管端部处的管螺母和冷成型的锥形端。这种标准管的紧固装置的横截面尺寸大于实际管的横截面尺寸。因此，这种管要求发动机罩中的更大的开口以将所述管引向燃料喷射器，此更大的开口需要特殊的密封方法。优选地，所述密封件被预先安装在燃料管上，这适合在形成所述端部并安装管螺母之前进行，以允许该密封件容易地滑移到所述管上。通过使用带有例如管螺母的常规管，降低了部件的成本且使得能够简化燃料供给系统的设计。 [0011] 本发明的另外的有利效果是：可在无中间的液压连接的情况下使用单个连续管来完成压力源与压力接收设备(典型地为燃料喷射器)的连接。这降低了成本且提高了压力源和压力接收器之间的高压管线的可靠性和耐久性。 [0012] 本发明的设备的另外效果是简化了燃料供给系统的组装，参见下文。这提高了生产时的成本效益。 [0013] 在本发明的实施例中，所述设备还包括柔性元件，该柔性元件被构造为将密封件的第二部分围绕套筒锁定在其预期位置。优选地，该柔性元件包括弹性的封闭环，该封闭环能够将密封件的第二部分压向套筒的外周。优选地，该柔性元件包括金属弹簧。这提供了容易的安装和锁定所述密封件的第二部分的可靠方式，尤其是在套筒设有用于将该柔性元件(且优选也将密封件)保持到位的凹槽的情况下。 [0014] 在本发明的实施例中，上述密封件的第一部分以可滑动方式安装到燃料管上。以此方式，在已正确定位燃料管(例如通过将燃料管紧固到燃料喷射器)之后，密封件能够容易地沿该管滑动到位而使密封件的第二部分围绕所述套筒。优选地，所述设备还包括第二柔性元件，例如封闭的金属弹簧环，该第二柔性元件被构造为将密封件的第一部分压向燃料管。 [0015] 通过将这种柔性元件用于密封件的第一部分(优选与所述管预先组装)，允许提高该密封件沿所述管的可滑动性，同时提供了所要求的在安装状态下的挤压，以用于密封件和管体之间的可靠而耐久的密封。 [0016] 在本发明的实施例中，所述密封件的第二部分的内部适配于套筒的外部尺寸，且密封件的第一部分的内部适配于燃料管的外部尺寸，其中，密封件的第二部分的内部的横截面比密封件的第一部分的内部的横截面大得多。这在套筒比所述管具有更大横截面的情况下提供了对套筒和所述管的良好密封。 [0018] 在本发明的实施例中，该密封件预先安装到燃料管上，在燃料管的旨在连接到燃料喷射器的端部处，该燃料管优选设有预安装的紧固装置，例如管螺母和锥形管端，并且，在燃料管的旨在维持于发动机罩外侧的端部处，该燃料管优选设有另外的预安装的紧固装置(或其他防止密封件容易地后安装到整个管上的细节部分，例如分支的配合件)。 [0019] 这种组合产品，即预安装到在两端处带有管螺母(或其他紧固装置)的管上的密封件形成了随时待用的产品，该产品提供了有效的操作(其可以作为随时待用的产品被购得)，且能够以有效的方式安装在发动机上。 [0020] 本发明还涉及内燃发动机，该内燃发动机包括发动机罩、位于发动机罩内的诸如燃料喷射器的燃料接收部件、以及发动机罩中的开口。本发明的发动机包括围绕该开口延伸的套筒和如上所述的燃料供给设备。 [0021] 在本发明的发动机的实施例中，该套筒具有圆形横截面且位于发动机罩的外侧。优选地，该套筒设有凹槽，该凹槽被构造为将密封件的第二部分和/或所述柔性元件保持到位。这提供了对密封件的可靠锁定。 [0022] 优选地，该开口的横截面比燃料管的外横截面大得多。这允许带有预安装的管螺母等的标准管经由该开口被插入，且因此允许使用这种管。 [0023] 在本发明的发动机的实施例中，燃料管的一端连接到燃料喷射器，另一端连接到位于发动机罩外侧的燃料压力源。优选地，该燃料压力源是与至少一个另外的燃料喷射器流体连通的共轨，即沿着发动机延伸的共轨。本发明的构思特别有利于这种燃料供给系统。优选地，发动机罩包括气缸盖罩，其中，所述开口布置在气缸盖罩中。优选地，所述开口布置在气缸盖罩的下部分中，其中，该罩的上部分是可移除的，以允许接近燃料喷射器处的紧固装置。 [0024] 本发明还涉及用于为内燃发动机提供燃料供给设备的方法，该燃料供给设备包括燃料管，该燃料管用于将燃料从位于发动机罩外侧的燃料压力源输送到位于发动机罩内侧的燃料喷射器。 [0025] 本发明的方法包括如下步骤：提供设有密封件的燃料管，该密封件具有第一部分和第二部分，该第一部分被构造为用于围绕燃料管密封接触，该第二部分被构造为用于围绕套筒密封接触，该套筒围绕发动机罩中的开口延伸，其中，该密封件能够沿燃料管移动；将燃料管的喷射器端通过所述开口引入并定位燃料管；将密封件相对于燃料管移动到以下位置：在该位置，密封件的第二部分围绕套筒定位且与套筒接触。 [0026] 这种方法使得安装过程更有效且远比例如US 6394071中描述的方法简单。 [0027] 本发明的方法可包括如下项的一个或多个： [0028] -提供柔性元件，该柔性元件被构造为将密封件的第二部分围绕套筒锁定在其期望位置；以及将柔性元件围绕套筒和所述密封件的第二部分布置； [0029] -将燃料管的喷射器端连接到燃料喷射器； [0030] -将燃料管的外端连接到位于发动机罩外侧的燃料压力源， [0031] -其中，至少燃料管的喷射器端设有预安装的紧固装置，例如锥形端和管螺母(其具有比燃料管大的横截面尺寸)， [0032] -其中，柔性元件包括弹性的封闭环，该弹性的封闭环能够将密封件的第二部分压向套筒的外周，所述方法包括如下步骤：围绕燃料管或套筒提供柔性元件；并将柔性元件相对于燃料管移动到该柔性元件将密封件的第二部分围绕套筒锁定的位置，和/或[0033] -将密封件围绕燃料管定位且为燃料管的每一端提供紧固装置。 [0035] 在下文给出的本发明的描述中，参考了附图，其中： [0036] 图1以透视图示出了设有本发明的燃料供给设备的第一实施例的发动机，[0037] 图2示出了根据图1的发动机的示意性后视图， [0038] 图3示出了图2中的细节的顶视图，其中，气门盖被移除， [0039] 图4以沿着燃料管的剖视图示出了图3中的细节的后视图，并且 [0040] 图5至图7示出了本发明的设备到发动机上的安装过程。 具体实施方式[0041] 图1示出了设有本发明的燃料供给设备的第一实施例的内燃发动机1。该发动机1包括：具有气缸盖罩/气门盖的发动机罩5；位于发动机罩5内的燃料喷射器9(见图3至图7)；发动机罩5中的开口10(见图4至图7)；位于发动机罩5外侧的套筒7(见图4至图 7)，该套筒7围绕开口10延伸；以及燃料供给设备。 [0042] 该燃料供给设备旨在将燃料从位于发动机罩5外侧的具有共轨3形式的燃料压力源供给到燃料喷射器9。如图所示，该燃料供给设备包括燃料管2，该燃料管2用于将燃料从燃料压力源3经由发动机罩5中的开口10输送到燃料喷射器9。该燃料供给设备还包括用于在开口10处将燃料管2密封的密封件6。 [0043] 共轨3与另外的燃料供给设备及相应的燃料喷射器流体连通，在本示例中，与六个相同的燃料供给设备/燃料喷射器流体连通。燃料连接器4将共轨3与例如燃料泵(未示出)连接。 [0044] 管2的每一端均设有预安装的紧固装置，在此示例中，该紧固装置包括管螺母20和锥形端21(见图5)，用于分别连接到燃料喷射器9和共轨3。 [0045] 如图4中更清晰地示出的，密封件6包括较细的第一部分6a和较粗的第二部分6b，该第一部分6a被构造为用于围绕燃料管2与燃料管2密封接触，该第二部分6b被构造为用于围绕套筒7与套筒7密封接触，该套筒7围绕开口10延伸。套筒7和管2都具有圆形横截面，且套筒7的直径比管2的直径大得多。密封件6的第二部分6b的圆柱形内部适配于套筒7的外部尺寸，且密封件6的第一部分6a的圆柱形内部适配于燃料管2的外部尺寸。 [0046] 在此示例中，开口10也具有圆形横截面，该开口10远大于燃料管2的横截面尺寸，且大于管螺母20的横截面尺寸，以允许管螺母20经由开口10被插入。 [0047] 例如图4所示，该燃料供给设备还包括柔性元件13，该柔性元件13包括封闭的金属弹簧环，该金属弹簧环被构造为将密封件6的第二部分6b围绕套筒7锁定在其期望位置。还提供了一个类似的柔性元件12，该柔性元件12被构造为将密封件6的第一部分6a压到管2上。这种柔性元件12、13有时被称为同心夹紧环(energizing rings)。 [0048] 如图4至图7所示，套筒7设有凹槽7a，该凹槽7a在套筒7的外表面上围绕套筒7周向延伸。此外，密封件6的第二部分6b在其内表面上具有周向延伸的凸起16b，该凸起 16b配合到凹槽7a内，且密封件6的第二部分6b在其外表面上(在凸起16b的径向外侧)具有周向延伸的凹槽16a，该凹槽16a适于收容柔性元件13(的一部分)。这些一起形成了双扣合锁定型的功能；密封件6的第二部分6b被扣合到套筒7上且柔性元件13被扣合到密封件6的第二部分6b上。这允许容易的安装和可靠的密封。凸起16b的横截面直径可形成为稍大于凹槽7a的横截面的相应直径，以便密封件6的第二部分6b被楔入到凹槽7a中，从而实现密封件6和套筒7之间的更高接触压力以用于更可靠且耐久的密封性能。 [0049] 如果密封件6足够柔性以允许柔性元件13将密封材料压入到套筒凹槽7a中并以此方式锁定密封件6的第二部分6b，则密封件6的第二部分6b的凹槽16a和凸起16b可以省略。在任一情况中，套筒凹槽7a均被构造为将密封件6的第二部分6b和/或柔性元件13保持到位。 [0050] 在密封件6的第一部分6a的外表面上布置有类似的凹槽，以将另外的柔性元件12保持到位。然而，对于该密封件的第一部分6a，不存在布置于管2上的内侧凹槽，因为该密封件旨在能够以可滑动方式沿管2移动，以用于下文所述的安装目的。 [0051] 燃料管2和密封件6形成一个预制部件，在该预制部件中，密封件6和较小的柔性元件12已围绕管2安装到管2上，并且已预先安装了管螺母20和锥形端21。 [0052] 支撑构件14将共轨3连接到发动机1。 [0053] 图5至图7示出了用于为内燃发动机1提供上述燃料供给设备的一个示例性方法。 [0054] 在图5中，管2的带有相应的管螺母20的喷射器端已通过套筒7内侧的开口10插入。密封件6在管螺母20之间围绕管2布置在管2上且保持处于罩5的外侧。 [0055] 用于将密封件6的第二部分6b锁定到套筒7的封闭环柔性元件13已围绕共轨3的连接部布置，以在管2已连接时正确地围绕管2放置。替代地，柔性元件13最初可围绕管2定位，例如围绕密封件6的第二部分6b定位在适当位置(在凹槽16a处)或围绕套筒7定位在适当位置。旨在将密封件6的第一部分6a压向管2的、另外的封闭环柔性元件12围绕管2靠近外管螺母20定位。替代地，该柔性元件12可围绕密封件6的第一部分6a定位在适当位置。 [0056] 在图6中，已通过使用管螺母20将燃料管2连接到燃料喷射器9和共轨3而将燃料管2正确定位。罩5的上部分是可移除的，以允许容易地接近喷射器9处的管螺母20，用于连接该管螺母20(以及用于适当地紧固该管螺母20，这可在随后的步骤中完成)。在此情况下，所述气门盖包括两个部分：设有开口10的下部分和可移除的上部分。这允许在结束组装之前通过将该盖的上部分紧固到发动机1上而将管2正确地连接、紧固和对其进行泄漏测试。 [0057] 密封件6现在可沿管2向开口10滑动且围绕套筒7适当地放置。如果在先前的步骤中柔性元件12、13未正确地围绕密封件6定位，则现在可通过使柔性元件12、13沿管2移动而将柔性元件12、13围绕密封件6扣合到位。 [0058] 图7示出了正确锁定到套筒7上的密封件6。 [0059] 将密封件6围绕该燃料管定位且为燃料管2的每一端提供紧固装置20、21的步骤优选不包括在上述安装过程中，而是，它们形成预制方法的一部分。柔性元件12、13可以预安装到密封件6上或简单地形成用于将燃料供给设备安装在发动机1处的起动工具套件的一部分。因此，实际的安装可以开始于将管2的内端通过开口10插入的步骤，或可开始于将柔性元件12、13围绕管2、套筒7或共轨3的连接部定位。 [0061] 例如，可使用其他类型的管，例如平端部的管，该管在管螺母的紧固期间使用了被锻造到该管中的套箍。管/紧箍/管螺母/密封件与柔性元件的组合则变得难以拆解，但这仍赋予在维修期间将该管与发动机完全分开的可能性。 [0062] 而且，如果所述密封件的材料足够耐久而靠自身来维持无泄漏的运行，则可使用无柔性元件12、13的密封件6。替代地，可在密封件6的较大和较小端部处使用数个柔性元件12、13，且可提供数个凹槽来收容这些柔性元件，以便还提高可靠性和耐久性。 |
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